Архитектура вычислительных систем. Вариант №5

Глава 1. Способы организации и типы ВС.
Вопрос. Из каких блоков состоит центральный процессор в архитектуре фон Неймана и какие они выполняют функции?
Задача. Карманный шагомер, ведущий статистику, сколько его владелец сделал шагов за час, день, неделю и месяц, на основе данных, получаемых от акселерометра.
Глава 2. Параллельная обработка информации.

Вопрос. Какие существуют классификации ВС с параллельной архитектурой?
Задача1. Для заданных вариантами начальных значений клеточного массива размера 7x7, вычислите результат работы модели. Для проверки правильности вычислений можно пользоваться тем фактом, что сумма чисел во всех строках поля значений одинакова после всех шагов. Если она изменилась, то на соответствующем шаге была допущена ошибка. После правильного исполнения всех шагов верхняя строка будет содержать двоичное представление суммы чисел, а все остальные строки будут заполнены нулями.
Исходные данные:
0 0 0 1 0 1 1
0 0 0 1 0 1 1
0 0 0 1 0 1 1
0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
Задача 2. Для заданных вариантами начальных значений клеточного массива, вычислите результат работы модели.
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00111111111111111111111111111100
00011111111111111111111111111000
00001111111111111111111111110000
00000111111111111111111111100000
00000011111111111111111111000000
00000001111111111111111110000000
00000011111111111111111111000000
00000111111111111111111111100000
00001111111111111111111111110000
00011111111111111111111111111000
00111111111111111111111111111100
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
Глава 3. Конвейерная архитектура.

Вопрос. Какие существуют программные и аппаратные способы для устранения структурной коллизии?
Задача. 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.

Вариант A B C D
5 240 40 8 100
Глава 4. RISC-архитектуры;
Вопрос. Как устроен регистровый файл RISC микропроцессоров?
Задачи
Задача 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.
Вариант A B C D E
5  32  6  10  6  4
Задача 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?

Вариант A B C D E
5 132 32 4 4 5
Задача 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?

Вариант A B C D
5 192 64 8 8
Глава 5. ВС с крупноблочным параллелизмом.

Вопрос. Почему программирование на ВС с архитектурой MPP более трудоемко, чем с SMP?
Задача . 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.
Вариант A B C D
5 256 1024 25 8
Глава 6. Анализ и измерение производительности ВС
Задачи.
Задача 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.
 
Вариант A B
5 128 30
Вопрос. Какой набор тестов входит в SPEC CINT2006?

Глава 7. Технология распределенной обработки данных.

Вопрос 1. Какими ключевыми свойствами обладают распределенные системы?
Вопрос 2. Какие задачи решаются миграцией процессов и каков механизм ее работы?
Глава 8. Развитие архитектур, ориентированных на языковые средства и среду программирования.

Вопрос. На какие уровни можно разбить программное обеспечение PIM?

Работа выполнена самостоятельно
Уважаемый слушатель, дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Архитектура вычислительных систем
Вид работы: Контрольная работа 1
Оценка:Зачет
Дата оценки: 26.10.2016
Рецензия: Замечаний нет.

С уважением,
МБ