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Distributed and Parallel computing (分布式与并行计算)

 

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引论

 

并行计算硬件结构基础

第一章 并行计算机系统及其结构模型

第二章 当代并行机系统：SMP、MPP和Cluster

第三章 并行计算性能评测

专题1：云计算的概念、技术与应用

 

并行算法设计

第四章 并行算法的设计基础

第五章 并行算法的一般设计方法

第六章 并行算法的基本设计技术

第七章 并行算法的一般设计过程

 

并行数值算法

第八章 基本通信操作

第九章 稠密矩阵运算

第十章 线性方程组的求解

第十一章 快速傅里叶变换

 

专题2：MapReduce的概念、原理与应用

专题3：边缘智能-边缘计算时代的人工智能

Assignments

第一章作业

第二章作业

第三章作业

第四章作业

第五章作业

第六章作业

第七章作业

 

第一次作业答案（1~3章） 

第二次作业答案（4~7章） 

 

课程Project：使用并行算法完成字符串匹配

任务描述：

场景1. 文档检索

描述：
        在给定文档中匹配目标字符串（模式串），检索出所有符合条件的模式串位置。
        在数据目录data/document_retrieval中，包含document.txt和target.txt，target.txt中包含5行，每行为一个模式串，要求用每个模式串检索document.txt，得到检索结果。

输出格式：
        对target.txt中的每个模式串输出一行结果，结果格式为：num pos1 pos2 pos3 ...
        其中num为模式串出现次数，后面输出模式串在document.txt中出现的位置（空格分隔，顺序任意），位置以模式串第一个字符在文档中的字符数（从0开始计算字符数）。请将结果保存到result_document.txt中。

样例：
        检测“eclipses”
        输出：13 4667754 20716530 35382657 38924869 44275335 70416818 82855512 162024843 194053906 239628961 246226139 272816871 283938366

场景2. 软件杀毒

描述：
        软件杀毒中也会使用字符串匹配，通过在文件中扫描病毒代码段或代码段特征，检测是否含有恶意病毒。
        在数据目录data/software_antivirus中，包含待检测的软件目录opencv-4.10.0与病毒库virus，待检测软件是经过病毒注入后的开源软件源码，病毒库中包含10个病毒段文件virus01.bin~virus10.bin，要求对整个待检测软件目录进行病毒查杀，通过二进制串匹配的方式检查是否存在病毒。

输出格式：
        对待检测的软件目录data/software_antivirus/opencv-4.10.0，扫描每个文件，如果检测出病毒，则输出一行结果，结果格式为：file_path virusxx.bin virusxx.bin ...
        其中file_path为带病毒的文件路径，后面输出待测软件中检测到的病毒文件名（空格分隔，顺序任意）。带病毒文件的输出顺序任意，请将结果保存到result_software.txt中。

样例：
        检测软件子目录data/software_antivirus/opencv-4.10.0/data
        输出：data/software_antivirus/opencv-4.10.0/data/lbpcascades/lbpcascade_frontalface_improved.xml virus02.bin virus04.bin

数据集：

data.zip，解压数据压缩包，data目录下包含document_retrieval和software_antivirus两个目录，分别为场景1和场景2的数据。

具体要求：

  1. 编程实现字符串匹配的并行算法，分别处理场景1和场景2的任务（编程语言自定），并测量每个场景的平均运行时间。
  2. 请尝试结合周期串/非周期串的特点、大/小文件的IO特点、场景1/场景2的输入输出特点等本次project中可能存在的分布规律，对你的并行算法进行针对性优化，并将优化思路和性能结果写入实验报告，我们会针对完成的优化适加分。
  3. 请编写README.md，说明程序执行方式，方便复现检查，README.md和所有代码均放入code文件夹中（请勿放入任何数据集文件）。
  4. 按照规定格式生成结果文件result_document.txt和result_software.txt，请注意按照描述规范生成，我们将用脚本自动比对正确答案检查结果正确性，不符合结果规范的答案将无法拿到结果正确性部分的分数。
  5. 撰写实验报告，实验报告包括两个场景的并行算法描述、伪代码、运行时间、技术要点（包括额外增加的优化方法）、实验结果分析，实验报告以“实验报告_学号_姓名.pdf”命名。
  6. 独立完成实验，杜绝抄袭。

提交说明：

提交方式：请将code文件夹、实验报告、result_document.txt、result_software.txt压缩成一个zip压缩文件，命名为：学号.zip，并上传至提交链接

评分方式：本次课程Project共计100分，其中程序代码可运行复现占20分，两个场景的结果正确性检查各占15分，实验报告占50分。

截止时间：2024.12.31 23:59

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