Экзамен-полигон

Содержание и основные понятия

← Вернуться к оглавлению
Alterna · глава 7 · страница 7.4
Экзамен-полигон
Проверьте знания по параллельным вычислениям и суперкомпьютерам. Квест, тест из банка 25 заданий и развёрнутая задача.
Три этапа проверки:
квест
(разминка с XP),
контрольный тест
(10 случайных заданий из банка 25) и
развёрнутая задача
.
Все задания соответствуют формату ЕГЭ 2026, задание №22 — параллельные вычисления.
ЕГЭ · № 22
01
Карта соответствия
Какие темы главы 7 покрывают задание ЕГЭ 22
Тема
Страница
Что проверяет ЕГЭ 22
Закон Амдала
7.1
Расчёт ускорения при распараллеливании
Классификация Флинна
7.1
Определение типа архитектуры (SISD/SIMD/MIMD)
Конвейер
7.1
Расчёт тактов: k + (n-1)
Многопоточность
7.1
Deadlock, race condition, мьютексы
FLOPS, единицы
7.2
Перевод единиц производительности
Кластер, архитектура
7.2
Компоненты суперкомпьютера
GPU vs CPU
7.2
Когда GPU эффективнее
OpenMP / MPI
7.2
Различие подходов к параллелизму
02
Квест: разминка
8 сценариев · до 80 XP
🏆 Квест: Параллельный мир
XP:
0
/ 80
03
Контрольный тест
10 случайных заданий из банка 25 · формат ЕГЭ 22
Для загрузки нужен локальный сервер (fetch не работает с file://).
Ответлено:
0
/
10
04
Развёрнутая задача
Кейс: оптимизация параллельной программы
📋 Задача: «Ускорить программу»
Программа обрабатывает массив из 1 000 000 элементов. Анализ показал:
70% времени — обработка каждого элемента (можно распараллелить)
20% времени — сортировка результата (можно распараллелить частично)
10% времени — чтение файла и инициализация (строго последовательно)
В распоряжении: сервер с 8-ядерным процессором и видеокарта с 4096 ядрами.
Задание:
Рассчитайте теоретическое ускорение на 8 ядрах CPU. Предложите, как использовать GPU. Какие проблемы синхронизации могут возникнуть?
Критерии оценки (макс. 4 балла):
Расчёт Амдала (1 балл):
p = 0.9 (70% + 20%), S = 1/(0.1 + 0.9/8) = 1/0.2125 ≈ 4.7×. Предел: 1/0.1 = 10×.
Использование GPU (1 балл):
Обработка элементов (70%) — идеальная задача для GPU (SIMD, data parallelism). Сортировку можно реализовать на GPU (bitonic sort).
Проблемы синхронизации (1 балл):
Race condition при записи результатов, необходимость барьера после обработки, передача данных CPU↔GPU (PCIe bottleneck).
Практические рекомендации (1 балл):
Минимизировать последовательную часть, использовать CUDA/OpenCL для GPU, профилирование для поиска узких мест, учесть overhead на передачу данных.
🚀
Что дальше?
Глава 7 завершена! Вы изучили параллельные вычисления и суперкомпьютеры. Вот что вас ждёт:
🔢
Двоичное кодирование
10 класс · ЕГЭ 4
Условие Фано, декодирование, неравномерные коды.
📐
Системы счисления
10 класс · ЕГЭ 14
Переводы, арифметика, признак делимости.
⊕
Алгебра логики
10 класс · ЕГЭ 2, 15
5 операций, законы, таблицы истинности, схемы.