计算机组成与体系结构---流水线技术
采用常规标量但流水线处理机(即该处理机的度m=1),连续执行16条指令的时空图如下图所示,从中可以看出,连续执行16条指令所需的时间为18t;
并不是和自己想想的一些,16条指令,分为三个步骤,取值、分析、执行;度为1的时候,是16*3;而是如上图所示,取值、分析、执行,是18t执行完毕;
当采用度m为4的超标量流水线处理机,连续执行上述16条指令时,时空图如下所示,从中可以看出,连续执行16条指令所需时间为6t
计算机组成与体系结构---局部性原理
程序访问的局部性原理包含量方面的含义:一是时间局部性,指程序在最近的未来要用到的信息很可能是现在正在使用的信息;二是空间局部性,指最近的未来要用到的信息与现在正在使用的信息很可能在空间上是相邻的或相近的,这是因为程序中大多数指令是顺序存放且顺序执行的,数据一般也是聚簇存储在一起的,程序访问局部性原理是存储层次得以构成和管理的主要依据。根据该原理,可以把空间位置向邻近的信息作为一块放到容器最小的第一级存储器M1中,在最近未来的一段时间内多次连续访问很可能都在M1的同一块中,从而使整个存储系统的访问速度接近于M1的速度。
计算机组成与体系结构---局部性原理
局部性原理是指在指定时间内,程序趋于在有限的内存区域内重复访问。通常将局部性为空间局部性和时间局部性。空间局部性是指已经访问过的内存地址附近的位置很可能被连续访问。时间局部性是指已经访问过的内存地址在较短的时间内还可能被多次访问。
计算机组成与体系结构---多级存储结构
按内存存取,是相联存储的最基本特点,Cache是一种非常经典的相联存储器;
计算机组成与体系结构---Cache
高速缓冲存储器是存在与主存与CPU之间的一级存储器,由静态存储芯片(SRAM)组成,容量比较小但是速度比主存高得多,接近于CPU的速度。Cache的功能是用来存放那些近期需要运行的指令与数据。Cache与内存之间的映射有三种不同的方式:全相联方式、直接相联方式、组相联方式。
这三种方式中,直接接相联的实现最为简单,但是由于直接相联中,内存块调入Cache时,只能进入特定块,这使得块冲突的可能性变得比较大。相比之下全相联中,内存块调入Cache并无限制,只要Cache中有空闲区,都能调入,所以块冲突可能性最大。组相联是全相联与直接相联的折中,所以排在中间。
计算机组成与体系结构---Cache
计算机组成与体系结构---磁盘存储
第一空分析:系统读记录的时间为33/11=3ms,对于第一种情况:系统读出并处理记录R0后,将转到记录R2的开始处,所以为了读出记录R1,磁盘必须再转一圈,需要33ms(30ms到R1起始位置,3ms读完R1,刚好转一圈)的时间,这样,处理11个记录的总时间应为366ms,因为处理前10个记录(即R0...R9)的时间为10*(33+3)ms=360ms,读记录R10以及处理R10的时间为6ms,所以处理11个记录的总时间为=360ms+6ms=366ms
第二个空分析,对于第二种情况,若对信息进行分布优化的结果如下所示
从中可以看出,当读出记录R0并处理结束后,磁头刚好转至R1记录的开始处,立即就可以读出R1并处理,因此处理11个记录的总时间为:
11*(3ms(读记录)+3ms(处理记录))=11*6=66ms
计算机组成与体系结构---磁盘存储
本题考查的是操作系统中文件读取方面的知识,但在解题过程中,我们可以发现需要用到计算机组成原理中的流水线知识。因为进行处理时,每个数据要经过3个步骤:读入缓冲区、送至用户区、处理。这三个步骤中,有两个步骤是需要用到缓冲区的,这两个步骤执行时,缓冲区都不可以开始下一个磁盘区的处理工作,所以三个步骤可以合并为两个,读入缓冲区并送至用户区,处理。此时,可应用流水线的方式来提升效率。所以用户将大小为10的磁盘块File1文件逐步从磁盘读入缓冲区,并送至用户区进行处理,采用单缓冲时需要花费的时间为:
(100+60+50)+(10-1)*(100+60)=1650us
若在增加一个缓冲区,情况如图
从图可知,使用双缓冲区时,从磁盘向缓冲区中传送数据的工作可通过两个缓冲区持续交替进行,所以计算方式为:100*10+60+50=1110us
系统配置与性能评价---性能指标
计算机系统的性能一般包括两个大的方面,一个方面是它的可靠性或可用性,也就是计算机系统能正常工作的时间,其指标可以是能够持续工作的时间长度(例如:平均无故障时间),也可以是在一段时间内,能够正常工作的时间所占的百分比;另一方面是它的处理能力或效率,这又分为三类指标,第一类指标是吞吐率(例如,系统在单位时间内能处理正常作业的个数),第二类指标是响应时间(从系统得到输入到给出输出之间的时间),第三类指标是资源利用率,即在给定的时间区间内,各种部件(包括设备和软件系统)被使用的时间与整个时间之比。当然,不同的系统对性能指标的描述有所不同,例如,计算机网络系统常用的性能评估指标为信道传输速率、信道吞吐量和容量,信道利用率,传送延迟,响应时间和负载能力等;
系统配置与性能评价---性能指标
系统配置与性能评价---性能评价方法
系统配置与性能评价---性能评价方法
系统配置与性能评价---其他
信息系统建设中,系统的运行维护日常管理工作非常重要,这是能否持续产生效益的重要问题。只注重开发不重视运维就很难持续获得效益。许多系统建成之后就束之高阁的原因就在于此。
系统的运维工作包括对系统的运行进行持续的性能监测
至于系统所采用的技术是否落后,要看是否影响应用,适合应用的技术就是好技术。不顾应用需要而过于频繁更新技术则会浪费资金。