假设CPU执行某段程序时,共访问Cache命中1000次,访问主存20次。已知Cache的存取周期是20ns,主存的存取周期为100ns。则Cache-主存系统的命中效率和平均访问时间分别为
A.0.9804, 92.73%,21.568ns
B.0.9800, 92.73%,21.568ns
C.0.9800, 92.73%,21.600ns
D.0.9800, 92.59%,21.600ns
A.0.9804, 92.73%,21.568ns
B.0.9800, 92.73%,21.568ns
C.0.9800, 92.73%,21.600ns
D.0.9800, 92.59%,21.600ns
第1题
(1)采用独占式查询方式,每次处理一个字节,一次状态查询需要60个时钟周期;
(2)采用中断I/O方式,外设每准备好一个字节发送一次中断请求。每次中断请求需要2个时钟周期,中断服务程序的执行需要1200个时钟周期;
(3)采用周期挪用的DMA方式,每挪用一次主存周期处理一个字节,一次DMA传送完成1000字节数据的传输,DMA初始化和后处理的总时间为2000个时钟周期,CPU和DMA没有访存冲突。
(4)如将外设的速度提高到5MBps,则上述三种方式中,哪些不可行,为什么?对于可行的I/O方式,计算机CPU花费在I/O操作上的时间占CPU时间的百分比。
第2题
第3题
A.850
B.858
C.923
D.842
第4题
A.1500us、1000us
B.1550us、1100us
C.1550us、1550us
D.2000us、2000us
第5题
(1)程序查询方式。一个轮流查询操作需要100个时钟周期(包括传送一个字的时间)。
(2)中断方式。每次中断处理(包括传送一个字)需要100个时钟周期。
(3)DMA方式。DMA的启动操作需要1000个时钟周期.传送完成后处理中断需要500个时钟周期,一次传送数据的长度为4KB,假设磁盘和主存直接传送数据,传送时不占用CPU时间。
第6题
【问题1】(8 分) (1)CPU 系统能够支持的最大 IOPS 是多少? (2)主存能够支持的最大 IOPS 是多少? (3)I/O 总线能够支持的最大 IOPS 是多少? (4)每个 Ultra3 SCSI 总线能够支持的最大 IOPS 是多少? 【问题2】(7分) I/O 链中最后一个连接是磁盘本身。 (1)平均每次磁盘的 I/O 时间是多少(精确到 0.1ms)? (2)操作每个磁盘的最大 IOPS 是多少? (3)采用大小两种规格的磁盘,磁盘能够提供的最大 IOPS 分别是多少? 【问题3】(10分) (1)采用大小两种规格的磁盘以组织存储系统,分别需要几个驱动器盒和几条SCSI 连接线? (2)系统 I/O 性能的瓶颈是由哪个部件决定的? (3)两种组织方式的总成本分别是多少(精确到 0.1 元)? (4)两种组织方式的每个 IOPS 的成本分别是多少(精确到 0.1 元)? (5)哪种方式的性价比高?
第7题
拟建设的某事务处理系统数据交换非常频繁。经过初步分析,存储子系统的I/O性能决定了整个系统的响应时间。目前主流磁盘的容量为40GB和80GB两种规格。采用不同规格的磁盘,存储子系统的I/O性能会有很大的不同,同时也产生不一样的成本。评价使用小容量或大容量磁盘每秒每个I/O操作的成本,对于选择恰当的设计方案意义重大。
经过调研,该项目的系统分析师小刘得到了以下与存储子系统有关的部件的性能和成本说明:
(1)CPU系统,成本是20000元,处理能力是2500MIPS。
(2)主存的带宽是16字节,访问周期是10ns。
(3)1000MB/s的I/O总线,可连接20个Ultra3 SCSI总线和控制器。
(4)Ultral3 SCSI总线,成本是500元,传输速度是160MB/s,每条总线最多可以支持15个磁盘,执行一个磁盘I/O操作平均增加0.3ms的开销。
(5)每个磁盘I/O操作需要使用50000条CPU指令。
(6)安装磁盘的驱动器盒,成本是每个驱动器盒1500元。为磁盘提供电力和降温,每个驱动器盒配置一条SCSI连接线,可以安放80GB磁盘8个或者40GB的磁盘12个。
(7)无论是大容量磁盘还是小容量磁盘,成本都是10元/GB,转速都是15 000RPM (每分钟15 000转),平均寻道时间是5ms,传输速率是40MB/s。
为了进一步进行定量评估,小刘假设磁盘存储容量必须是1920GB(大、小两种规格的磁盘不能混用),每次I/O的平均数据量是32KB,每次磁盘I/O操作时间=平均寻道时间+平均旋转延迟+传输时间,所有磁盘负载都是均衡的,而且所有设备的能力都可以得到100%的发挥。
说明:用IOPS表示每秒执行的I/O数量。
(1)CPU系统能够支持的最大IOPS是多少?
(2)主存能够支持的最大IOPS是多少?
(3)I/O总线能够支持的最大IOPS是多少?
(4)每个Ultra3 SCSI总线能够支持的最大IOPS是多少?
第8题
阅读以下关于 I/O 系统处理能力评估的说明,在答题纸上回答问题 1 至问题 3。 拟建设的某事务处理系统数据交换非常频繁。经过初步分析,存储子系统的 I/O性能决定了整个系统的响应时间。目前主流磁盘的容量为 40GB 和 80GB 两种规格。采用不同规格的磁盘,存储子系统的 I/O性能会有很大的不同,同时也产生不一样的成本。评价使用小容量或大容量磁盘每秒每个 I/O操作的成本,对于选择恰当的设计方案意义重大。
经过调研,该项目的系统分析师小刘得到了以下与存储子系统有关的部件的性能和成本说明:
(1)CPU系统,成本是 20000 元,处理能力是 2500MIPS。
(2)主存的带宽是 16 字节,访问周期是 10ns。
(3)1000MB/s 的 I/O总线,可连接 20 个 Ultra3 SCSI 总线和控制器。
(4)Ultral3 SCSI总线,成本是 500元,传输速度是 160MB/s,每条总线最多可以支持 15 个磁盘,执行一个磁盘 I/O操作平均增加 0.3ms 的开销。
(5)每个磁盘 I/O操作需要使用 50000 条 CPU指令。
(6)安装磁盘的驱动器盒,成本是每个驱动器盒 1500 元。为磁盘提供电力和降温,每个驱动器盒配置一条SCSI连接线, 可以安放80GB磁盘8个或者40GB的磁盘12个。
(7)无论是大容量磁盘还是小容量磁盘,成本都是 10 元/GB,转速都是 15000RPM(每分钟 15000 转) ,平均寻道时间是 5ms,传输速率是 40MB/s。 为了进一步进行定量评估,小刘假设磁盘存储容量必须是 1920GB(大、小两种规格的磁盘不能混用) ,每次 I/O 的平均数据量是 32KB,每次磁盘 I/O 操作时间=平均寻道时间+平均旋转延迟+传输时间,所有磁盘负载都是均衡的,而且所有设备的能力都可以得到 100%的发挥。 说明:用 IOPS 表示每秒执行的 I/O数量。
【问题 1】 (8 分)
(1) CPU系统能够支持的最大 IOPS 是多少?
(2) 主存能够支持的最大 IOPS 是多少?
(3) I/O总线能够支持的最大 IOPS 是多少?
(4) 每个 Ultra3 SCSI 总线能够支持的最大 IOPS 是多少?
【问题 2】 (7 分)
I/O链中最后一个连接是磁盘本身。
(1) 平均每次磁盘的 I/O时间是多少(精确到 0.1ms)?
(2) 操作每个磁盘的最大 IOPS 是多少?
(3) 采用大小两种规格的磁盘,磁盘能够提供的最大 IOPS 分别是多少?
【问题 3】 (10 分)
(1) 采用大小两种规格的磁盘以组织存储系统,分别需要几个驱动器盒和几条
SCSI 连接线?
(2) 系统 I/O性能的瓶颈是由哪个部件决定的?
(3) 两种组织方式的总成本分别是多少(精确到 0.1 元)?
(4) 两种组织方式的每个 IOPS 的成本分别是多少(精确到 0.1 元)?
(5) 哪种方式的性价比高?
第9题
A、随机存储器(RAM)是与CPU直接交换数据的内部存储器,也叫主存(内存)。
B、虚拟内存是在RAM中划出的一块区域,以增大内存的容量。
C、虚拟内存的访问速度与物理内存一样快。
D、1MB内存通常是指1000*1000字节大小的内存。
第10题
阅读下列说明,回答问题1至问题3,将解答填入答题纸的对应栏内。
【说明】
某软件公司为某银行设计开发了一套网上银行系统,该系统提供基本的支付、查询、转账和信息修改等功能。银行对网上银行系统提出了初步的性能指标:
(1) 交易响应时间不超过2s
(2) 并发用户数>=1000
(3) CPU利用率不超过80%
(4) 系统需要7*24小时不间断的稳定运行
(5) 每秒事务数为7
(6) 交易成功率为100%
现需要对该软件进行性能测试。
【问题1】(4分)
常见的性能测试包括负载测试、压力测试、并发性能测试、疲劳强度测试和大数据量测试等。针对题目中所述的6个性能指标,并发性能测试和疲劳强度测试所涉及的指标各有哪些?
【问题2】(6分)
性能测试中,针对一个单独的性能指标,往往需要采用多种不同的测试方法。该软件公司需要测试性能指标(1)和(5),设计了如下的测试方案:
测试常规情况下的并发用户数,逐步增加并发用户数,分别测试:
1. 在响应时间为2s时,系统所能承受的最大并发访问用户的数量;
2. 系统在多大的并发访问用户数量下,响应时间不可接受(例如超过2s)。
请指出这两项测试分别属于哪种类型的测试,并分别解释这两种测试类型的基本概念。
【问题3】(5分)
在测试性能指标(5)时,该软件公司在客户端模拟大量并发用户来执行业务操作,统计平均的每秒事务数。该软件公司认为客户端接收响应信息与该性能指标的测试无关,因此在模拟客户端上发起正常业务申请,接收系统响应后直接丢弃响应信息,没有进行功能校验。请说明该软件公司的做法正确与否,并简要说明原因以及执行功能校验的副作用。
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