西安電子科技大學(xué)研究生電磁場(chǎng)數(shù)值分析期末考試題

1、 西安電子科技大學(xué) 何超電磁場(chǎng)數(shù)值分析考點(diǎn) 1： 矩量法的一般過(guò)程 （算子方程、 離散化過(guò)程、 選配過(guò)程、 矩陣方程求解） 。給定算子方程和基函數(shù)，采用伽略金法， 計(jì)算阻抗矩陣和激勵(lì)電壓矩陣，從而求得 電流系數(shù)矩陣 ，即得到 方程的近似解。 （矩陣維數(shù)一般為 2×2，或 3×3，便于計(jì)算） 。1有3個(gè)矩量法例題考點(diǎn) 2：ScaLAPACK 的矩陣分布方式。給定進(jìn)程網(wǎng)格，矩陣分塊大小，要求能寫出按 ScaLAPACK矩陣分布方式，每個(gè)進(jìn)程對(duì)應(yīng)的矩陣元素。？1 并行矩陣填充 在 PC集群系統(tǒng)中MPI并行矩量法研究 36 37考點(diǎn) 3： temporary block colum

2、n 對(duì) active block column 分解產(chǎn)生的影響.對(duì)于當(dāng)前活動(dòng)列塊（即正在進(jìn)行LU分解的列塊），要能夠分析其左側(cè)臨時(shí)列塊對(duì)其LU分解所產(chǎn)生的影響。？英文書寫得很詳細(xì)了啊 45-55有 lu分解 將系數(shù)矩陣A轉(zhuǎn)變成等價(jià)兩個(gè)矩陣L和U的乘積 ，其中L和U分別是下三角和上三角矩陣。當(dāng)A的所有順序主子式都不為0時(shí)，矩陣A可以分解為A=LU，且當(dāng)L的對(duì)角元全為1時(shí)分解唯一。其中L是下三角矩陣，U是上三角矩陣。 4階矩陣的LU分解1高斯消元法 見(jiàn)數(shù)值分析 教材考點(diǎn) 4：積分方程的建立要求掌握 EFIE 、MFIF 、PMCHW（電場(chǎng)、磁場(chǎng)、表面積分方程） 根據(jù) 等效原理建立的過(guò)程，即對(duì)于給定

3、的問(wèn)題（PEC （理想導(dǎo)體）或 介質(zhì)）能根據(jù)等效原理建立積分方程（不要求寫出場(chǎng)的位函數(shù)表達(dá)式，主要考察方程建立的思想） ?？淳亓糠ǖ臅?#160; 那個(gè)英文書只有EFIE等效原理EFIE考點(diǎn) 5：RWG 基函數(shù)考察 RWG 基函數(shù)的 表達(dá)式，以及其 特點(diǎn)，對(duì)于給定的一個(gè)三角形網(wǎng)格圖要能夠標(biāo)出哪些地方（ 公共邊上） 存在基函數(shù)。 書上都有啊RWG基函數(shù)用共邊的三角形對(duì)作為基本的面元形式,如圖2所示，第n條邊對(duì)應(yīng)的電流基函數(shù)表示為考點(diǎn) 6：解矩陣方程的迭代方法-CG 迭代方法要求掌握 RCG 和 RPCG 的計(jì)算流程，二者中考一個(gè)。書上有啊 只有 RCG考點(diǎn) 7：并行性能評(píng)測(cè)Wall c

4、lock time 、并行加速比、并行效率、可擴(kuò)展性。其中 Wall clock time由哪幾部分時(shí)間 組成。時(shí)鐘時(shí)間(墻上時(shí)鐘時(shí)間wall clock time)：從進(jìn)程從開始運(yùn)行到結(jié)束，時(shí)鐘走過(guò)的時(shí)間，這其中包含了進(jìn)程在阻塞和等待狀態(tài)的時(shí)間。   進(jìn)程的三種狀態(tài)為阻塞、就緒、運(yùn)行。 Wall clock time由哪幾部分時(shí)間組成?  時(shí)鐘時(shí)間 阻塞時(shí)間 就緒時(shí)間 運(yùn)行時(shí)間   用戶CPU時(shí)間 就是用戶的進(jìn)程獲得了CPU資源以后，在用戶態(tài)執(zhí)行的時(shí)間。   系統(tǒng)CPU時(shí)間 =  用

5、戶進(jìn)程獲得了CPU資源以后，在內(nèi)核態(tài)的執(zhí)行時(shí)間。   用戶CPU時(shí)間+系統(tǒng)CPU時(shí)間=運(yùn)行時(shí)間。并行算法的評(píng)價(jià)方法 .1. 加速比（speedup），是同一個(gè)任務(wù)在單處理器系統(tǒng)和并行處理器系統(tǒng)中運(yùn)行消耗的時(shí)間的比率， Sp=T1/TpSp是加速比，T1是單處理器下的運(yùn)行時(shí)間，Tp是在有P個(gè)處理器并行系統(tǒng)中的運(yùn)行時(shí)間。該評(píng)測(cè)指標(biāo)，如果能夠隨著P保持一個(gè)線性的增長(zhǎng)，則表示，多臺(tái)機(jī)器能夠很好的縮短所需時(shí)間2.并行效率也是評(píng)價(jià)并行性能的重要指標(biāo)之一，它其實(shí)是“每個(gè)進(jìn)程”的加速比： 線性加速比相當(dāng)于并行效率p/p=1.0，通常，效率都小于1。3.scal

6、eup可擴(kuò)展性評(píng)測(cè)scaleup的方法是，在擴(kuò)大數(shù)據(jù)的同時(shí)，增加計(jì)算機(jī)的數(shù)目。scaleup計(jì)算方法如下：scaleup(DB,m)=使用1臺(tái)電腦在DB上運(yùn)行算法使用的時(shí)間/使用m臺(tái)電腦在m*DB上運(yùn)行算法使用的時(shí)間。如果scaleup值隨著m的改變，一直在1.0附近，或者更低，則表示該算法，對(duì)數(shù)據(jù)集的大小有很好的適應(yīng)性?？键c(diǎn) 8：并行矩量法的調(diào)優(yōu)方法調(diào)優(yōu)參數(shù)：Block size 、process grid 、in-core buffer（核外而言） 。要掌握一些基本的結(jié)論。 197-199 170-176出了矩量法基本原理 和積分方程那一塊 可能沒(méi)有 就說(shuō)這些參數(shù)怎么影響性能的1

7、 對(duì)于Intel CPU,當(dāng)問(wèn)題規(guī)模增加時(shí)，Block size為104表現(xiàn)優(yōu)于Block size為112.2 The matrix solving time decreases to approximately 70% of the original time after the process grid is changed from 1*64 to 8*8. Using more CPU cores does not guarantee faster simulation unless the code is executed with a properly designed proc

8、ess grid.The choice of 2*32 process grid is better than the choice of the 4*16 process grid.The choice of the optimum process grid changes with the hardware configuration.Properly choosing the number of cores and the shape of the process grid is the key to attaining the best performance. 3 但是積分方程應(yīng)該就考簡(jiǎn)單的EFIFBlock size 是ScaLAPACK 矩陣循環(huán)分布時(shí) 矩陣分塊的大小process grid過(guò)程網(wǎng)格in-core buffer 內(nèi)核的緩沖區(qū)評(píng)價(jià)算法優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)是? 時(shí)間復(fù)雜度：同樣的輸入規(guī)模（問(wèn)題規(guī)模）花費(fèi)多少時(shí)間空間復(fù)雜度：同樣的輸入規(guī)?；ㄙM(fèi)多少空間（主要是內(nèi)存）以上兩點(diǎn)越小越好穩(wěn)定性：不會(huì)因?yàn)檩斎氲牟煌鴮?dǎo)致不穩(wěn)定的情況發(fā)生算法思路是否簡(jiǎn)單：越簡(jiǎn)單越容易實(shí)現(xiàn)越好程序優(yōu)化方法1 程序盡量采用多線程機(jī)制，利用平行處理的觀念 ，2充分利用CPU時(shí)間片；盡量減少數(shù)據(jù)的搬移操作。3