Архитектура вычислительных систем. Контрольная, вариант №4.

Глава 1. Способы организации и типы ВС
Вопросы
4.1. Какие преимущества и недостатки совместного хранения данных и программ в архитектуры фон Неймана?
4.2. Чем отличаются друг от друга персональные компьютеры, рабочие станции и серверы?
Задачи
1.4. Система управления бытовыми приборами (осветительными, обогревательными, вентиляционными и физического ограничения доступа) в квартире с интерфейсами для управления на PDA (наладонных) и ПК.

Глава 2. Параллельная обработка информации.
Вопросы
4. В чем отличие параллельного исполнения заданий от их исполнения в режиме разделения времени?
Задачи
1. 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.
0000000
0000000
0000000
0001111
0001111
0000111
0000000
2. Для заданных вариантами начальных значений клеточного массива, вычислите результат работы модели.
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000010101010101010101010000000
00000101010101010101010101000000
00001010101010101010101010100000
00001111111111111111111111100000
00001111111111111111111111100000
00001111111111111111111111100000
00001111111111111111111111100000
00001111111111111111111111100000
00000111000000000000000111000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000

Глава 3. Конвейерная архитектура.

Вопросы

4. При каких условиях возникает структурная коллизия?

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.

вариант A B C D
4  100  20  5  50

Глава 4. RISC-архитектуры;

Вопросы

4. Каковы достоинства и недостатки RISC архитектуры?

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.


Вариант A B C D E
4  16  8  8  8  16

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
4  192  64  4  4  8

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
4  320  64  8  16

Глава 5. ВС с крупноблочным параллелизмом.

Вопросы

4. Каковы достоинства и недостатки 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.

Вариант A B C D
4  128  1024  25  8

Глава 6. Анализ и измерение производительности ВС

Вопросы

4. Какой набор тестов входит в SPEC CFP2006?
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.

Вариант A B
4 14 20
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 производительность 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

4.1. Каковы ключевые свойства GRID систем?
4.2.Какие свойства распределенных ОС обеспечивают логическую целостность распределенной ВС и в чем они заключаются?

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

Вопросы

4. Какую структуру имела параллельная ВС для логического вывода (PIM)?

май 2019, зачтено