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PA2实验报告1【于NEMU中实现若干指令并运行首个C程序dummy】

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简介：
本实验报告详细记录了在NEMU环境中实现多个基础指令的过程，并成功运行了一个简单的C语言示例程序dummy，为理解计算机体系结构与操作系统原理提供了实践依据。 1. 了解CPU执行指令的过程。 2. 探究程序运行的环境。 3. 研究模拟输入输出的方法。 实现目标： 1. 在NEMU中实现部分指令，使第一个C程序dummy能够运行。 2. 实现更多的功能。

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  • PA2实验报告1【于NEMU中实现若干指令并运行首个C程序dummy】
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    本实验报告详细记录了在NEMU环境中实现多个基础指令的过程，并成功运行了一个简单的C语言示例程序dummy，为理解计算机体系结构与操作系统原理提供了实践依据。 1. 了解CPU执行指令的过程。 2. 探究程序运行的环境。 3. 研究模拟输入输出的方法。 实现目标： 1. 在NEMU中实现部分指令，使第一个C程序dummy能够运行。 2. 实现更多的功能。
     
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    指令系统PA2-1是指令集架构的一个版本，它定义了硬件和软件之间的接口规则，包括操作码、寻址模式及数据类型等，旨在优化特定应用领域的性能与效率。 实验简介（请认真阅读以下内容，若有违反，后果自负）：预计平均耗时/代码量为48小时/约750行。 本次实验的阶段性安排如下： 阶段2: 实现更多功能。
     
  • 关于接口与通信的若干实验报告
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  • MPI分布式并行计算实验报告1
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    本报告详述了基于MPICH环境下的并行计算实验过程与结果分析。通过一系列测试，探讨MPI库在不同应用场景中的性能优化策略及其有效性。 本实验报告详细叙述了MPICH并行程序设计的环境配置，并提供了并行程序源代码及整个实验过程的截图。
     
  • 包含5个实验的并行实验程序
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    本简介介绍一个集成五个不同实验模块的并行执行系统。该程序旨在提高实验效率和数据处理能力，适用于科学研究与教育环境。 并行计算是现代计算机科学中的一个重要领域，它允许在多处理器或分布式系统中同时执行多个任务以提高效率，并解决大规模问题。本压缩包包含了一个关于并行计算课程的实验程序集，共有五个实验，旨在帮助学生深入理解和应用相关技术。 第一个实验（exp1）主要介绍基础的并行概念和环境设置，包括了解如Message Passing Interface (MPI) 和Open Multi-Processing (OpenMP) 等编程模型，并学习如何在不同的计算平台上配置及运行并行程序。其中，MPI是一种广泛应用于分布式内存系统的通信库；而OpenMP则适用于共享内存架构的系统，通过编译时指定特定区域来实现并行化。 第二个实验（exp2）深入探讨了MPI的应用细节，包括进程创建、通信和同步等操作。学生需要编写一个程序以展示如何使用MPI进行消息发送与接收，并学习非阻塞通信及集合通信功能的操作方式如广播、扫描以及全归约等。 在第三个实验（exp3）中，重点转向OpenMP的并行化策略，例如利用`#pragma omp parallel` 和 `#pragma omp for` 指令对循环进行并行处理。这一阶段的任务还包括有效的工作负载分配和线程管理、理解数据亲缘性以及动态调度。 第四个实验（exp4）则集中于性能分析与优化方面的内容，涉及学习如何使用性能分析工具测量程序运行时间和资源利用率，并根据这些信息来进行代码的调整以提高效率。这包括研究并行度的影响，识别性能瓶颈并通过负载均衡和减少通信开销来改善系统表现。 最后一个实验（exp5）是一个综合性项目，要求学生将前四个实验中学到的知识结合运用至复杂算法的设计与实现中去，如并行搜索、排序或其他数值计算任务。此外还需特别注意考虑所设计的并行算法在正确性、效率以及可扩展性的方面是否达标。 通过这些实践环节的学习和完成，学生们能够熟练掌握MPI及OpenMP这两种主要工具来进行有效的并行编程，并且还能具备分析与优化程序性能的能力。
     
  • C#中银行家算法的实现及实验报告
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    本实验报告详细介绍了在C#编程语言环境下对银行家算法的实现过程。通过理论分析与代码实践相结合的方式，探究了操作系统中的资源分配策略，并进行了相应的安全性和有效性测试。文中还讨论了该算法在解决死锁问题上的应用及其局限性。 本程序设计旨在模拟银行家算法的应用。作为一种典型的避免死锁的策略，通过实现资源分配和安全性检查来加深学生对操作系统资源管理功能的理解，并激发他们开发操作系统的兴趣与实践能力。用户需要输入进程数量、资源类型以及每种资源的数量上限，同时提供最大需求矩阵及已分配资源矩阵作为程序运行的数据基础。经过计算后，系统会判定当前状态是安全的还是不安全的。
     
  • C++实验1：类与对象实验及实验报告（黑大C++编程）
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    本实验为《黑大C++编程》课程中的第一个实验，内容涉及创建和使用类与对象的基础知识，并要求完成相关的实验报告。通过该实验，学生可以加深对面向对象编程的理解和应用能力。 在本次C++实验中，我们将深入探讨类与对象的概念。这是面向对象编程（OOP）的基础之一。我们设计一个名为“Set”的类，该类能够存储整数，并支持一系列操作如添加元素、删除元素、检查元素是否存在以及进行集合间的运算等。本实验的目标是通过实践加深对C++中类和对象的理解，同时提升程序设计能力。 我们需要定义`Set`类的基本结构。在我们的`Set`类里，数据成员可能是一个动态分配的整数数组，用于存储集合中的元素；同时需要提供方法来管理这些元素，如添加、删除以及检查是否存在等操作，并且能够计算两个集合之间的并集和交集。 ```cpp class Set { private: int* elements; // 存储集合元素的动态数组 int size; // 集合中元素的数量 int capacity; // 数组容量 public: // 构造函数与析构函数定义 Set(int initialCapacity = 10); ~Set(); void add(int element); // 添加元素方法 void remove(int element); // 删除元素方法 bool contains(int element); // 检查是否存在该元素的方法 Set unionWith(const Set& otherSet); // 计算并集的方法 Set intersectionWith(const Set& otherSet);// 计算交集的方法 }; ``` 在实现这些方法时，需要关注以下几点： 1. **内存管理**：由于集合的大小可能变化，我们需要动态调整数组容量。添加元素时如果当前容量不足，则需扩展数组；删除后若大部分为空则可考虑缩小以节省内存。 2. **数据一致性**：执行任何操作前确保集合状态有效。例如，在移除之前应先检查该元素是否存在。 3. **效率提升**：采用优化策略如使用哈希表代替数组实现快速查找和插入，提高性能。 4. **错误处理机制**：加入适当的验证以防止非法操作发生，比如尝试删除不存在的元素等。 5. **集合运算逻辑设计**：在计算并集与交集时遍历两个集合，并分别处理每个元素确保结果不含重复项。 实验报告应包括以下部分： 1. 实验目的阐述通过本次实践学习的目标，例如理解C++中的类和对象的应用及如何实现基本的集合操作。 2. 设计思路：详细解释`Set`类的设计结构以及各个方法设计意图。 3. 实现过程概述主要代码片段并说明其作用。 4. 测试案例设计一组测试用例验证`Set`类功能是否正确运行。 5. 问题与解决方案记录实现过程中遇到的问题及解决办法，有助于提高解决问题的能力。 6. 总结回顾整个实验经历总结所学收获和经验教训以及对未来学习的启示。 通过本项实践操作不仅可以掌握C++中的类对象知识，还能学到数据结构和算法的基础概念，在后续编程学习中非常重要。