在计算机中采用多个CPU(多核)的技术也称为"并行处理",其目的

题目

在计算机中采用多个CPU(多核)的技术也称为"并行处理",其目的是为了提高计算机的处理速度。()

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相似问题和答案

第1题:

微型计算机中,____和____合称为中央处理单元(CPU).


正确答案:
运算器  控制器

第2题:

在计算机中,数据输入输出的控制方式有多种,“中断”方式的优点不包括(2)。

A.I/O与CPU并行处理

B.并行处理多种I/O

C.实时响应突发事件

D.批量传送数据


正确答案:D
解析:计算机中设备管理的目标主要是如何提高设备的利用率,为用户提供方便统一的界面。提高设备的利用率,就是提高CPU与I/O设备之间的并行操作程度,主要技术有中断技术、DMA技术、通道技术和缓冲技术。计算机中数据输入输出的控制方式有多种,其中“中断”方式的优点不包括批量传送数据。

第3题:

下列关于操作系统任务管理的说法,正确的是().

A、进程管理的主要目的是提高CPU的使用效率

B、“分时”是指将CPU时间划分成时间片,轮流为多个用户程序服务

C、并行处理操作系统可以让多个CPU同时工作,提高计算机系统的效率

D、分时和并行处理都要求计算机必须有多个CPU


正确答案:ABC

第4题:

以下关于多核处理器的说法中,不正确的是( )。

A.采用多核处理器可以降低计算机系统的功耗和体积
B.SMP、BMP和MP 是多核处理器系统通常采用的三种结构,釆用哪种结构与应用场景相关,无须考虑硬件的组成差县
C.在多核处理器中,计算机可以同执行多个进程,而操作系统中的多个线程也可以并行执行
D.多核处理器是将两个或更多的独立处理器封装在一起,集成在一个电路中

答案:B
解析:
多核处理器,是将多个独立CPU封装在一起,集成在一个电路里。多核处理器有三种运行模式,如下表

每一个模式适合于解决某方面的特定问题,而且对操作系统的要求也各不相同,采用哪种模式,需要考虑硬件的差异情况。

第5题:

A、将CPU时间划分成许多小片,轮流为多个程序服务,这些小片称为“时间片”

B、由于CPU是计算机系统中最宝贵的硬件资源,为了提高CPU的利用率,一般采用多任务处理

C、正在CPU中运行的程序称为前台任务,处于等待状态的任务称为后台任务

D、在单CPU环境下,多个程序在计算机中同时运行时,意味着它们宏观上同时运行,微观上由CPU轮流执行


正确答案:C

第6题:

阅读以下嵌入式多核程序设计技术方面的叙述,回答问题1至问题3。

甲公司承担了一项为宇航系统配套生产高性能嵌入式计算机系统的任务,用户要求该系统要具有高速并发处理能力、低功耗、高可靠性,并可以有效地防止系统故障的蔓延。根据用户对本项目的要求,甲公司成立了软/硬件两个项目组,总体设计由硬件组承担,负责高性能嵌入式计算机系统体系结构设计,软件组负责确定软件的技术需求和应用软件开发平台的软件设计工作。

在处理器选型方面,硬件组王工与软件组张工在讨论采用哪种CPU体系结构方面发生争议。目前,流行的处理器结构包括了单核结构、多处理器结构、超线程结构、多核结构、共享Cache的多核结构和超线程技术的多核结构六种,如下图所示。

王工提出,根据用户要求,本嵌入式系统应具有高速并行处理能力,采用多处理器结构比较适合,主要理由是多处理器结构设计简单、可支持多个进程在不同处理器上并发处理;而张工提出,必须分清“多处理器结构”与“多核结构”的优点和缺点,多处理器结构虽然支持多进程的并发处理,但没有直接实现多线程并发执行;多核结构可以直接实现多线程并发执行。要提高应用的并行性就必须利用多个硬件资源的并行工作,建议采用超线程技术的多核结构的处理器。请填写下图(f)中的(1)~(8),并用300字以内的文字对上述六种处理器结构的工作原理进行简要描述。


正确答案:第一问 第二问 (1) 单核结构:计算机中仅有一个物理处理器不支持应用软件的并行执行因为在任何时间点上CPU都只能执行一个指令流。 (2) 多处理器结构:支持真正意义上的并行执行因为多个线程或进程能够在多个处理器上同时执行。 (3) 超线程结构(SMT):实际上计算机中只有一个实际的物理处理器但从软件角度来看存在多个逻辑处理器支持操作系统和应用程序将多个线程调度到多个逻辑处理器上就像多处理器系统一样。从微体系结构的角度看逻辑处理器的指令是固定的并且在共享的执行资源上同时执行。 (4) 多核结构:采用单芯片多处理器(CMP)的设计此种结构不是重用单个处理器中某些处理器资源而是在单个处理器芯片内实现两个或更多的“执行核”。这些执行核都是相互独立的处理器并具有自己的执行集合以及体系结构资源。 (5) 共享Cache的多核结构:与多核结构工作方式相一致主要差别在于设计时将这些执行核设计成可共享片上的Cache。 (6) 采用超线程技术的多核结构:主要是将多核结构与超线程结构相结合从而将逻辑处理器的数量增加到执行核的两倍。
第一问 第二问 (1) 单核结构:计算机中仅有一个物理处理器,不支持应用软件的并行执行,因为在任何时间点上,CPU都只能执行一个指令流。 (2) 多处理器结构:支持真正意义上的并行执行,因为多个线程或进程能够在多个处理器上同时执行。 (3) 超线程结构(SMT):实际上计算机中只有一个实际的物理处理器,但从软件角度来看,存在多个逻辑处理器,支持操作系统和应用程序将多个线程调度到多个逻辑处理器上,就像多处理器系统一样。从微体系结构的角度看,逻辑处理器的指令是固定的,并且在共享的执行资源上同时执行。 (4) 多核结构:采用单芯片多处理器(CMP)的设计,此种结构不是重用单个处理器中某些处理器资源,而是在单个处理器芯片内实现两个或更多的“执行核”。这些执行核都是相互独立的处理器,并具有自己的执行集合以及体系结构资源。 (5) 共享Cache的多核结构:与多核结构工作方式相一致,主要差别在于设计时将这些执行核设计成可共享片上的Cache。 (6) 采用超线程技术的多核结构:主要是将多核结构与超线程结构相结合,从而将逻辑处理器的数量增加到执行核的两倍。 解析:从题意可以看出,本题涉及嵌入式软硬件设计问题,主要考查应试者能否正确地根据用户需求,理解技术要求,针对宇航系统配套生产高性能嵌入式计算机系统的任务,确定软件的技术需求和应用软件开发平台选择。本题主要考核考生以下实时系统基本技术知识。
(1)因为嵌入式实时系统与实际应用要求结合性很高,为了满足系统总的要求,在嵌入式计算机系统体系结构设计时,应充分考虑实际应用对硬件平台的配置和系统的实际技术要求。由于本题用户要求该系统要具有高速并发处理能力、低功耗、高可靠性,因此考查如何选择处理器的结构以及对处理机不同结构特性了解的程度。
(2)软件并发是一种能够有效解决资源同时共享问题的方法。软件并发具有非常重要的作用和意义,主要体现在:并发能够让系统资源得到最有效的利用。但是由于采用了多线程技术实现应用程序的并发操作,将存在同步、通信、负载均衡和可伸缩性方面的问题。本题要求考生了解并行程序设计的基础知识。
(3)本题给出为了防止系统故障的蔓延,在超线程技术的多核结构需要选择一种嵌入式操作系统作为本高性能嵌入式计算机系统的运行环境,才能满足用户对系统的要求,考生从题中应可以看出,操作系统应该是实时性强、可靠性高、支持多核结构和高速缓存管理。只有这样才能增强系统的性能。
[问题1] 本问题主要考查考生对处理器的结构及多线程的理解能力,分清“多处理器结构”与“多核结构”的优点和缺点。
超线程技术实际上只有一个实际的物理处理器,但是从软件的角度来看,存在多个逻辑处理器。超线程技术支持操作系统和应用程序将多个线程调度到多个逻辑处理器上,就像多处理器系统一样。从微体系结构的角度看,逻辑处理器的指令都是固定的,并且在共享的执行资源上同时执行。也就是说,多个线程能够在多个逻辑处理器间进行调度,但是由于执行资源是这些逻辑处理器共享的,因此微体系结构必须决定两个线程如何以及何时切换执行。当一个线程被挂起的时候,另一个线程就会继续执行。能够导致线程挂起的因素包括处理Cache失效以及分支预测失败。
在同时多线程技术之后就出现了多核处理器。多核处理器采用单芯片多处理器(Chip Multiprocessor,CMP)的设计。随着生产工艺与制造技术上的进步,处理器厂商在设计多核处理器时,不是重用单个处理器中的某些处理器资源,而是在单个处理器芯片内实现两个或者更多的“执行核”。这些执行核都是相互独立的处理器,只是位于同一块芯片上而已。这些执行核都具有自己的执行集合以及体系结构资源。如下图所示。

如果考生能充分理解此题,问题1的第二问将会迎刃而解。

第7题:

A、处理器管理的主要目的是提高CPU的使用效率

B、多任务处理是指将CPU时间划分成时间片,轮流为多个任务服务

C、并行处理操作系统可以让多个CPU同时工作,提高计算机系统的效率

D、多任务处理都要求计算机使用多核CPU


正确答案:D

第8题:

● 在计算机中,数据输入输出的控制方式有多种, “中断”方式的优点不包括 (2) 。

(2)

A. I/O与 CPU并行处理

B. 并行处理多种 I/O

C. 实时响应突发事件

D. 批量传送数据


正确答案:D

第9题:

多个CPU各CPU之间共享内存和总线的技术称为()技术。

A.NUMA

B.EMP

C.SMP

D.ISC


参考答案:C

第10题:

在现代操作系统中采用缓冲技术的主要目的是()

  • A、改善用户编程环境
  • B、提高CPU的处理速度
  • C、提高CPU和设备之间的并行程度
  • D、实现与设备无关性

正确答案:C

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