Файл: Отчет по заданию 1 По дисциплине Архитектура и организация компьютерных систем.doc
Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 78
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
IBM STRETCH (1961): расслоение памяти, опережающий просмотр вперед. В 1956 году был подписан контракт между IBM и Лос-Аламосской научной лабораторией на разработку компьютера STRETCH, у которого имелось бы две принципиально важные особенности: расслоение памяти на два банка для согласования низкой скорости выборки из памяти и скорости
выполнения операций, опережающий просмотр вперед для выборки команд.
ATLAS (1963): конвейер команд. В машине ATLAS, разработанной в Манчестерском университете, был впервые выполнен конвейерный принцип выполнения команд. Выполнение команд заключалось в операнда, выборка 4 стадиях: выборка команды, вычисление адреса операнда и выполнение операции. В результате конвейеризации время выполнения команд сократилось 6 мкс до 1,6 мкс. ATLAS оказал неизгладимое влияние на архитектуру ЭВМ, и на само программное обеспечение: мультипрограммная ОС, в нем впервые была использована мультипрограммная ОС, которая основывалась на использована виртуальной памяти и системы прерываний.
CDC 6600 (1964): независимые функциональные устройства. Фирма Control Data Corporation (CDC) совместно с ее основателем, Сеймуром Р. Крэем (Seymour R.Cray) выпустила компьютер CDC-6600, являющийся первым компьютером, который задействовал сразу несколько независимых функциональных устройств. Машина пользовалась огромным успехом на научном уровне и активно вытесняла машины фирмы IBM.
CDC 7600 (1969): конвейерные независимые функциональные устройства. CDC выпускает компьютер CDC-7600, имеющий восемь независимых конвейерных функциональных устройств — конвейерной обработки.
ILLIAC IV (1974): матричные процессоры. Проект: 256 процессорных элементов (ПЭ) = 4 квадранта по 64 ПЭ,
возможность реконфигурации: 2 квадранта по 128 ПЭ или 1 квадрант из 256 ПЭ, такт 40 нс, производительность — 1 Г флоп; Работа началась в 1967 году, и к концу 1971 г. была изготовлена система из 1 квадранта, в 1974 г. она была введена в эксплуатацию; доводка велась о 1975 г; Центральная часть: устройство управления (УУ) + матрица из 64 ПЭ; УУ — это простая ЭВМ, обладающая небольшой производительностью, управляющая матрицей ПЭ; все ПЭ матрицы работали в синхронном режиме, в каждый момент времени выполнялась одна и та же команда, поступившая от УУ; ПЭ имел собственное АЛУ с полным набором команд, ОП — цикл памяти — 350 нс, каждый ПЭ имел непосредственный доступ только к своей ОП;
Сеть пересылки данных: двумерный тор со сдвигом на 1 по границе по горизонтали. CRAY 1 (1976): векторно-конвейерные процессоры. В 1972 г. С. Крэй покидает CDC и основывает свою компанию Cray Research, которая в 1976 г. выпускает первый векторно-конвейерный компьютер CRAY-1 со следующими характеристиками: оперативная память до 1 Мслова (слово — 64 разряда), цикл памяти — 50 нс, время такта — 12,5 нс, 12 конвейерных функциональных устройств, пиковая производительность — 160 млн операций/сек. Главное новшество заключалось во внедрении векторных команд, которые работали с целыми массивами независимых данных и позволяли эффективно использовать конвейерные функциональные устройства.
5. Пиковая и реальная производительность
Пиковая производительность – суммарная производительность всего
оборудования какого-либо устройства.
Реальная производительность – производительность, которая реально
достигнута при выполнении какой-либо работы.
Часто для количественной оценки быстродействия компьютера используют показатель, называемый "количество операций в секунду". Здесь под операциями понимаются так называемые "короткие операции" – простейшие арифметические операции типа сложения содержимого двух регистров (регистры – это внутренние ячейки памяти процессора). Применительно к современным компьютерам используют следующие измерители быстродействия: MIPS (миллион операций в секунду), GIPS (миллиард операций в секунду), MFLOPS (миллион операций над числами с плавающей запятой),GFLOPS (миллиард операций над числами с плавающей запятой). У современных супер-компьютеров производительность оценивается в TFLOPS (триллионы операций над числами с плавающей запятой).
Современные методики оценки производительности компьютеров основываются на использовании специальных программ- тестов (benchmark). Существуют низкоуровневые и прикладные тесты. Низкоуровневые тесты характеризуют быстродействие отдельных устройств компьютера: процессора, видеоподсистемы, жёсткого диска, оперативной памяти. Прикладные тесты оценивают общую производительность компьютера, при этом решаются задачи различных типов (смесь задач): обработка текстовой информации, табличной информации и баз данных, инженерные и научные расчёты, обработка графической информации, компиляция и компановка программ. По результатам решения каждой задачи проставляются оценочные баллы (тестовые индексы). Суммируя тестовые индексы, по результатам испытаний определяют обобщённый индекс производительности. Чем выше этот индекс, тем выше производительность компьютера.
Одним из известнейших разработчиков тестирующих программ является компания Ziff-Davis Labs. Среди её продуктов - популярные тесты для настольных компьютерных систем, работающих под управлением операционной системы Windows: Winstone (оценка общей производительности компьютера), Winbench (низкоуровневый тест основных подсистем компьютера, включающийCPU mark32- тест для микропроцесора). Эта же фирма предлагает низкоуровневый тест 3D WinBench для тестирования видеоадаптеров и некоторые другие. Перечисленные тесты можно переписать с web-сайта www.zdbop.com. В числе других известных тестов можно назвать iCOMP Index фирмы Intel, предназначенный для оценки производительности микропроцессоров. Этот комплексный тест включает проверку микропроцессора на выполнение 32-разрядных целочисленных операций, операций над числами с плавающей запятой и мультимедийных операций (обработка звука, изображений, видео и трёхмерной графики). Для оценки производительности микропроцессоров в мультимедийных приложениях также применяют тест Intel Media Benchmark, тест 3D Mark, утилиты по перекодированию видеофайлов с фиксированием времени, затраченного на обработку файла какого-нибудь стандартного размера.
Производительность в типичных офисных приложениях может определяться тестом Sysmark 2004 Office. Для оценки общей производительности компьютера применяют тест SPEC 2000, разработанный фирмой Standard Performance Evaluation Corp. (SPEC). Этот тест состоит из двух смесей тестов: для целочисленных вычислений- SPECint2000 и для чисел с плавающей запятой-SPECfp2000.