Архитектура вычислительных систем. Вариант №1

Глава 1. Способы организации и типы ВС

Вопросы:

1.1. Какие бывают виды внешних устройств ВС?
1.2. Какие требования к ВС предъявляют задачи обработки и хранения данных?

Задачи:

1.1. Система управления автомобильным движением, служащая для управления группой светофоров на перекрестках некоторого района города и позволяющая в реальном времени менять интервалы переключения светофоров в зависимости от данных о числе проходящих по разным направлениям машин, которые поступают от датчиков

Глава 2. Параллельная обработка информации.

Вопросы:

1. Какие в настоящее время существуют классы ВС с мелкозернистым параллелизмом?

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. Строки клеточного объекта содержат двоичные представления чисел, которые сумматор должен сложить. Правила определяют, каким образом будут вычисляться новые значения ячеек клеточного массива. Каждое правило имеет правую и левую части. Правая часть означает условие применимости, а левая - новое значение после срабатывания правила. Вычисление на поле значений происходит в дискретном времени (по шагам) до того момента, когда значения перестанут изменяться, т.е. будет получен результат. На каждом шаге правила пытаются примениться к каждому участку поля значений. Если обнаружено совпадение некоторого фрагмента поля значений и левой части правила, то правило считается применимым. На первой фазе каждого шага отыскиваются все участки поля значения, где применимо одно из правил. На второй фазе каждого шага все применимые правила срабатывают. Т.е. смена значений на поле на новые значения происходит одновременно. Нижняя строка в клеточном массиве должна быть заполнена нулями, иначе правило подъёма не сможет поднять единицы с этого ряда.

2. Клеточно-автоматная модель для оконтуривания растрового изображения основана на следующем правиле, описанным как функция от параметров-клеток своей части и применяемого к клеточному массиву . Так как мы не оговорили, как применять правила на границе клеточного массива, когда левая часть правила выходит за его пределы, будем использовать клеточный массив, в котором все крайние клетки и их соседи равны 0. Левая часть правила такова, что оно применимо ко всем клеткам клеточного массива.

Глава 3. Конвейерная архитектура.

Вопросы:

1. Какие конвейеризация имеет достоинства и недостатки?

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.

Сдано в 2019 году без замечаний