Архитектура вычислительных систем. Контрольная работа (вариант 3-й)

Задания для контрольной работы

Контрольная работа состоит из восьми вопросов (по одному или два на главу) и заданий ( по - 0, 1 или несколько для каждой главы). Ответы на вопросы основаны на непосредственном понимании темы в объемах конспектов лекций, а решение задач потребует умения применить полученные знания.

Для каждой главы выбирается вопрос и вариант задачи по последней цифре пароля.

Глава 1. Способы организации и типы ВС

Вопросы
3. Почему моделирование является одной из важнейших составляющих при проведении современных научных исследований или научно-технических разработок?

Задачи
1.3. Информационно-вычислительная система для медицинского учреждения с базой данных по пациентам и экспертной системой по диагностированию заболеваний.

Глава 2. Параллельная обработка информации.

Вопросы
3. Какие существуют уровни параллелизма и чем они отличаются?
Задачи
1. МЗП клеточно-автоматная модель простейшего сумматора состоит из клеточного объекта - поля значений и двух правил: правило сложения и переноса и правило подъема. Клеточный объект в данном случае - это двумерный массив, элементами которого может быть 0 или 1....

Глава 3. Конвейерная архитектура.

Вопросы
3. Какие причины могут вызывать остановку конвейера?

Задачи
1. ВС с неконвейерной архитектурой и временем исполнения любой инструкции A нс была заменена на ВС с идентичной системой команд, но с конвейерной архитектурой. Продолжительность такта - B нс, число стадий конвейера равно С. Вычислите полученное ускорение (отношение времени работы программы на старой ВС ко времени ее работы на новой ВС), учитывая стадию загрузки конвейера и считая, что при выполнении не возникло ни одной коллизии. Число инструкций в программе равно D. Разбор работы конвейера в таком режиме см. в гл. 3., раздел 1.

Глава 4. RISC-архитектуры;

Вопросы
3. Каковы особенности RISC микропроцессоров?

Задачи
1. Гипотетический RISC микропроцессор имеет регистровый файл (см. гл. 4., раздел 2) с A глобальными регистрами, и Е окон из B регистров для входных параметров, C регистров для локальных переменных и D регистров для выходных параметров. Определите:

1) общее число регистров микропроцессора;

2) размер регистрового окна, видимого подпрограмме;

3) размер регистров в области пересечения двух окон.

2. Гипотетический RISC микропроцессор имеет регистровый файл, в котором всего A регистров, из которых B - глобальные. В каждом из E окон есть C регистров для входных параметров и D регистров для выходных параметров. Сколько регистров для локальных переменных есть в окне?

3. Гипотетический RISC микропроцессор имеет регистровый файл, в котором всего A регистров, из которых B - глобальные. В каждом из D окон есть C регистров для локальных переменных. Сколько всего в каждом окне есть регистров для входных и выходных параметров?

Глава 5. ВС с крупноблочным параллелизмом.

Вопросы
3. Каковы характерные черты ВС с архитектурой MPP?

Задачи
1. Имеется гипотетический кластер (см. гл. 5., раздел 7), имеющий в своем составе A счетных узлов. Каждый узел имеет оперативную память объема B Мб. Операционная система занимает C Мб оперативной памяти на каждом узле. Пользователь хочет запустить процесс физического моделирования на всех узлах кластера. Модель содержит двумерный массив для хранения значений переменных в равномерно расположенных (на равномерной сетке) точках пространства. В каждой точке для модели требуется иметь C переменных одинакового формата. Размер переменной D байт. Модель такова, что размер массива по вертикали всегда равен размеру по горизонтали. Массив разрезается на равные части и распределяется между узлами кластера. Крайние столбцы части массива (расположенные у линии разреза) дублируются в соседнем узле. Нулевой столбец части массива в первом узле и последний столбец части массива в последнем узле — не дублируются. Оцените в соответствии с данными Вашего варианта, каков максимальный размер массива (число ячеек по вертикали или горизонтали) может быть использован для моделирования на кластере? Размером моделирующей программы и всех остальных ее данных принять равной 1 Мб.

Глава 6. Анализ и измерение производительности ВС

Вопросы
3. Какие тесты применяются для оценки производительности суперЭВМ?

Задачи
1. Разработчик решил установить Web портал на машину, подключенную к сети Internet по каналу передачи данных с пропускной способностью A КБит/сек. Средний размер генерируемой по запросу пользователя страницы - B КБайт. Размер пакета данных с запросом принять равным 1 КБайт. Дайте оптимистическую оценку числа запросов, которые может обслужить портал за одни сутки. (см. гл. 6, разд. 4, параграф о вычислении граничных значений) Пропускную способность канала в 1КБит/сек считать равной 1000 Бит/сек.

2. Сервер для Web портала из предыдущей задачи в среднем тратит на обработку каждого запроса одну секунду. Что в таком случае будет ограничивать оптимистическую оценку числа запросов - пропускная способность канала передачи данных или производительнсть самой ВС, на которой развернут портал?
Если число обрабатываемых сервером запросов меньше, чем число запросов, которые можно передать по каналу за одинаковое время, то узким местом будет производительность сервера. Если, эти числа одинаковые, что имеет очень низкую вероятность, то узкое место отсутствует. Если сервер может обработать больше, чем канал - передать, то узким местом является канал передачи данных. Первый случай возникает, если по каналу может передаваться более 86400 запросов в сутки. Третий случай имеет место, если это число меньше, чем 86400.

Глава 7. Технология распределенной обработки данных.

Вопросы
3.1. В чем суть микроядерной архитектуры и какие функции реализует микроядро ОС Amoeba?
3.2. Какие уровни выделены в модели взаимодействия открытых систем OSI/ISO и каковы функции уровней?

Глава 8. Развитие архитектур, ориентированных на языковые средства и среду программирования.

Вопросы
3. Какие особенности архитектуры имелись у машин пятого поколения?

Уважаемый слушатель, дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Архитектура вычислительных систем
Вид работы: Контрольная работа
Оценка:Зачет
Дата оценки: 10.03.2016

Остапкевич Михаил Борисович