CÁC DẠNG bài tập có TRONG đề THI cấu TRÚC máy TÍNH

CÁC DẠNG BÀI TẬP CÓ TRONG ĐỀ THI CẤU TRÚC MÁY TÍNH – ĐẠI HỌC THƯƠNG MẠI Dạng 1: Sử dụng kĩ tăng hiệu xử lí Lí thuyết: 1: kĩ thuật song song + kĩ thuật đường ống: - lệnh chia thành nhiều bước - Cpu thiết kế bao gồm số đơn vi chức thực bước - Kĩ thuật khiến lệnh thực song song đồng thời làm tăng tốc độ xử lí + Kĩ thuật siêu đường ống: cải tiến kĩ thuật đường ống, lệnh đuowcj bắt đầu trước kết thúc bước lệnh -Kĩ thuật siêu vô hướng: + Được sử dụng máy có nhiều xử lí Tại đó, chu kì máy tính thực lúc nhiều lệnh -Kĩ thuật tăng độ dài từ lệnh Chiều dài từ lệnh dài nhiều tác vụ định nghĩa CISC RISC CISC + Một lệnh thực thi việc kết hợp số lệnh đơn giản + Các lệnh thực thi phần cứng + kích thước lệnh thời gian thực thi lệnh RISC + lệnh dạng phức hợp + lệnh phân tích nhỏ thành vi lệnh để thực thi nhờ vi chương trình + độ dài kích thước lệnh thay đổi Bài tập áp dụng: Một sử lí có tốc độ 3ghz Mỗi lệnh xử lí cần thực qua bước Mỗi bước nhịp đồng hồ, ngoại trừ bước thứ nhịp tính tốc độ tính toán xử lí ( triệu lệnh/s) Biết rằng: xử lí thực theo kiểu đường ống nhằm tăng tốc độ tính toán Trung bình 30% số lệnh chương trình lệnh nhảy Giải: 1 3ghz = 10^9 s ( hz) s Thời gian thưc 5s 1s 1s5s 1s 1s lệnh : 1+1+5+1= s Ta có: trung bình 30% số lệnh chương trình lệnh nhảy hay nói cách khác có 10 lệnh có lệnh sử dụng kĩ thuật đường ống, lệnh nhảy Thời gian thực lệnh nhảy : 3* = 24 s Thời gian thực lệnh nhảy : + 6*5 =38 s Khi đó, trung binh thời gian thực lệnh : (24 + 38) /10 =6.2s Tốc độ tính toán ( 10^9) / 6.2 = 483,871 ( triệu lệnh/s) Dạng 2: Tính track, sector, cylinder ( đĩa cứng) Lí thuyết: Rãnh ghi ( track): tròn đồng tâm, lưu liệu, dung lượng Sector ( cung): phần track Từ trụ ( cylinder): nhóm track có bán kính đĩa thành phần Bài tập áp dụng: thông số ổ cứng cho sau: Tốc độ quay 7200 vòng/ phút Dung lượng 500GB Số lượng track/ cylinder =50 Số lượng cylinder=5000 Hãy xác định: a Số lượng sector/track, sector có độ lớn 4096byte b Thời gian truy nhập vào địa đĩa cứng biết đầu từ di chuyển qua track 1nano s, thời gian truyền liệu 1500 nano s Giải: a Số lượng track = 50*5000 = 250000 Dung lượng track= (500*10^9) / 250000 = 2000000 byte Số lượng sector/track là: 2000000 / 4096 = 488 b Thời gian dịch chuyển trung bình= ½ ( thời gian từ vị trí đứng đến vị trí ) = ½ thời gian dịch chuyển số track/ đĩa = ½ * 5000* 10^ (-9) s = 2.5* 10^ (-6) s Thời gian tìm kiếm trung bình = ½ thời gian quay vòng đĩa cứng = 1/120 *0.5 =1/240 s Vậy, thời gian truy cập = thời gian dịch chuyển trung bình + thời gian tìm kiếm trung bình + thời gian truyền liệu = 4.17 * 10^ (-3) s Tương tự tập 2: thông số ổ cứng cho sau: Tốc độ quay 9600 vòng/ phút Dung lượng 100TB Số lượng track/ cylinder =100 Số lượng cylinder=4000 Hãy xác định: a Số lượng sector/track, sector có độ lớn 512byte b Thời gian truy nhập vào địa đĩa cứng biết đầu từ di chuyển qua track 10nano s, thời gian truyền liệu 2500 nano s Dạng 3:Đọc thông số CPU(ít thi) - Tốc độ xử lí CPU Ghz Ví dụ: intel r Pentium r dual core E5200(2Mb cache, 2,5 MHz,800 MHz,FSB) Name: intel r Pentium r dual core E5200 Số hiệu E5200 intel đặt để phân biệt dòng vi xử lí hệ Dual core dùng để phân biệt với dòng khác i3, i5, 2M cache: dung lượng nhớ cache( tăng tốc độ xử lí cho chip) Clock speed: 2,5 GHz tốc độ xử lí CPU, tương đương 2,5 triệu phép tính/s FSB: 800MHZ số đo tốc độ lỗi đường giao tiếp CPU broad (khi chọn main CPU bạn phải chọn CPU có bus thấp main broad CPU làm việc tối đa công suất) Package: Socket 775 LGA, loại khe cắm, kiểu chân cắm CPU đặc tính để tương thích vi xử lí main broad Technology: 45nm công nghệ sản xuất chip, 45nm kích thước linh kiện chip Core: nhân Core Voltage: điện áp tiêu thụ CPU 155W: công suất tiêu thụ Dạng 5:Phân chương động, phân chương cố định + Phân chương cố định: Bộ nhớ chia làm n phần dành cho n chương chạy song song Chương trình nạp toàn vào chương tồn kết thúc Nhược điểm: Tổng nhớ tự lớn kích thước chương trình không thực thi phân đoạn Phân lại nhớ khi: kích thước chương trình lớn kích thước max chương kích thước chương trình nhỏ kích thước vật lí + Phân chương động: Hệ điều hành phân phối đủ dung lượng nhớ cho nhu cầu chương trình Chương trình nạp toàn vào chương kết thúc Nhược điểm: Phân mảng nhớ sau thời gian Phân lại nhớ khi: kích thước chương trình nhỏ kích thước nhớ vật lí Dạng 6:Thuật toán lập dịch cho đĩa cứng FCFS: thuật toán dời đến đầu đọc theo thứ tự với thứ tự khối cần đọc ,thuật toán dễ dàng lập trình chưa tốt SSTF: thuật toán di chuyển đầu đọc đến khối cần đọc theo vị trí gần với vị trí hành đầu đọc SCAN: thuật toán di chuyển đầu đọc phía đĩa từ di chuyển qua phía C-SCAN: Tương tự SCAN , khác di chuyển đến hai đầu đĩa , trở đầu đĩa( trình không thực đọc ghi nào) Thuật toán SCAN C-SCAN thích hợp cho hệ thống phải truy xuất liệu lớn, thuật toán lập dịch phụ thuộc vào số khối cần truy xuất số khối cần truy xuất liên tục thuật toán FCFS tốt Ví dụ 1: Đĩa cứng cần phải đọc khối theo thứ tự sau: 70,45,66,100, 4, 33, 19,88, 90, 121, 77,5 Xác định số lượng khối mà đầu đọc phải dịch chuyển qua thực theo giải thuật FCFS, SSTF, 70 Giải: FCFS: 70, 45 , 66 , 100 , , 33 , 19 , 88 , 90 , 121 , 77 , 70 – 45 = 25 66 -45 = 21 100 -66 = 34 100 -4 = 33 - 96 = 29 33 - 19 = 14 88- 19 = 69 90 – 88 = 121 – 90 = 75 121 – 77 = 44 77 - = 72 Tổng số khối cần đọc : 25+ 21+34+ 96+ 29+ 14+ 69+ 2+ 31 + 44+ 72 =437 SSTF: Thứ tự đọc là: 70, 66, 77, 88, 90, 100, 121, 199, 45, 33, 19, 5,4 70 – 66 = 77 -66 = 11 88 – 77 = 11 90 – 88 = 100 – 90 = 10 121 – 100 = 21 121 – 45 = 76 45 – 33 = 12 33 – 19 = 14 19 – = 14 5– = Tổng số khối cần đọc là: +11 + 11+ 2+ 10+ 21+ 76+ 12+14+14+1=176 Ví dụ 2: Đĩa cứng phải đọc khối theo thứ tự sau: 72, 80, 90, 100, 66, 4, 19, 88 , 90, 77, Xác định số lượng khối mà đầu đọc phải dịch chuyển qua thực giải thuật SCAN, C-SCAN.Bắt đầu từ 72 SCAN: Thứ tự đọc là: 72, 66 , 19, 5, ,0 , 77 , 80 , 88 , 90, 90 , 100 72 – 66 = 66 - 19 = 47 19 – = 14 5–4 =1 4–0 =4 77 – = 77 80 – 77 = 88 – 80 = 90 – 88 = 90 – 90 = 100 – 90 = 10 Số lượng khối mà đầu đọc cần dịch chuyền qua là: + 47+ 14+ +4+ 77+ 3+8+2+0+10 = 172 C- SCAN: Thứ tự đọc là: 72,77,80,88,90,90,100,199,0,4,5,19,66 77 – 72 = 80 - 77 = 88 - 80 = 90 - 88 = 100 – 90 = 10 90 - 90 = 199 - 100 = 99 199 - = - =4 - =1 19 - = 14 66 - 19 = 47 Số lượng khối mà đầu đọc cần dịch chuyển là: +3+ 8+2+ 10+0 +99+0+4+1+14+47= 193