2.(2002年北京高考题)

在研究并行计算的基本算法时,有以下简单模型问题:

用计算机求n个不同的数的和.计算开始前,n个数存贮在n台由网络连接的计算机中,每台机器存一个数.计算开始后,在一个单位时间内,每台机器至多到一台其它机器中读数据,并与自己原有的数据相加得到新的数据,各台机器可同时完成上述工作.为了用尽可能少的单位时间,使各台机器都得到这n个数的和,需要设计一种读和加的方法.比如n=2时,一个单位时间即可完成计算,方法可用下表表示:

机器号
 
初始时
第一单位时间
第二单位时间
第三单位时间
被读机号
结果
被读机号
结果
被读机号
结果
1

2

 
 
 
 
2

1

 
 
 
 

(Ⅰ)当n=4时,至少需要多少个单位时间可完成计算?把你设计的方法填入下表.

机器号
 
初始时
第一单位时间
第二单位时间
第三单位时间
被读机号
结果
被读机号
结果
被读机号
结果
1

 
 
 
 
 
 
2

 
 
 
 
 
 
3

 
 
 
 
 
 
4

 
 
 
 
 
 

(Ⅱ)当n=128时,要使所有机器都得到,至少需要多少个单位时间可完成计算?(结论不要求证明).

[答案与提示:1. C.  2.(Ⅰ)如下图;(Ⅱ)7]

机器号
 
初始时
第一单位时间
第二单位时间
第三单位时间
被读机号
结果
被读机号
结果
被读机号
结果
1

2

3

 
 
2

1

4

 
 
3

4

1

 
 
4

3

2

 
 
 0  318570  318578  318584  318588  318594  318596  318600  318606  318608  318614  318620  318624  318626  318630  318636  318638  318644  318648  318650  318654  318656  318660  318662  318664  318665  318666  318668  318669  318670  318672  318674  318678  318680  318684  318686  318690  318696  318698  318704  318708  318710  318714  318720  318726  318728  318734  318738  318740  318746  318750  318756  318764  447090 

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