МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ

РАДИОТЕХНИКИ. ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Факультет ВАВТ

Кафедра ВТ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ПО КУРСУ:

Периферийные устройства

Вариант № 3

СТУДЕНТЫ: Купцов Г.Г.

Ухачева В.

ГРУППА: ВТ-2-99

Москва 2004

Цель работы : Исследование комплекса характеристик производительности и стоимости компьютера, имеющего иерархическую структуру памяти, включающую кэш память, основную память и внешнюю ЗУ. В процессе исследования учитываются параметры выполняемой компьютером задачи.

Число независимых переменных n 19

Параметр k 80

Стоимость вычислений p 200

1) Используя первый раздел меню "Оценка характеристик задачи" провести оценку длительности выполнения программы, определяемую числом циклов выполнения команд программы

Сложность алгоритма обработки данных объема N=10*n

Оценка сложности – низкая сложность – используются обычные переменные

Результат: Длительность выполнения программы в циклах 18530

2) Используя второй раздел меню "Расчет характеристик процессора" исследовать изменение характеристик быстродействия (рабочей частоты процессора), надежности (времени наработки на отказ) и стоимости процессора в зависимости от используемых в нем логических БИС (вспомнить результаты работы N1). Выбрать наиболее дешевый процессор из исследованных вариантов и использовать его в последующих расчетах вычислительной системы.

КМОП логика, БКД=0,5 деф./см², МЛР=1,1 мкм, S крист.=1см²,

V процессора=170 тыс. ЛЭ

3) Используя третий раздел меню "Расчет характеристик памяти" задать объем оперативной памяти 32 Мбайта (8М*32разряда) и время выборки 70нс, а затем подобрать микросхему памяти определенной емкости для создания:

а) ЗУ максимальной надежности,

б) ЗУ минимальной стоимости.

Для дальнейших расчетов использовать вариант ЗУ с минимальной стоимостью.

Микросхема памяти ЗУ 64 Мбит максимально надежная при времени наработки на отказ ЗУ= 84235 часов

Микросхема памяти ЗУ 16 Мбит имеет минимальную стоимость равной 712 у.е.

4) Используя четвертый раздел меню "Расчет характеристик компьютера" оценить влияние на длительность выполнения задания, производительность и стоимость ВС и стоимость вычислений изменения характеристик кэш-памяти. Объем кэш-памяти изменять в интервале 0 - 32 Кбайт (0, 4, 8, 16, 32К), время выборки кэш-памяти в интервале от 10 до 30 нс (10, 20, 30 ). Считать, что программа не использует ВЗУ (отвечать n-нет на запрос). Результаты исследования свести в две таблицы. Изменяя емкость кэш-памяти при времени выборки для нее 20 нс найти вариант вычислительной системы (ВС) с минимальной стоимостью вычислений.

Длительность цикла процессора 11 нс

Длительность цикла обращения к ОП 105 нс

Объем основной ОП 32 Мбайт

При времени выработки 20 нс с емкостью кэш-памяти 32 Кбайт минимальная стоимость вычислений = 66 у.е./MIPS

При увеличении объема КЭШ памяти сокращается длительность выполнения задания и увеличивается производительность компьютера

5) Оценить влияние на длительность выполнения задания, производительность и стоимость ВС длительности цикла обращения к ВЗУ и числа обращений при выполнении задания. Изменять число обращений от 1 до 6 при длительности цикла обращения 15 и 20 мс. Результаты свести в две таблицы.

Объем кэш-памяти 32 Кбайт

Время выборки кэш-памяти 20 нс

Объем ВЗУ 500 Мбайт

Длительность выполнения задания возрастает, при этом падает производительность компьютера и возрастает стоимость вычислений при увеличении числа обращений к ВЗУ. Чем больше длительность цикла обращений, тем больше длительность выполнения задания и меньше производительность компьютера, и больше стоимость вычислений.

6) Используя возможности программы синтезировать вариант компьютера (выбрать процессор, микросхему памяти, кэш), обеспечивающего выполнение задания, сложность которого описывается выражением k*n**2.

По заданию: 80*n**2, где n=19