免费智能真题库 > 历年试卷 > 程序员 > 2021年下半年 程序员 上午试卷 综合知识
  第10题      
  知识点:   CPU的功能   CPU   并行处理   主要技术指标
  关键词:   CPU   二进制        章/节:   硬件基础知识       

 
()是指CPU一次能并行处理的二进制位数,是CPU主要技术指标之一。
 
 
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  第7题    2014年下半年  
   38%
下列部件中属于CPU中算术逻辑单元的部件是(7) 。
  第7题    2011年上半年  
   65%
寄存器间接寻址是指在(7)中存取操作数。
  第8题    2016年下半年  
   48%
程序计数器(PC)是(8)中的寄存器。
   知识点讲解    
   · CPU的功能    · CPU    · 并行处理    · 主要技术指标
 
       CPU的功能
        CPU的基本功能如下。
        (1)程序控制:CPU通过执行指令来控制程序的执行顺序。
        (2)操作控制:一条指令功能的实现需要若干操作信号来完成,CPU产生每条指令的操作信号并将其送往不同的部件,控制相应部件的操作。
        (3)时序控制:CPU通过时序电路产生的时钟信号进行定时,可以控制各种操作按指定时序进行。
        (4)数据处理:完成对数据的加工处理。
 
       CPU
        CPU即中央处理器,它是计算机系统的核心部分。刚才所列的系统性能评价指标都是围绕CPU的。当然,这些指标的评价结果是建立在CPU与其他系统部件(如内存)的协同工作的基础上的。单就CPU而言,考察它在系统中的工作性能要关注CPU利用率、队列长度、每秒中断次数,等。
 
       并行处理
        本节主要介绍几种多处理机系统。
        (1)超级标量处理机。在超级标量处理机中,配置了多个功能部件和指令译码电路,采取了多条流水线,还有多个寄存器端口和总线,因此可以同时执行多个操作,以并行处理来提高机器速度。它可以同时从存储器中取出几条指令同时送入不同的功能部件。超级标量机的硬件是不能重新安排指令的前后次序的,但可以在编译程序时采取优化的办法对指令的执行次序进行精心安排,把能并行执行的指令搭配起来。
        (2)超级流水线处理机。超级流水线处理机的周期比其他结构的处理机短。与超级标量计算机一样,硬件不能调整指令的执行次序,而由编译程序解决优先问题。
        (3)超长指令字处理机。超长指令字处理机是一种单指令流多操作码多数据的系统结构,编译程序在编译时把这个能并行执行的操作组合在一起,成为一条有多个操作段的超长指令,由这条超长指令控制计算机中多个互相独立的功能部件,每个操作段控制一个功能部件,相当于同时执行多条指令。
        (4)向量处理机。向量处理机是一种具有向量数据表示、并设置有相应的指令和硬件、能对向量的各个元素进行并行处理的计算机。当进行向量运算时,它的性能要比大型机好得多。向量处理机有巨型计算机和向量协处理机(或称为数组处理机)两种类型,巨型计算机能对大量的数据进行浮点运算,同时它还是可以进行标量计算和一般数据处理的通用计算机。向量处理机一般采用流水线工作,当它处理一条数组指令时,对数组中的每个元素执行相同的操作,而且各元素间是互相无关的,因此流水线不会阻塞,能以每个时钟周期送出一个结果的速度运行。为了存储系统能及时提供数据,向量处理器配有一个大容量的、分成多个模块交错工作的主存储器。为了提高运算速度,在向量处理机的运算部件中可采用多个功能部件,例如向量部件、浮点部件、整数运算部件和计算地址用的地址部件。向量协处理机是专门处理浮点和向量运算的数组处理机,它连接到主机总线上。
        (5)多处理机系统。多处理机具有两个或两个以上的处理机,共享I/O子系统,在操作系统统一控制下,通过共享主存或高速通信网络进行通信,协同求解一个个复杂的问题。多处理机通过利用多台处理机进行多任务处理来提高速度,利用系统的重组能力来提高可靠性、适应性和可用性。多处理机结构具有共享存储器和分布存储器两种不同的结构。具有共享存储器的多处理机中,程序员无数据划分的负担,编程容易;系统处理机数目较少,不易扩充。具有分布式存储器的多处理机结构灵活;容易扩充;难以在各个处理单元之间实现复杂数据结构的数据传送;任务动态分配复杂;现有软件可继承性差;需要设计新的并行算法。多处理机系统属于MIMD系统,与SIMD的并行处理机相比,有很大的差别。其根源就在于两者的并行性的层次不同,多处理机要实现的是更高一层的作业任务间的并行。
        (6)大规模并行处理机。并行处理机有时也称为阵列处理机。并行处理机使用按地址访问的随机存储器,以SIMD方式工作。主要用于要求大量高速进行向量矩阵运算的应用领域。并行处理机制并行性来源于资源重复,把大量相同的处理单元通过互联网连接起来,在统一的控制器控制下,对各自分配来的数据并行完成同一条指令所规定的操作。并行处理机有两种基本结构类型:采用分布式存储器的并行处理结构和采用集中式共享存储器的并行处理结构。分布式存储器的并行处理结构中,每一个处理机都有自己局部的存储器,只要控制部件将并行处理的程序分配至各处理机,它们便能并行处理,各自从自己的局部存储器中取得信息。而共享存储多处理结构中的存储器是集中共享的,由于多个处理机共享,在各处理机访问共享存储器时会发生竞争。因此,需采取措施尽可能避免竞争的发生。MPP是由众多的微处理器(从几百到上万)组成的大规模的并行系统。MPP的出现成为计算机领域中一个研发热点,被用作开发万亿次甚至更高速的巨型机的主要结构。MPP可以采用市场上的出售的RISC处理器,所以有很高的性价比。
        (7)对称多处理机。SMP目前也基于RISC微处理器。它与MPP最大的差别在于存储系统。SMP有一个统一共享主存空间,而MPP则是每个微处理器都拥有自己的本地存储器。
        按多处理机之间连接的紧密程度,多机系统可分为紧耦合系统和松耦合系统两种。
        紧耦合系统又称为直接耦合系统,是指各处理机之间通过互连网络共享内存。紧耦合多机系统由P台处理机、m个存储器模块、d个I/O通道和3个互联网络构成。处理机-存储器网络实现处理机与各存储模块的连接。处理机中断信号网络实现多处理机之间的互连。处理机-I/O互联网络实现处理机与外设的连接。每个处理机可自带局部存储器,也可自带Cache。存储器模块可采用流水工作方式。紧耦合多机系统多用于并行作业中的多任务,一般处理机是同构的。例如,SMP属于紧耦合多机系统。
        松耦合系统又称为间接耦合系统,是指各处理机间通过共享I/O子系统、通道或通信线路实现机间通信,不共享内存。松耦合多处理机由P个处理机、1个通道、1个仲裁开关和消息传送系统。构成每个处理机带有一个局部存储器和一组I/O设备。在仲裁开关的通道中有高速通信存储,用来缓冲传送的信息块。松散耦合多处理机较适合粗粒度的并行计算。例如,MPP属于松耦合多机系统。
 
       主要技术指标
        一般来说,认证技术产品的评价指标可以分成三类,即安全功能要求、性能要求和安全保障要求。认证技术产品的主要技术指标如下:
        (1)密码算法支持:认证技术主要依赖于密码技术,因此,认证产品中的密码算法是安全性的重要因素。常见的密码算法类型有DES/3DES、AES、SHA-1、RSA、SM1/SM2/SM3/SM4。
        (2)认证准确性:认证产品的认假率、拒真率。
        (3)用户支持数量:认证产品最大承载的用户数量。
        (4)安全保障级别:认证产品的安全保障措施、安全可靠程度、抵抗攻击能力等。
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第10题    在手机中做本题