Задачи на циклы паскаль: Возведение числа в степень | Язык Паскаль

alexxlab / / Разное

Содержание

Задачи цикл FOR — Pascal.Циклы

Если вы ввели число больше единицы, то выполняется цикл, в теле которого на каждой итерации значение переменной factorial умножается на следующее натуральное число (переменную i).             

1.Откройте программу Free Pascal,Turbo Pascal и т.д. Создайте новый документ.
Сохраните под именем summa.pas

Переменной а сначала присваивается значение 1.

Переменной sum (сумма) присваиваем значение ноль.

                   for i:=1 to n do
4.После записи цикла, мы в перемееную sum вносим переменную a, и потом переменную a будем делить на -1/2
и опять вносить в sum.

Задача №3
Составить программу, позволяющую напечатать квадраты натуральных чисел от 1 до n.

1.Откройте программу Free Pascal,Turbo Pascal и т.д. Создайте новый документ.Сохраните под именем kvadrat.pas
2. Квадрат числа- возведение натуральных чисел от 1 до n включительно во 2-ю степень. 3=125

3.Переменные i и j нужны в качестве переменных первого — внешнего и второго — внутреннего циклов. Переменная k для нечетных чисел (k:=1), а s для суммы чисел. 

Тип этих переменных целый, но longint, так как могут быть достаточно большие целые числа, большие 32767.

4. Алгоритм решения задачи: 

                                                       for i := 1 to n do

                                                       …………………….

                                                       for j := 1 to i do

                                                 

Задача №5

Напечатать все четырехзначные числа, в десятичной записи которых нет двух одинаковых цифр.

1.Откройте программу Free Pascal,Turbo Pascal и т.д. Создайте новый документ.Сохраните под именем desytzap.pas
2. Составить программу, где все четырехзначные числа состоят из разных цифр.

Например: 1023;1320,2130 и т.д.

3.Организовать цикл по числу тысяч, t от 1 до 9, а затем внутренние циклы: по числу сотен, s от 0 до 9; по числу десятков, d от 0 до 9; по числу единиц, e от 0 до 9; проверка условия: если цифры различны, тогда составленное из них четырехзначное число  выдавать на экран. 

4. Алгоритм решения задачи: 

                                                                       for t := 1 to 9 do 

                                                                       for s := 0 to 9 do 

                                                                       for d := 0 to 9 do                                                                   

                                                                       for e := 0 to 9 do 

Задача №6
Двузначное десятичное число в сумме с числом, записанным теми же цифрами, но в обратном порядке, дает полный квадрат. Найти все такие числа.

1.Откройте программу Free Pascal,Turbo Pascal и т.д. Создайте новый документ.Сохраните под именем polnkvadr.pas
2. Сумма чисел должна давать полный квадрат.

Например: 29+92=121 и sqrt(121)=11.

3. Функция round(x) округляет вещественное число x до целого.

    Извлечь квадратный корень из суммы это стандартная функция sqrt(x).

4. Алгоритм решения задачи: 

                                                                     for d := 1 to 9 do 

                                                                     for e := 1 to 9 do 

Циклы на языке Паскаль | План-конспект урока по информатике и икт (9 класс):

9 – ___ класс

Урок с применением технологий:

информационно-коммуникационная, здоровьесберегающая,

дифференцированное обучение

Тема урока: «Циклы на языке Паскаль».

Цель урока: 

Учащиеся должны знать: этапы решения расчётной задачи на компьютере; что такое цикл; программирование цикла на Паскале; что такое отладка и тестирование программы; что такое факториал; что такое наибольший общий делитель; понятие «алгоритм Евклида».

Учащиеся должны уметь: разрабатывать программы на языке Паскаль с использованием циклических алгоритмов.

Задачи:

Образовательные – научить учащихся разрабатывать программы на языке Паскаль с использованием циклических алгоритмов; дать понятия «цикл», «алгоритм Евклида», «НОД», «факториал»; ознакомить с этапами решения расчётной задачи на компьютере.

Развивающие – развивать творческую и мыслительную деятельность учащихся на уроке посредством анализа демонстрационных примеров, способность к обобщению, быстрому переключению, способствовать формированию навыков коллективной и самостоятельной работы, умения чётко и ясно излагать свои мысли.

Воспитательные – способствовать развитию смысловой памяти, умений анализировать, сравнивать, отбирать материал, формированию поисковой самостоятельности и коммуникативных качеств учащихся.

Ход урока.

  1. Организационный момент.
  2. Повторение.

Опираясь на раннее полученные знания, при изучении циклических алгоритмов во время работы с алгоритмическим исполнителем, повторить с учениками понятие «цикл».

  1. Новая тема. «Циклы на языке Паскаль» (1-я часть).

(Информационно-коммуникационная технология)

Этапы решения расчётной задачи: (слайд 2)

  1. Постановка задачи
  2. Математическая формализация
  3. Построение алгоритма
  4. Составление программы на языке программирования
  5. Отладка и тестирование программы
  6. Проведение расчётов и анализа полученных результатов

1 этап. Постановка задачи (слайд 3)

        Задание. Дано N кубиков, на которых написаны разные буквы. Сколько различных N-буквенных слов можно составить из этих кубиков (слова не обязательно должны иметь смысл)?

        Обозначим искомую целочисленную величину буквой F.

                Тогда постановка задачи выглядит следующим образом:

                        Дано: N

                        Найти: F

2 этап. Математическая формализация (слайд 4-6)

                Разберём примеры:

  1. Имеются два кубика с буквами «И» и «К».

Из них можно составить два слова: ИК и КИ

  1. Добавим третью букву, «С».

Теперь число разных слов будет в три раза больше предыдущего, т.е. 6:

ИКС, КИС, ИСК, КСИ, СКИ, СИК

  1. Если добавить четвёртую букву, например, «А», то число слов возрастёт в четыре раза и станет равна 24.

и т.д.

        Подобные задачи решает раздел математики, который называется комбинаторикой.

        Количество разных комбинаций из N предметов, получаемых изменением их порядка, называется числом перестановок. Это число выражается функцией от N, которая называется факториалом и записывается так:         N!

        1! = 1

        2! = 1·2 = 2

        3! = 1·2·3 = 6

        4! = 1·2·3·4 = 24

        5! = 1·2·3·4·5 = 120

        и т.д.

        Значит, возвращаясь к задаче, если N обозначает количество букв, а F – количество слов из этих букв, то расчётная формула такова:

F = N! = 1·2·…·N

3 этап. Построение алгоритма (слайд 7-8)

                Алгоритм решения этой задачи будет циклическим.

        Цикл – это команда исполнителю многократно повторять указанную последовательность команд.

  1. Физкультминутка.

(Здоровьезберегающая технология)

  1. Новая тема. «Циклы на языке Паскаль» (2-я часть).

(Информационно-коммуникационная технология)

4 этап. Составление программы (слайд 9)

                Основной циклической структурой является цикл с предусловием:

while  do 

Алгоритм решения нашей задачи на языке программирования Pascal:

5 этап. Отладка и тестирование (слайд 10)

Под отладкой программы понимается процесс испытания работы программы и исправления обнаруженных ошибок.

Под тестированием программы понимается поиск алгоритмических ошибок в программе. Тест – это конкретный вариант значений исходных данных, для которого известен ожидаемый результат.

Тестирование нашей программы:

        Введите число букв: 6

Из 6 букв можно составить 720 слов

6 этап. Проведение расчётов и анализ полученных результатов (слайд 11)

Этот этап технологической цепочки реализуется при разработке практически полезных (не учебных) программ. В процессе эксплуатации такие программы могут дорабатываться и совершенствоваться.

Алгоритм Евклида (слайд 12-13)

Наибольший общий делитель (НОД) двух натуральных чисел – это самое большое натуральное число, на которое они оба делятся нацело.

Например, у чисел 12 и 18 общие делители следующие: 2, 3, 6. Наибольшим общим делителем является число 6.

        НОД (12, 18) = 6

Задание. Требуется составить программу определения наибольшего общего делителя (НОД) для двух натуральных чисел.

Обозначим исходные данные как M и N:

                Дано: M, N

                Найти: НОД (M, N)

Это задание будем решать с помощью алгоритма Евклида.

Идея алгоритма Евклида сводится к двум свойствам: (слайд 14)

  1. Если M > N, то

НОД (M, N) = НОД (M – N, N)

НОД двух натуральных чисел равен НОД их положительной разности (модуля их разности) и меньшего числа.

  1. НОД (M, M) = M

Для «ручного» счёта алгоритм Евклида выглядит так: (слайд 15-16)

  1. Если числа равны, то взять любое из них в качестве ответа, в противном случае продолжить выполнение алгоритма
  2. Заменить большее число разностью большего и меньшего из чисел
  3. Вернутся в выполнению п.1

Например, M = 32, N = 24

M

32

8

8

8

N

24

24

16

8

Получили: НОД (32, 24) = НОД (8, 8) = 8

Блок-схема алгоритма Евклида: (слайд 17)

Алгоритм на АЯ и программа на Паскале: (слайд 18)

  1. Подведение итогов урока.
  2. Домашнее задание.

(Дифференцированное обучение)

Изучить § 15, 16; изучить конспект

1-й уровень: задание 1 (с. 105 учебника)

2-й уровень: задание 7 (с. 101 учебника)

3-й уровень: задание 8 (с. 101 учебника)

нанимают разработчиков Pascal по всему миру | Skuad

Введение

По данным statista.com, число разработчиков программного обеспечения в мире выросло с 23 до 23,9 миллионов в период с 2018 по 2019 год и, по прогнозам, достигнет 28,7 миллионов к 2024 году. расширение цифровизации. Огромное количество предприятий, масштабно инвестирующих в цифровизацию независимо от экономической ситуации, обусловливают рост спроса на разработчиков программного обеспечения. потребность в нанимает разработчиков Паскаль стреляет с той же целью.

Что такое Паскаль?

Разработчики программного обеспечения или веб-разработчики используют разные языки программирования для написания сложных кодов высокого уровня. Pascal — это язык на основе Алгола, разработанный в 1970-х годах. Несмотря на то, что за последние 40 лет появилось много языков, Pascal по-прежнему популярен в сфере преподавания и научных исследований благодаря:

  • Простоте обучения
  • Структурированному языку
  • Прозрачным, эффективным и надежным программам
  • Возможность компиляции на разных платформах

Многие разработчики используют Паскаль, поскольку он позволяет им определять множество сложных структурированных типов данных и помогает им создавать динамические структуры, такие как графики, деревья, линии, массивы, записи и т. д. В дополнение к что Pascal предлагает такие функции, как записи, поддиапазоны, перечисления, обширную проверку ошибок, поддерживает объектно-ориентированное программирование, динамически выделяемые переменные и многое другое.

Узнать больше

Инструменты и технологии разработки для Pascal Developers

Несмотря на то, что Pascal устарел, многие платформы по-прежнему используют Pascal в качестве важного инструмента и технологии разработки, это

  • Skype
  • Total Commander
  • ТеХ
  • Макромедиа Captivate
  • Apple Lisa
  • Различные компьютерные игры
  • Встроенные системы
  • Банковское программное обеспечение

Паскаль используется различными веб-разработчиками из-за простоты написания кода и легкости проверки ошибок. Это десктоп-разработчики, фронтенд-разработчики, бэкэнд-разработчики, фулстек-разработчики и т. д.

С его ограниченным, но бесконечным использованием, вы задаетесь вопросом, где можно нанять разработчиков Pascal? Skuad может помочь вам нанять исключительных удаленных специалистов в вашу команду. Мы можем помочь вам создать сильную, умную и динамичную команду, наняв самых талантливых удаленных разработчиков Pascal.

Узнать больше

Единая платформа для развития вашей глобальной команды

Нанимайте и оплачивайте таланты по всему миру,
удобный способ с

Поговорите с экспертом

Роли и обязанности разработчиков Pascal

Обязанности разработчиков Pascal безграничны, как и ваша ответственность при найме лучших из них.

Разработчик Pascal должен понимать следующие роли и обязанности.

  • Разработка, внедрение и/или обслуживание модулей или подсистем продукта.
  • Написание спецификаций реализации и тестирования на уровне модуля и отслеживание ключевых действий.
  • Участие в развертывании продукта.
  • Оценка изменений разработки и информирование всех заинтересованных сторон об усилиях и продолжительности каждой задачи разработки.
  • Быть важной частью команды разработчиков программного обеспечения и разрабатывать программное обеспечение в соответствии с потребностями клиентов и заказчиков.
  • Работа вместе с системными архитекторами для интерпретации проектов для производства приложений.
  • Участие в интеграции решений и приемочных испытаниях, где это необходимо.

Узнайте больше!

Требуемый опыт

Разработчик Pascal должен обладать необходимым набором навыков для хорошей работы. Он включает в себя сочетание жестких и мягких навыков. Первый подчеркивает технические аспекты, а второй рассказывает о характере человека.

Требования- Навыки
  • Глубокое понимание структур данных и алгоритмов.
  • Глубокие знания Pascal, Delphi. Знание C, C++ будет преимуществом.
  • Опыт создания веб-решений.
  • Опыт работы с HTML и JavaScript.
  • Опыт работы с базами данных, такими как DBase, SQL.
  • Понимание больших систем баз данных.
  • Приветствуется опыт работы в сфере расчетов с наличными или в управлении цепочками поставок.
  • Опыт разработки клиент-серверных приложений.
  • Опыт проектирования, анализа, разработки и работы в команде разработчиков среднего размера.
  • Опыт создания приложений Windows с использованием устаревших технологий, включая VB .NET, VC++, Delphi, Pascal.
  • Знание концепций управления версиями, таких как Git, Mercurial, SVN и т. д.
  • Опыт редактирования текста.
  • Знание использования IDE для написания, компиляции, запуска и отладки кода.
  • Понимание и работа с базами данных. Умение пользоваться SQL.
  • Понимание основ работы в сети.
  • Должен уметь проводить тщательное тестирование программного обеспечения и использовать подходящие методы тестирования.
  • Понимание SDLC (жизненный цикл разработки программного обеспечения) и участие в каждом этапе SDLC.
  • Уверенное знание MS Excel.
  • Возможность быстрой диагностики и сортировки проблем.
  • Опыт подготовки отчетов и документации.
  • Навыки программирования и разработки, а также знание объектно-ориентированных концепций.
  • Принятие на себя ответственности за качество результатов.
  • Разработка и внедрение лучших гибких практик, таких как установление стандартов и политик для управления исходным кодом и непрерывной интеграции/доставки.

Требования — Навыки межличностного общения
  •  Опыт работы в мультикультурной командной среде.
  •  Отличный командный дух и хорошее общение.
  •  Умение хорошо общаться с заинтересованными сторонами и товарищами по команде.
  •  Готовность осваивать и изучать новые технологии, языки и фреймворки.
  •  Умение работать как самостоятельно, так и в команде.
  •  Возможность работать с удаленными командами и наставлять младших разработчиков.
  •  Непредубежденность и адаптивность.
  •  Критическое мышление, творчество и решение проблем.
  •  Подотчетность, смирение и смирение.
  • Уверенность в своих талантах и ​​талантах других.
  •  Командная работа и сотрудничество.
  • Тайм-менеджмент.
  • Творчество.

Опыт

Разработчик Pascal должен обладать упомянутыми выше навыками, чтобы успешно работать в рабочей среде, но на этом список его обязанностей не заканчивается. Ожидается, что наряду с приобретением лучших навыков они будут выполнять более напряженные обязанности, в том числе:

  • Сотрудничество с товарищами по команде для достижения безупречных результатов, соответствующих ожиданиям.
  • Развитие глубокого понимания структур данных и алгоритмов.
  • Разработка стратегии достижения поставленной цели.
  • Ежедневный мониторинг и решение технических проблем.
  • Адаптация к быстро меняющейся технологической среде.
  • Разработка устойчивых решений
  • Удивительная способность руководить командой.
  • Выявление возможностей и работа над их достижением.
  • Предлагайте улучшения.
  • Отличные коммуникативные навыки для облегчения рабочего процесса.
  • Способен преодолевать препятствия в рабочей среде.

Структура заработной платы

По данным businessinsider.in, средняя мировая зарплата разработчика Pascal составляет 62 773,90 долларов США в год. Зарплата за этот язык на 15,2% выше, чем в среднем по миру. Эта зарплата зависит от нескольких факторов, таких как многолетний опыт, сертификаты, курсы, квалификация, дополнительные навыки, достижения и так далее.

Сертификация разработчиков Pascal

Может быть много кандидатов, обладающих вышеперечисленными жесткими и социальными навыками. Как отличить лучшее от лучшего? Скуад может помочь вам в этом. Мы помогаем вам нанимать сертифицированных кандидатов из более чем 150 стран. Наряду с сертификацией вы также должны проверить следующие навыки.

  • Исключительные знания в области программирования на Pascal, Delphi и C#.
  • Отличные навыки устранения неполадок и внимание к деталям.
  • Понимание потребностей клиентов и потребностей всех их коллег.
  • Выдающиеся коммуникативные навыки для общения с различными заинтересованными сторонами и способность понимать своих товарищей по команде и юниоров.
  • Хорошо разбирается в SDLC и обеспечивает правильную реализацию на каждом этапе.
  • Они должны быть готовы изучать новые технологии и использовать свои творческие способности для решения проблем.
  • Хороший опыт создания веб-решений.

В связи с растущей потребностью в быстрой оцифровке всегда востребованы веб-разработчики. Многие языки развивались в прошлом и продолжают совершенствоваться. Тем не менее, некоторые языки, такие как Паскаль, до сих пор доминируют.

Независимо от языка, единственное, что бросается в глаза, — это отличная и надежная команда, с которой можно работать. В связи с растущим спросом на удаленную работу организации также используют удаленный персонал, чтобы добавить разнообразия и кросс-культуры в свои команды.

Узнать больше

Ключевые выводы
  • Паскаль — популярный язык на основе Алгола, разработанный в 1970-х годах.
  • Разработчик Pascal отвечает за проектирование, реализацию и обслуживание модулей или подсистем продукта.
  • Разработчик Pascal предоставляет решения для улучшения там, где это необходимо.
  • Любой, кто занимается разработкой на Pascal, должен иметь четкое представление о структуре данных и алгоритмах, а также хорошо разбираться в C, C++.
  • Не только разработчики Pascal, но и каждый разработчик программного обеспечения должны обладать определенными навыками межличностного общения, такими как адаптивность, коммуникативные навыки, эмпатия и умение решать проблемы, чтобы выжить в мире ИТ.
  • Разработчик Pascal должен проявить творческий подход, чтобы создавать нестандартные решения.
  • Основным преимуществом языка Pascal является то, что он хорошо спроектирован и его легко читать и понимать.
  • Сертификация разработчика Pascal может помочь в профессиональном развитии, что открывает двери для лучших и привлекательных возможностей.
  • С переходом на цифровые технологии спрос на разработчиков Pascal резко вырос на рынке ИТ, что привело к улучшению их рабочих возможностей.

Узнать больше ‍

Отраслевой опыт

Мы в Skuad обслуживаем различные секторы: образование, финансовые технологии, здравоохранение, логистика и транспорт, розничная торговля и электронная коммерция, путешествия, банковское дело, СМИ и многое другое. От выбора до адаптации, выставления счетов, соблюдения требований

и налогообложения — мы выступаем в качестве вашего местного отдела кадров, чтобы управлять повседневными операциями, связанными с вашими зарубежными сотрудниками.

Чтобы узнать больше, Поговорите с экспертами Skuad уже сегодня!

Руководство по настройке Pascal

Настройка приложений CUDA для Pascal

Руководство по настройке приложений CUDA для графических процессоров на базе архитектуры NVIDIA Pascal.

1.1. Вычислительная архитектура NVIDIA Pascal

Pascal сохраняет и расширяет ту же модель программирования CUDA, что и предыдущие архитектуры NVIDIA, такие как Maxwell, и приложения, которые следуют рекомендациям для этих архитектур, обычно должны получать ускорение в архитектуре Pascal без каких-либо изменений кода. В этом руководстве описаны способы точной настройки приложения для получения дополнительных ускорений за счет использования архитектурных возможностей Pascal.1

Архитектура

Pascal включает два основных варианта: GP100 и GP104.2 Подробный обзор основных улучшений в GP100 и GP104 по сравнению с более ранними архитектурами NVIDIA описан в двух официальных документах под названием NVIDIA Tesla P100: самый совершенный ускоритель центров обработки данных, когда-либо созданный для GP100.

и NVIDIA GeForce GTX 1080: Gaming Perfected для GP104.

Дополнительные сведения о функциях программирования, обсуждаемых в этом руководстве, см. в Руководстве по программированию CUDA C++. Как уже отмечалось, некоторые функции Pascal, описанные в этом руководстве, относятся либо к GP100, либо к GP104; если не указано, функции применимы к обоим вариантам Pascal.

1.2. Лучшие практики CUDA

Рекомендации по производительности и лучшие практики, описанные в Руководстве по программированию CUDA C++ и Руководстве по передовым практикам CUDA C++, применимы ко всем архитектурам графических процессоров с поддержкой CUDA. Программисты должны в первую очередь сосредоточиться на соблюдении этих рекомендаций для достижения наилучшей производительности.

Первоочередные рекомендации этих руководств следующие:

  • Поиск способов распараллеливания последовательного кода,

  • Свести к минимуму передачу данных между хостом и устройством,

  • Настройка конфигурации запуска ядра для максимального использования устройства,

  • Убедитесь, что доступ к глобальной памяти объединен,

  • По возможности минимизировать избыточный доступ к глобальной памяти,

  • Избегайте длинных последовательностей разнонаправленного выполнения потоков внутри одного варпа.

1.3. Совместимость приложений

Прежде чем приступать к конкретным вопросам настройки производительности, описанным в этом руководстве, обратитесь к Руководству по совместимости с Pascal для приложений CUDA, чтобы убедиться, что ваше приложение скомпилировано таким образом, чтобы оно было совместимо с Pascal.

1.4. Паскаль Тюнинг

1.4.1. Потоковый мультипроцессор

Потоковый мультипроцессор Pascal (SM) во многом подобен процессору Maxwell. Pascal дополнительно улучшает и без того превосходную энергоэффективность, обеспечиваемую архитектурой Maxwell, как за счет улучшенного 16-нм производственного процесса FinFET, так и за счет различных архитектурных модификаций.

1.4.1.1. Планирование инструкций

Как и Maxwell, Pascal использует число ядер CUDA, равное степени двойки, на раздел. Это упрощает планирование, поскольку каждый из планировщиков деформации SM выдает выделенный набор ядер CUDA, равный ширине деформации (32). Каждый планировщик деформации по-прежнему обладает гибкостью для двойного выпуска (например, выдачи математической операции для ядра CUDA в том же цикле, что и операция с памятью для модуля загрузки/сохранения), но одного выпуска теперь достаточно, чтобы полностью использовать все CUDA. Ядра.

Конструкции

GP100 и GP104 включают разное количество ядер CUDA на SM. Как и Maxwell, каждый GP104 SM предоставляет четыре планировщика деформации, управляющих в общей сложности 128 ядрами одинарной точности (FP32) и четырьмя ядрами двойной точности (FP64). Процессор GP104 обеспечивает до 20 SM, а аналогичная конструкция GP102 — до 30 SM.

Напротив, GP100 обеспечивает меньшие по размеру, но более многочисленные SM. Каждый GP100 обеспечивает до 60 SM.3 Каждый SM содержит два планировщика деформации, управляющих в общей сложности 64 ядрами FP32 и 32 ядрами FP64. Полученное в результате соотношение ядер FP32 и FP64 2:1 хорошо согласуется с новой конфигурацией канала передачи данных GP100, позволяя Pascal обрабатывать рабочие нагрузки FP64 более эффективно, чем Kepler GK210, предыдущая архитектура NVIDIA для повышения производительности FP64.

1.4.1.2. Вместимость

Максимальное количество одновременных варпов на SM остается таким же, как и в Maxwell (т.е. 64), и другие факторы, влияющие на занятость варпа, также остаются такими же:

  • Размер регистрового файла (64 КБ 32-битных регистров) такой же, как у Maxwell.

  • Максимальное количество регистров на поток, 255, соответствует максимальному количеству регистров Maxwell. Однако, как и в случае с предыдущими архитектурами, для определения оптимального баланса между переполнением регистров и их заполнением следует проводить эксперименты.

  • Максимальное количество блоков потоков на SM равно 32, как и в Maxwell.

  • Объем общей памяти на SM составляет 64 КБ для GP100 и 96 КБ для GP104. Для сравнения, Maxwell предоставил 96 КБ и до 112 КБ общей памяти соответственно. Но каждый GP100 SM содержит меньше ядер CUDA, поэтому общая память, доступная для каждого ядра, фактически увеличивается в GP100. Максимальная общая память на блок остается ограниченной на уровне 48 КБ, как и в предыдущих архитектурах (см. Емкость общей памяти).

Таким образом, разработчики могут рассчитывать на такую ​​же занятость, как и на Maxwell, без внесения изменений в свое приложение. В результате улучшений планирования по сравнению с Kepler требования к занятости варпа (т. Е. Доступный параллелизм), необходимые для максимального использования устройства, обычно снижаются.

1.4.2. Новые арифметические примитивы

1.4.2.1. Арифметическая поддержка FP16

Pascal обеспечивает улучшенную поддержку FP16 для приложений, таких как глубокое обучение, которые терпимы к низкой точности с плавающей запятой. 9Тип 0398 половина используется для представления значений FP16 на устройстве. Как и в случае с Maxwell, хранилище FP16 можно использовать для уменьшения необходимого объема памяти и пропускной способности по сравнению с хранилищем FP32 или FP64. Паскаль также добавляет поддержку собственных инструкций FP16.

Пиковая производительность FP16 достигается за счет использования парной операции для одновременного выполнения двух инструкций FP16 на ядро. Чтобы иметь право на парную операцию, операнды должны храниться в векторном типе half2 . GP100 и GP104 обеспечивают разную пропускную способность FP16. GP100, разработанный с учетом обучения глубоких нейронных сетей, обеспечивает пропускную способность FP16 до 2 раз по сравнению с арифметикой FP32. На GP104 пропускная способность FP16 ниже, 1/64 от пропускной способности FP32. Однако, компенсируя снижение пропускной способности FP16, GP104 обеспечивает дополнительную поддержку INT8 с высокой пропускной способностью, недоступную в GP100.

1.4.2.2. INT8 Скалярный продукт

GP104 содержит специальные инструкции для двухмерных и четырехмерных целочисленных скалярных произведений. Они хорошо подходят для ускорения рабочих нагрузок логического вывода глубокого обучения. Встроенная функция

__dp4a вычисляет скалярное произведение четырех 8-битных целых чисел с накоплением в 32-битное целое число. Аналогично, __dp2a выполняет двухэлементное скалярное произведение между двумя 16-битными целыми числами в одном векторе и двумя 8-битными целыми числами в другом с накоплением в 32-битное целое число. Обе инструкции обеспечивают пропускную способность, равную арифметике FP32.

1.4.3. Пропускная способность памяти

1.4.3.1. Память с высокой пропускной способностью 2 DRAM

GP100 использует память с высокой пропускной способностью 2 (HBM2) для своей DRAM. Память HBM2 размещена в одном кремниевом корпусе вместе с кристаллом графического процессора. Это позволяет использовать гораздо более широкие интерфейсы при аналогичной мощности по сравнению с традиционной технологией GDDR. GP100 связан с четырьмя стеками HBM2 и использует два 512-битных контроллера памяти для каждого стека. Тогда эффективная ширина шины памяти составляет 4096 бит, что значительно больше, чем 384 бита в GM200. Это позволяет значительно увеличить пиковую пропускную способность даже при уменьшенных тактовых частотах памяти.

Таким образом, Tesla P100, оснащенная GP100, имеет пиковую пропускную способность 732 ГБ/с при скромной тактовой частоте памяти 715 МГц. Задержки доступа к DRAM остаются такими же, как и у Maxwell.

Чтобы скрыть задержки DRAM при полной пропускной способности HBM2, необходимо поддерживать больше обращений к памяти по сравнению с графическими процессорами, оснащенными традиционной GDDR5. Полезно то, что большое количество SM в GP100, как правило, увеличивает количество одновременных потоков (и, следовательно, операций чтения в процессе выполнения) по сравнению с предыдущими архитектурами. Ядра с ограниченными ресурсами, которые ограничены низкой занятостью, могут выиграть от увеличения количества одновременных обращений к памяти на поток.

Файлы регистров графического процессора GP100, общая память, кэши L1 и L2, а также DRAM защищены кодом ECC с исправлением одиночной ошибки и обнаружением двойной ошибки (SECDED). При включении поддержки ECC на Kepler GK210 доступная DRAM будет уменьшена на 6,25%, чтобы можно было хранить биты ECC. Извлечение битов ECC для каждой транзакции памяти также уменьшило эффективную пропускную способность примерно на 20% по сравнению с тем же графическим процессором с отключенным ECC. Память HBM2, с другой стороны, предоставляет выделенные ресурсы ECC, обеспечивая защиту ECC без накладных расходов.4

1.4.3.2. Унифицированный кэш L1/текстур

Как и Maxwell, Pascal объединяет функциональные возможности кэша L1 и текстур в унифицированный кэш L1/текстур, который действует как объединяющий буфер для доступа к памяти, собирая данные, запрошенные потоками варпа, перед доставкой этих данных в деформация.

По умолчанию GP100 кэширует глобальные загрузки в кэше L1/текстур. Напротив, GP104 следует за Maxwell в кэшировании глобальных нагрузок только в L2, если только не используется LDG 9.0427 Механизм кэширования данных только для чтения. Как и в предыдущих архитектурах, GP104 позволяет разработчику включить кэширование всех глобальных загрузок в унифицированном кэше L1/текстур путем передачи флага -Xptxas -dlcm=ca в nvcc во время компиляции.

Kepler обслуживал нагрузки со степенью детализации 128 байт, если было включено кэширование L1 глобальных нагрузок, и 32 байт в противном случае. В Pascal единица доступа к данным составляет 32 байта независимо от того, кэшируются ли глобальные загрузки в L1. Таким образом, больше нет необходимости отключать кэширование L1, чтобы уменьшить потери транзакций глобальной памяти, связанных с несвязанным доступом.

В отличие от Maxwell, Pascal кэширует локальную память потока в кэше L1. Это может снизить стоимость разлива регистров по сравнению с Maxwell. Следовательно, необходимо переоценить баланс занятости и разлива, чтобы обеспечить наилучшую производительность.

В CUDA Toolkit 6.0 добавлены два новых атрибута устройства: globalL1CacheSupported и localL1CacheSupported . Разработчики, которые хотят иметь отдельно настраиваемые пути для различных поколений архитектуры, могут использовать эти поля для упрощения процесса выбора пути.

Примечание

Включение кэширования глобальных переменных в GP104 может повлиять на занятость. Если использование ресурсов SM для каждого блока потока приведет к нулевой занятости при включенном кэшировании, драйвер CUDA переопределит выбор кэширования, чтобы обеспечить успешный запуск ядра. Об этой ситуации сообщает профайлер.

1.4.4. Операции с атомной памятью

Как и Максвелл, Паскаль предоставляет встроенные атомарные операции с общей памятью для 32-разрядной целочисленной арифметики, а также собственные 32- или 64-разрядные операции сравнения и замены (CAS). Разработчики, пришедшие из Kepler, где атомарность разделяемой памяти была реализована в программном обеспечении с использованием последовательности блокировки/обновления/разблокировки, должны увидеть значительное улучшение производительности, особенно для атомарных атомов разделяемой памяти с высокой конкуренцией.

Pascal также расширяет возможности атомарного сложения в глобальной памяти для работы с данными FP64. Таким образом, функция atomicAdd() в CUDA была обобщена для поддержки 32- и 64-битных целых чисел и типов с плавающей запятой. Режим округления для всех атомарных операций с плавающей запятой — округление до ближайшего даже в Паскале. Как и в предыдущих поколениях FP32 atomicAdd() сбрасывает денормализованные значения в ноль.

Для GP100 атомарные операции могут быть нацелены на память одноранговых графических процессоров, подключенных через NVLink. Одноранговые атомарные соединения через NVLink используют тот же API, что и атомарные соединения, нацеленные на глобальную память. Графические процессоры, подключенные через PCIE, не поддерживают эту функцию.

Графические процессоры

Pascal обеспечивают поддержку общесистемных атомарных операций, нацеленных на переносимых распределений 5. Если требуется общесистемная атомарная видимость, операции, нацеленные на переносимую память, должны указывать системную область с помощью встроенных функций atomic[Op]_system() 6. Использование атомарности области устройства (например, atomicAdd() ) в переносимой памяти остается действительным, но обеспечивает атомарную видимость только в локальном графическом процессоре.

Примечание

Учитывая вероятность неправильного использования атомарных областей видимости, рекомендуется, чтобы приложения использовали вычислительные средства очистки для обнаружения и устранения ошибок.

Как реализовано для Pascal, общесистемные атомарные модели предназначены для того, чтобы позволить разработчикам экспериментировать с расширенными моделями памяти. Они реализованы в программном обеспечении, и для достижения хорошей производительности требуется определенная осторожность. Когда atomic нацеливается на переносимый адрес, поддерживаемый удаленным пространством памяти, локальный процессор выдает ошибку страницы, чтобы ядро ​​могло перенести соответствующую страницу памяти в локальную память. Затем обычные аппаратные инструкции используются для выполнения atomic. Поскольку страница теперь находится локально, последующие атомарные запросы от того же процессора не приведут к дополнительным ошибкам страницы. Однако атомарные обновления с разных процессоров могут привести к частым ошибкам страницы.

1.4.5. Общая память

1.4.5.1. Емкость общей памяти

Для Kepler общая память и кэш L1 совместно использовали одно и то же хранилище на кристалле. Maxwell и Pascal, напротив, выделяют выделенное пространство для общей памяти каждого SM, поскольку функциональные возможности кэша L1 и текстур объединены. Это увеличивает пространство общей памяти, доступное для каждого SM, по сравнению с Kepler: GP100 предлагает 64 КБ общей памяти на SM, а GP104 — 96 КБ на SM.

Это дает разработчикам приложений несколько преимуществ:

  • Алгоритмы со значительными требованиями к емкости разделяемой памяти (например, сортировка по основанию) автоматически увеличивают емкость от 33% до 100% на SM сверх совокупного увеличения за счет большего количества SM.

  • Приложениям больше не нужно выбирать предпочтение разделения L1/общий для оптимальной производительности.

Примечание

Блоки потоков по-прежнему ограничены 48 КБ общей памяти. Для максимальной гибкости NVIDIA рекомендует, чтобы приложения использовали не более 32 КБ общей памяти в любом блоке потока. Это, например, позволит установить по крайней мере два блока резьбы на GP100 SM или 3 блока резьбы на GP104 SM.

1.4.5.2. Общая пропускная способность памяти

Kepler предоставил дополнительный 8-байтовый режим банка общей памяти, который потенциально мог увеличить пропускную способность общей памяти на SM для доступа к общей памяти 8 или 16 байт. Однако приложения могли извлечь из этого выгоду только при хранении этих более крупных элементов в общей памяти (т. е. целые числа и значения fp32 не получили никакой выгоды) и только тогда, когда разработчик явно выбрал режим 8-байтового банка через API.

Чтобы упростить это, Паскаль вслед за Максвеллом возвращается к фиксированным банкам по четыре байта. Это позволяет всем приложениям, использующим общую память, использовать более высокую пропускную способность без указания каких-либо конкретных предпочтений через API.

1.4.6. Связь между графическими процессорами

1.4.6.1. Межсоединение NVLink

NVLink — это новое высокоскоростное соединение для передачи данных от NVIDIA. NVLink можно использовать для значительного повышения производительности как при обмене данными между графическими процессорами, так и при доступе графического процессора к системной памяти. GP100 поддерживает до четырех подключений NVLink, каждое из которых обеспечивает двунаправленную пропускную способность до 40 ГБ/с.

NVLink работает прозрачно в рамках существующей модели CUDA. Передачи между конечными точками, подключенными через NVLink, автоматически маршрутизируются через NVLink, а не через PCIe. cudaDeviceEnablePeerAccess() Вызов API по-прежнему необходим для включения прямой передачи (через PCIe или NVLink) между графическими процессорами. cudaDeviceCanAccessPeer() можно использовать для определения возможности однорангового доступа между любой парой графических процессоров.

1.4.6.2. Пропускная способность GPUDirect RDMA

GPUDirect RDMA позволяет сторонним устройствам, таким как сетевые карты (NIC), напрямую обращаться к памяти GPU. Это устраняет ненужные буферы копирования, снижает нагрузку на ЦП и значительно уменьшает задержку при отправке/получении сообщений MPI из/в память графического процессора. Pascal удваивает предоставляемую пропускную способность RDMA при чтении данных из исходной памяти графического процессора и записи в память целевой сетевой карты через PCIe.

1.4.7. Вычислить вытеснение

Compute Preemption — это новая функция, характерная для GP100. Compute Preemption позволяет прерывать вычислительные задачи, выполняемые на графическом процессоре, на уровне инструкций. Контекст выполнения (регистры, разделяемая память и т. д.) заменяется на DRAM графического процессора, так что другое приложение может быть загружено и запущено. Упреждающее прерывание вычислений предлагает разработчикам два ключевых преимущества:

  • Долго работающие ядра больше не нужно разбивать на небольшие временные интервалы, чтобы избежать неотвечающего графического пользовательского интерфейса или тайм-аутов ядра, когда графический процессор используется одновременно для вычислений и графики.

  • Теперь возможна интерактивная отладка ядра в системе с одним GPU.

1.4.8. Улучшения единой памяти

Pascal предлагает новые аппаратные возможности для расширения поддержки единой памяти (UM). Расширенное 49-битное виртуальное адресное пространство позволяет графическим процессорам Pascal обращаться ко всему 48-битному виртуальному адресному пространству современных ЦП, а также к памяти всех графических процессоров в системе через единое виртуальное адресное пространство, не ограниченное размерами физической памяти любой процессор. Графические процессоры Pascal также поддерживают отказы страниц памяти. Сбой страниц позволяет приложениям получать доступ к одним и тем же управляемым выделениям памяти как с хоста, так и с устройства без явной синхронизации. Это также устраняет необходимость предварительной синхронизации среды выполнения CUDA 9.0426 все управляемых выделений памяти перед каждым запуском ядра. Вместо этого, когда ядро ​​обращается к нерезидентной странице памяти, происходит сбой, и страница может быть перенесена в память графического процессора по запросу или отображена в адресное пространство графического процессора для доступа через интерфейсы PCIe/NVLink.

Эти функции повышают производительность Pascal для многих типичных рабочих нагрузок единой системы обмена сообщениями. В тех случаях, когда эвристики единой системы обмена сообщениями оказываются неоптимальными, возможна дальнейшая настройка с помощью набора указаний по миграции, которые можно добавить в исходный код.

На поддерживаемых платформах операционных систем любая память, выделенная с помощью распределителя ОС по умолчанию (например, malloc или new), может быть доступна как из кода графического процессора, так и из кода ЦП с использованием одного и того же указателя. Фактически вся виртуальная память системы может быть доступна из GPU. В таких системах нет необходимости явно выделять управляемую память с помощью cudaMallocManaged() .

Версия 1.0

Версия 1.1

3.1. Уведомление

Этот документ предоставляется только в информационных целях и не может рассматриваться как гарантия определенной функциональности, состояния или качества продукта. Корпорация NVIDIA («NVIDIA») не делает никаких заявлений или гарантий, явных или подразумеваемых, в отношении точности или полноты информации, содержащейся в этом документе, и не несет ответственности за любые содержащиеся в нем ошибки. NVIDIA не несет ответственности за последствия или использование такой информации или за любые нарушения патентов или других прав третьих лиц, которые могут возникнуть в результате ее использования. Этот документ не является обязательством по разработке, выпуску или поставке какого-либо Материала (определение приведено ниже), кода или функций.

NVIDIA оставляет за собой право вносить исправления, модификации, дополнения, улучшения и любые другие изменения в этот документ в любое время без предварительного уведомления.

Клиент должен получить самую последнюю соответствующую информацию перед размещением заказов и должен убедиться, что такая информация актуальна и полна.

Продукты NVIDIA продаются в соответствии со стандартными условиями продажи NVIDIA, которые предоставляются при подтверждении заказа, если иное не оговорено в отдельном договоре купли-продажи, подписанном уполномоченными представителями NVIDIA и покупателем («Условия продажи»). Настоящим NVIDIA прямо возражает против применения каких-либо общих положений и условий для клиентов в отношении покупки продукта NVIDIA, упомянутого в этом документе. Никакие договорные обязательства прямо или косвенно этим документом не образуются.

Продукты NVIDIA не предназначены, не одобрены и не имеют гарантий для использования в медицинском, военном, авиационном, космическом оборудовании или оборудовании жизнеобеспечения, а также в приложениях, в которых отказ или неисправность продукта NVIDIA может привести к травме. , смерти или ущерба имуществу или окружающей среде. NVIDIA не несет ответственности за включение и/или использование продуктов NVIDIA в таком оборудовании или приложениях, поэтому такое включение и/или использование осуществляется на собственный риск клиента.

NVIDIA не делает заявлений и не гарантирует, что продукты, основанные на этом документе, будут пригодны для любого указанного использования. Тестирование всех параметров каждого продукта не обязательно выполняется NVIDIA. Заказчик несет единоличную ответственность за оценку и определение применимости любой информации, содержащейся в этом документе, за обеспечение того, что продукт подходит и подходит для применения, запланированного заказчиком, и за выполнение необходимого тестирования для приложения, чтобы избежать выхода из строя приложения. или продукт. Слабые стороны конструкции продукта клиента могут повлиять на качество и надежность продукта NVIDIA и привести к дополнительным или отличным условиям и/или требованиям, помимо тех, которые содержатся в этом документе. NVIDIA не несет никакой ответственности в связи с невыполнением обязательств, ущербом, затратами или проблемами, которые могут быть связаны или связаны с: (i) использованием продукта NVIDIA каким-либо образом, противоречащим данному документу, или (ii) дизайном продукта клиента.

Никакие лицензии, явные или подразумеваемые, не предоставляются в соответствии с какими-либо патентными правами NVIDIA, авторскими правами или другими правами интеллектуальной собственности NVIDIA в соответствии с этим документом. Информация, опубликованная NVIDIA относительно сторонних продуктов или услуг, не является лицензией NVIDIA на использование таких продуктов или услуг, а также гарантией или их подтверждением. Для использования такой информации может потребоваться лицензия от третьей стороны в соответствии с патентами или другими правами на интеллектуальную собственность третьей стороны или лицензия от NVIDIA в соответствии с патентами или другими правами на интеллектуальную собственность NVIDIA.

Воспроизведение информации в этом документе разрешено только в том случае, если оно предварительно одобрено NVIDIA в письменной форме, воспроизведено без изменений и в полном соответствии со всеми применимыми экспортными законами и правилами, а также со всеми соответствующими условиями, ограничениями и уведомлениями.

ЭТОТ ДОКУМЕНТ И ВСЕ СПЕЦИФИКАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ NVIDIA, СПРАВОЧНЫЕ ПЛАТЫ, ФАЙЛЫ, ЧЕРТЕЖИ, ДИАГНОСТИКА, СПИСКИ И ДРУГИЕ ДОКУМЕНТЫ (ВМЕСТЕ И ОТДЕЛЬНО, «МАТЕРИАЛЫ») ПРЕДОСТАВЛЯЮТСЯ «КАК ЕСТЬ». NVIDIA НЕ ПРЕДОСТАВЛЯЕТ НИКАКИХ ЯВНЫХ, ПОДРАЗУМЕВАЕМЫХ, ПРЕДУСМОТРЕННЫХ ЗАКОНОМ ИЛИ ИНЫМ ОБРАЗОМ ГАРАНТИЙ В ОТНОШЕНИИ МАТЕРИАЛОВ И ЯВНО ОТКАЗЫВАЕТСЯ ОТ ВСЕХ ПОДРАЗУМЕВАЕМЫХ ГАРАНТИЙ НЕНАРУШЕНИЯ ПРАВ, КОММЕРЧЕСКОЙ ПРИГОДНОСТИ И ПРИГОДНОСТИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕННОЙ ЦЕЛИ. В СТЕПЕНИ, НЕ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗАКОНОМ, NVIDIA НИ ПРИ КАКИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ НЕ НЕСЕТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ЗА ЛЮБОЙ УЩЕРБ, ВКЛЮЧАЯ, ПОМИМО ПРОЧЕГО, ЛЮБОЙ ПРЯМОЙ, КОСВЕННЫЙ, ОСОБЫЙ, СЛУЧАЙНЫЙ, ШТРАФНЫЕ ИЛИ ПОСЛЕДУЮЩИЕ УБЫТКИ, КАКИМ ОБРАЗОМ ПРИЧИНЕН И НЕЗАВИСИМО ОТ ТЕОРИИ ОТВЕТСТВЕННОСТИ, ВОЗНИКШИЙ ЛЮБОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭТОГО ДОКУМЕНТА, ДАЖЕ ЕСЛИ NVIDIA БЫЛА УВЕДОМЛЕНА О ВОЗМОЖНОСТИ ТАКИХ УЩЕРБОВ. Невзирая на любые убытки, которые покупатель может понести по любой причине, совокупная и совокупная ответственность NVIDIA по отношению к покупателю за описанные здесь продукты ограничивается в соответствии с Условиями продажи продукта.

3.2. OpenCL

OpenCL — товарный знак Apple Inc., используемый по лицензии Khronos Group Inc.

3.3. Товарные знаки

NVIDIA и логотип NVIDIA являются товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками NVIDIA Corporation в США и других странах. Другие названия компаний и продуктов могут быть товарными знаками соответствующих компаний, с которыми они связаны.

1

В этом руководстве Kepler относится к устройствам с вычислительными возможностями 3.x, Maxwell относится к устройствам с вычислительными возможностями 5.x, а Pascal относится к устройствам с вычислительными возможностями 6.x.

2

Конкретные вычислительные возможности GP100 и GP104 — 6.

No related posts.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *