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问答题
矩阵相乘的意义及注意点。
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考题
两个矩阵相乘,若矩阵总规模小于cache大小,则优化访存的最佳方法是____。
A、先将两个矩阵读入cache再进行乘法B、先转置第一个矩阵再进行乘法C、先转置第二个矩阵再进行乘法D、以上皆错
考题
试题四（15分）阅读下列说明和C代码，回答问题1至问题3，将解答写在答题纸的对应栏内。【说明】某工程计算中要完成多个矩阵相乘（链乘）的计算任务。两个矩阵相乘要求第一个矩阵的列数等于第二个矩阵的行数，计算量主要由进行乘法运算的次数决定。采用标准的矩阵相乘算法，计算Am*n*Bn*p，需要m*n*p次乘法运算。矩阵相乘满足结合律，多个矩阵相乘，不同的计算顺序会产生不同的计算量。以矩阵A110*100，A2100*5，A35*50三个矩阵相乘为例，若按（A1*A2）*A3计算，则需要进行10*100*5+10*5*50=7500次乘法运算；若按A1*（A2*A3）计算，则需要进行100*5*50+10*100*50=75000次乘法运算。可见不同的计算顺序对计算量有很大的影响。矩阵链乘问题可描述为：给定n个矩阵A1,A2,….An，矩阵Ai的维数为pi-1*Pi，其中i = 1,2,….n。确定一种乘法顺序，使得这n个矩阵相乘时进行乘法的运算次数最少。由于可能的计算顺序数量非常庞大，对较大的n，用蛮力法确定计算顺序是不实际的。经过对问题进行分析，发现矩阵链乘问题具有最优子结构，即若A1*A2*…*An的一个最优计算顺序从第k个矩阵处断开，即分为A1*A2*….Ak和Ak+1*Ak+2*…*An两个子问题，则该最优解应该包含A1*A2*…*Ak的一个最优计算顺序和Ak+1*Ak+2*…An的一个最优计算顺序。据此构造递归式，其中，cost[i][j]表示Ai+1*Ai+2*...Aj+1的最优计算的计算代价。最终需要求解cost[0][n-1]。【C代码】算法实现采用自底向上的计算过程。首先计算两个矩阵相乘的计算量，然后依次计算3个矩阵、4个矩阵、…、n个矩阵相乘的最小计算量及最优计算顺序。下面是算法的C语言实现。（1）主要变量说明n：矩阵数seq[]：矩阵维数序列cost[][]：二维数组，长度为n*n，其中元素cost[i][j]表示Ai+1*Ai+2*…Aj+1的最优计算的计算代价trace[][]：二维数组，长度为n*n，其中元素trace[i][j]表示Ai+1*Ai+2*Aj+1的最优计算对应的划分位置，即k（2）函数cmmdefine N 100intcost[N][N];inttrace[N][N];int cmm(int n,int seq[]){int tempCost;int tempTrace;int i,j,k,p;int temp;for( i=0;in;i++){ cost[i][i] =0;}for(p=1;pn;p++){for(i=0; （1） ;i++){（2）;tempCost = -1;for(k = i;kj;k++){temp = （3） ;if(tempCost==-1||tempCosttemp){tempCost = temp;（4） ；}}cost[i][j] = tempCost;trace[i][j] = tempTrace;}}return cost[0][n-1];}【问题1】（8分）根据以上说明和C代码，填充C代码中的空（1）~（4）。【问题2】（4分）根据以上说明和C代码，该问题采用了 （5） 算法设计策略，时间复杂度 （6） 。（用O符号表示）【问题3】（3分）考虑实例n=6，各个矩阵的维数：A1为5*10，A2为10*3，A3为3*12，A4为12*5，A5为5*50，A6为50*6，即维数序列为5,10,3,12,5,50,6。则根据上述C代码得到的一个最优计算顺序为 （7） （用加括号方式表示计算顺序），所需要的乘法运算次数为 （8） 。
考题
两个矩阵Am*n和Bn*p相乘，用基本的方法进行，则需要的乘法次数为m*n*p 多个矩阵相乘满足结合律，不同的乘法顺序所需要的乘法次数不同。考虑采用动态规划方法确定Mi,M{i+i)，…，Mj多个矩阵连乘的最优顺序，即所需要的乘法次数最少。最少乘法次数用m[i，j]表示，其递归式定义为：其中i、j和k为矩阵下标，矩阵序列中Mi的维度为(Pi-i.)*Pi采用自底向上的方法:实现该算法来确定n个矩阵相乘的顺序，其时间复杂度为( 64 )。若四个矩阵M1. M2、M3.，M4相乘的维度序列为2、6、3、10.3，采用上述算法求解，则乘法次数为( 65 )。A.O(N2)B.O(N2Lgn)C.O(N3)D.O(n3lgn)
考题
已知矩阵 Am*n和 Bn*p 相乘的时间复杂度为 O（mnp）矩阵相乘满足结合律,如三个矩阵A、B、C 相乘的顺序可以是（A*B）*C）,也可以是A*（B*C）.不同的相乘序所需进行的乘法次数可能有很大的差别,因此确定n 个矩阵相乘的最优计算顺序是一个非常重要的问题。已知确定n 个短阵 A,A2........An 相乘的计算顺序具有最优子结构,即 A1A2..........An 的最优计算顺序包含其子问题A1A2.......Ak和 Ak+1Ak+2.......An（可以列出其递归式为
其中,A 的维度为 pi-1*pim【i,j】,表示 AiAi+1…A j最优计算顺字的相乘次数,
先釆用自底向上的方法求n 个矩阵相乘的最优计算顺序。则该问题的算法设计策略为（ ）,算法的时间复杂度为（ ）,空间复杂度为（请作答此空）
给定一个实例,（POPi........P5）=（20.15.4.10.20.25）最优计算顺序为（ ）A.O（n^2）
B.O（n*2lgn）
C.O（n^3）
D.O（2n）
考题
阅读下列说明和C代码，回答问题1至问题3
【说明】 某工程计算中要完成多个矩阵相乘（链乘）的计算任务。 两个矩阵相乘要求第一个矩阵的列数等于第二个矩阵的行数，计算量主要由进行乘法运算的次数决定。采用标准的矩阵相乘算法，计算Am×n*Bn×p，需要m*n*p次乘法运算。 矩阵相乘满足结合律，多个矩阵相乘，不同的计算顺序会产生不同的计算量。以矩阵A110×100，A2100×5，A35×50三个矩阵相乘为例，若按（A1*A2）*A3计算，则需要进行10*100*5+10*5*50=7500次乘法运算；若按A1*（A2*A3）计算，则需要进行100*5*50+10*100*50=75000次乘法运算。可见不同的计算顺序对计算量有很大的影响。 矩阵链乘问题可描述为：给定n个矩阵
考题
两个矩阵Am*n和Bn*p相乘，用基本的方法进行，则需要的乘法次数为m*n*p。多个矩阵相乘满足结合律，不同的乘法顺序所需要的乘法次数不同。考虑采用动态规划方法确定Mi，M（i+1），…，Mj多个矩阵连乘的最优顺序，即所需要的乘法次数最少。最少乘法次数用m[i,j]表示，其递归式定义为：
其中i、j和k为矩阵下标，矩阵序列中Mi的维度为（pi-1）*pi采用自底向上的方法实现该算法来确定n个矩阵相乘的顺序，其时间复杂度为（ ）A.O（n2）
B.O（n2lgn）
C.O（n3）
D.O（n3lgn）
考题
已知阳阵 Am*n和 Bn*p 相乘的时间复杂度为 O（mnp）矩阵相乘满足结合律,如三个矩阵A、B、C 相乘的顺序可以是（A*B）*C）,也可以是A*（B*C）.不同的相乘序所需进行的乘法次数可能有很大的差别,因此确定n 个矩阵相乘的最优计算顺序是一个非常重要的问题。已知确定n 个短阵 A,A2........An 相乘的计算顺序具有最优子结构,即 A1A2..........An 的最优计算顺序包含其子问题A1A2.......Ak和 Ak+1Ak+2.......An（可以列出其递归式为
其中,A 的维度为 pi-1*pi，m【i,j】,表示 AiAi+1…A j最优计算顺字的相乘次数,
先釆用自底向上的方法求n 个矩阵相乘的最优计算顺序。则该问题的算法设计策略为（请作答此空）,算法的时间复杂度为（ ）,空间复杂度为（ ）
给定一个实例,（P0Pi........P5）=（20.15.4.10.20.25）最优计算顺序为（ ）A.分治法
B.动态规划法
C.贪心法
D.回溯法
考题
两个矩阵Am*n和Bn*p相乘，用基本的方法进行，则需要的乘法次数为m*n*p。多个矩阵相乘满足结合律，不同的乘法顺序所需要的乘法次数不同。考虑采用动态规划方法确定Mi，M（i+1），…，Mj多个矩阵连乘的最优顺序，即所需要的乘法次数最少。最少乘法次数用m[i,j]表示，其递归式定义为：
其中i、j和k为矩阵下标，矩阵序列中Mi的维度为（pi-1）*pi采用自底向上的方法实现该算法来确定n个矩阵相乘的顺序，若四个矩阵M1、M2、M3、M4相乘的维度序列为2、6、3、10、3，采用上述算法求解，则乘法次数为（ ）。A.156
B.144
C.180
D.360
考题
已知矩阵 Am*n和 Bn*p 相乘的时间复杂度为 O（mnp）矩阵相乘满足结合律,如三个矩阵A、B、C 相乘的顺序可以是（A*B）*C）,也可以是A*（B*C）.不同的相乘序所需进行的乘法次数可能有很大的差别,因此确定n 个矩阵相乘的最优计算顺序是一个非常重要的问题。已知确定n 个短阵 A,A2........An 相乘的计算顺序具有最优子结构,即 A1A2..........An 的最优计算顺序包含其子问题A1A2.......Ak和 Ak+1Ak+2.......An（可以列出其递归式为
其中,A 的维度为 pi-1*pim【i,j】,表示 AiAi+1…A j最优计算顺字的相乘次数,
先釆用自底向上的方法求n 个矩阵相乘的最优计算顺序。则该问题的算法设计策略为（ ）,算法的时间复杂度为（ ）,空间复杂度为（ ）
给定一个实例,（POPi........P5）=（20.15.4.10.20.25）最优计算顺序为（请作答此空）A.（（（A1*A2）*A3）*A4）*A5
B.A1*（A2*（A3*（A4*A5）））
C.（（A1*A2）*A3）*（A4*A5）
D.（A1*A2）*（（A3*A4）*A5）
考题
问答题请根据以下各小题的要求设计C应用程序（包括界面和代码）。
请编写函数fun（），它的功能是：将3行4列矩阵x乘以4行3列矩阵y，结果放在3行3列矩阵xy中。矩阵相乘的基本方法是：矩阵xy中行列下标分别为i，j的元素的值，是矩阵x中第i行上4个元素与矩阵y第j列上4个元素对应相乘的和。
注意：部分源程序给出如下。
请勿改动主函数main和其他函数中的任何内容，仅在函数fun的花括号中填入所编写的若干语句。
试题程序如下：
#include
#include
voidfun(inta[3][4],intb[4][3],intab[3][3])
{
}
main()
{
intx[3][4]={{1,0,1,1},{2,1,0,1},{1,2,0,3}};
inty[4][3]={{1,1,1},{0,0,0},{2,1,1},{1,1,3}};
intxy[3][3]={0},i,j;
fun(x,y,xy);
printf(a×b=ab:(3,3):);
for(i=0;i3;i++)
{
for(j=0;j3;j++)
printf(%d,xy[i][j]);
printf();
}
}
考题
问答题用U/C矩阵如何划分子系统及在划分子系统时应注意的事项。
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