免费智能真题库 > 历年试卷 > 信息系统管理工程师 > 2020年下半年 信息系统管理工程师 上午试卷 综合知识
  第2题      
  知识点:   中央处理器   可扩展性   可用性   吞吐量
  关键词:   可用性        章/节:   计算机硬件知识       

 
对于以下种类的计算机,(2)更关注吞吐量可用性可扩展性和能耗等性能。
 
 
  A.  台式机
 
  B.  服务器
 
  C.  嵌入式计算机
 
  D.  个人智能终端
 
 
 

 
  第1题    2009年下半年  
   29%
以下关于CPU的叙述中,错误的是(1)。
  第1题    2013年上半年  
   23%
CPU主要包括(1)。
  第1题    2018年上半年  
   37%
中央处理器(CPU)中的控制器部分不包含( )。
   知识点讲解    
   · 中央处理器    · 可扩展性    · 可用性    · 吞吐量
 
       中央处理器
               运算器
               运算器是计算机中用于信息加工的部件。它能对数据进行算术逻辑运算。算术运算按算术规则进行运算,如加、减、乘、除及它们的复合运算。逻辑运算一般泛指非算术性运算,例如:比较、移位、逻辑加、逻辑乘、逻辑取反及“异或”操作等。
               运算器通常由算术逻辑运算部件(ALU)和一些寄存器组成。如下图所示是一个最简单的运算器示意图。ALU是具体完成算术逻辑运算的部件。寄存器主要用于存放操作数、结果及操作数地址。累加器除了存放参加运算的操作数外,在连续运算中,还用于存放中间结果和最终结果。寄存器的数据一般是从存储器中取得,累加器的最后结果也应存放到存储器中。现代计算机的运算器中用多个寄存器,如8个、16个、32个或者更多,构成一个通用寄存器组,以减少访问存储器的次数,提高运算器的速度。
               
               运算器简单示意图
               控制器
               控制器是指挥、协调计算机各大部件工作的指挥中心。控制器工作的实质就是解释、执行指令。它每次从存储器中取出一条指令,经分析译码,产生一串微操作命令,发向各个执行部件并控制各部件,使整个计算机连续地、有条不紊地工作。
               为了使计算机能够正确执行指令,CPU必须能够按正确的时序产生操作控制信号,这是控制器的主要任务。
               如下图所示,控制器主要由下列部分组成。
               
               控制器组成图
               (1)程序计数器(PC)。又称指令计数器或指令指针(IP),在某些类型的计算机中用来存放正在执行的指令地址;在大多数机器中则存放要执行的下一条指令的地址。指令地址的形成有两种可能:一是顺序执行的情况,每执行一条指令,程序计数器加“1”以形成下条指令的地址。该加“1”计数的功能,有的机器是PC本身具有的,也有的机器是借用运算器完成的;二是在某些条件下,需要改变程序执行的顺序,这常由转移类指令形成转移地址送到PC中,作为下条指令的地址。
               (2)指令寄存器(IR)。用以存放现行指令,以便在整个指令执行过程中,实现一条指令的全部功能控制。
               (3)指令译码器。又称操作码译码器,它对指令寄存器中的操作码部分进行分析解释,产生相应的控制信号提供给操作控制信号形成部件。
               (4)脉冲源及启停控制线路。脉冲源产生一定频率的脉冲信号作为整个机器的时钟脉冲,是周期、节拍和工作脉冲的基准信号。启停线路则是在需要的时候保证可靠地开放或封锁时钟脉冲,控制时序信号的发生与停止,实现对机器的启动与停机。
               (5)时序信号产生部件。以时钟脉冲为基础,产生不同指令相对应的周期、节拍、工作脉冲等时序信号,以实现机器指令执行过程的时序控制。
               (6)操作控制信号形成部件。综合时序信号、指令译码信息、被控功能部件反馈的状态条件信号等,形成不同指令所需要的操作控制信号序列。
               (7)中断机构。实现对异常情况和某些外来请求的处理。
               (8)总线控制逻辑。实现对总线信息传输的控制。
 
       可扩展性
        该指标主要评价入侵检测系统是否易于配置修改和安装部署的能力,以适应新的攻击技术方法不断出现和系统环境的变迁需求。
 
       可用性
        可用性(Availability)是指合法许可的用户能够及时获取网络信息或服务的特性。例如,网站能够给用户提供正常的网页访问服务,防止拒绝服务攻击。可用性是常受关注的网络信息系统CIA三性之一,其中A代表可用性(Availability)。对于国家关键信息基础设施而言,可用性至关重要,如电力信息系统、电信信息系统等,要求保持业务连续性运行,尽可能避免中断服务。
 
       吞吐量
        吞吐量就是在给定的时间内,系统的吞入能力与吐出能力是多少。这里的“系统”可以是整个计算机系统,也可以是某个设备。例如,计算机的吞吐量是指流入、处理和流出系统的信息速率,它取决于信息能够多快地输入内存,CPU能够多快地取指令,数据能够多快地从内存取出或存入,以及所得结果能够多快地从内存送给一台外围设备。这些步骤中的每一步都关系到内存,因此,计算机的吞吐量主要取决于内存的存取周期。
        在实际应用中,用户所关心的往往不是计算机硬件系统的吞吐量,而是整个计算机系统(包括硬件和软件)的吞吐量。从系统角度来看,吞吐量是指单位时间内系统所能完成的任务数量。显然,若一个给定系统持续地收到用户提交的任务请求,则系统的响应时间将对作业吞吐量造成一定影响。若每个任务的响应时间越短,则系统的空闲资源越多,整个系统在单位时间内完成的任务量将越大;反之,若响应时间越长,则系统的空闲资源越少,整个系统在单位时间内完成的任务量将越少。
        从现实的请求与服务来看,一般都服从M/M/1排队模型。M/M/1排队模型是指顾客到达时间间隔服从指数分布,则顾客到达过程为泊松分布,接受完服务的顾客和到达的顾客相互独立,服务时间分布为指数分布。且顾客的到达和服务都是随机的,服务台为一个,排队空间无限。
        下面是性能计算中的两个公式:
        
        例如,假设某计算机系统的用户在1秒钟内发出40个服务请求,这些请求(为M/M/1队列)的时间间隔按指数分布,系统平均服务时间为20ms。则该系统的吞吐量为1000/20=50(1s=1000ms),系统的平均利用率为40/50=0.8,系统的平均响应时间为20ms/(1-0.8)=100ms。
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第2题    在手机中做本题