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Esercizi sulle architetture. Unità di misura bBit BByte = 8 bit k (kilo)1024 (2 10, circa 10 3 ) M (mega)2 20 (circa 10 6 ) G (giga)2 30 (circa 10 9 )

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Presentazione sul tema: "Esercizi sulle architetture. Unità di misura bBit BByte = 8 bit k (kilo)1024 (2 10, circa 10 3 ) M (mega)2 20 (circa 10 6 ) G (giga)2 30 (circa 10 9 )"— Transcript della presentazione:

1 Esercizi sulle architetture

2 Unità di misura bBit BByte = 8 bit k (kilo)1024 (2 10, circa 10 3 ) M (mega)2 20 (circa 10 6 ) G (giga)2 30 (circa 10 9 ) MIPSMilioni di istruzioni per secondo bpsBit per secondo (b/s) BpsByte per secondo (B/s)

3 Memoria centrale CaratteristicaMemorie RAM Memorie ROM Capacità8-256 MB32 kB -1 MB Bus indirizzi24-32 bit (il minimo è log 2 (capacità)) Ampiezza celle (bus dati) 8-32 bit8-16 bit Tempo di accesso5-50 ns ns

4 Memoria di massa CaratteristicaFloppy diskHard diskCD-ROM Capacità 1,44 MB 100 MB - 50 GB 600 MB Tempo daccesso ms50 ms100 ms Velocità di trasferimento 0,1 MB/s 10 MB/s – 40 MB/s 0,5-5 MB/s Numero facce Numero tracce

5 Relazioni fondamentali Numero di bit = log 2 (valori possibili) Memoria video = pixel X * pixel Y * (# bit per pixel) Numero colori = 2 # bit per pixel Tempo di lettura/scrittura = tempo di accesso + dimensione file / velocità di trasferimento MIPS = MHz (clock) / cicli di clock per istruzione = f / (10 6 * C)

6 Esercizio 0 Quanta memoria video occorre per visualizzare la seguente immagine: 640 pixel su x 480 pixel su y pixel con 256 colori

7 Soluzione #pixel = 640 * 480 = pixel #byte per pixel = (log2 256) = 8 bit/pixel = 1 byte/pixel memoria totale = * 1 = byte 300 Kbyte

8 Esercizio 1 Sia dato un video caratterizzato dai seguenti parametri: pixel asse Y = colori contemporanei memoria video = 2 Mbit. Si indichi quanti sono i pixel sull'asse X.

9 Soluzione Per codificare 16 colori occorrono log 2 16 bit = 4 bit Ovvero ogni pixel è codificato su 4 bit; il numero di pixel totali è dato da : #pixel = 2 Mbit / 4 = 2 * 2 20 / 2 2 = 2 19 pixel Quindi: #pixel su asse X = 2 19 / 2 10 = 2 9 = 512

10 Esercizio 2 Un personal computer è dotato di una scheda grafica in grado di visualizzare immagini della risoluzione di 2048x1536 pixel con colori contemporanei. Si valuti la quantità di memoria necessaria a codificare limmagine ed il tempo necessario a scrivere su un hard disk tale immagine.

11 Soluzione Per codificare colori occorrono log bit = 14 Ogni pixel è codificato su 14 bit #pixel = 2048 * 1536 = 2 11 * 1.5 * 2 10 = 1.5 * 2 21 pixel Memoria Video = 1.5 * 2 21 * 14 = 21 * 2 21 bit = 42 * 2 20 bit = 42 Mbit = 5.25 MByte T copia = t acc (HD) + dimensione / v trasf (HD) = 50 ms MB / (10MB/s)) = s = s

12 Esercizio 3 Si consideri una CPU che impieghi 4 cicli macchina per eseguire ogni istruzione ed una frequenza di clock di 400 MHz. La CPU esegue un programma che deve compiere un accesso in memoria ogni 5 istruzioni. Ipotizzando un tempo di accesso alla memoria di 60 ns, quante istruzioni verranno eseguite in 1 secondo?

13 Soluzione Ogni gruppo di 5 istruzioni comprende un accesso alla memoria. Il tempo necessario ad eseguire 5 istruzioni, seguite da un accesso in memoria è pari a: T 5i+m = 5 T i + T m dove: T i = tempo necessario ad eseguire unistruzione = 4 / (400 * 10 6 ) = 0.01 s = 10 ns T m = tempo necessario a compiere un accesso in memoria = 60 ns

14 Soluzione (cont.) Il tempo necessario a eseguire un gruppo di 5 istruzioni è pari a: T 5i+m = 5 10 ns + 60 ns = 110 ns. In ogni secondo, vengono eseguite un numero di gruppi di 5 istruzioni pari a: 1 s / 110 ns 1/100 * 10 9 = 10 7 ( = ) Il numero di istruzioni eseguite è pari a: = 50 * 10 6 istruzioni = 50 MIPS.

15 Esercizio 4 Sia dato un hard disk della capacità di 1 GB, avente tempo daccesso di 50 ms e velocità di trasferimento di 20 MB/sec. Si vuole ricopiare lintero contenuto di tale disco su un secondo disco identico, montato sullo stesso calcolatore. Sapendo che il trasferimento avviene a blocchi di 512 kB, quanto tempo è necessario a completare la copia?

16 Soluzione Occorre calcolare il tempo per trasferire 1 settore: T settore = t acc (HD 1 ) + dim_settore/v trasf (HD 1 ) + t acc (HD 2 ) + dim_settore/v trasf (HD 2 ) = 2 * (50 ms KB / (20MB/s)) = 2*( ) s = 0.15 s Il disco comprende: 1 GB / 512 kB = 2 30 / (2 9 * 2 10 ) = 2 11 = 2048 settori. Tempo di copia = N settori * T settori = 2048 * 0.15 = 307 s

17 Pacchetti di rete Indirizzo Destinatario Indirizzo Mittente DATI Con- trollo Byte66variabile4 Indirizzo Destinatario Indirizzo Mittente DATI

18 Trasmissione via modem idle bit di start bit di stop { {

19 Collegamenti di rete CaratteristicaModemEthernetFast Ethernet Velocità di trasferimento 19,2kb/s 33,6 kb/s 64kb/s 10 Mb/s100 Mb/s Dati aggiuntivi2-3 bit ogni byte ogni Ritrasmissione0-30%5-10%2-5%

20 Errori e ritrasmissioni Nei collegamenti di rete, spesso i dati non giungono correttamente a destinazione. Le cause possono essere: Disturbi sulle linee, che corrompono alcuni bit Collisioni dovute a più comunicazioni contemporanee. In tali casi, occorre ri-trasmettere i dati.

21 Esercizio 5 Due calcolatori sono collegati mediante una rete di tipo Ethernet a 10 Mbit/s. Si calcoli il tempo necessario a copiare il contenuto di un file di 2 MB dallhard disk del primo calcolatore a quello del secondo calcolatore.

22 Soluzione HD T = T 1 + T 2 + T 3 T2T2 T3T3 T1T1 Rete Ethernet Lettura da HD Scrittura su HD Trasf. di rete

23 Soluzione T 1 = t acc HD + dim_file / v trasf HD T 3 = T 1 T 2 = dati_trasferiti / v trasf RETE Dati_trasferiti = N_pacchetti * dim_pacchetto N_pacchetti = dim_file / dim_area_dati * (1 + %ritrasmissione)

24 Soluzione T 1 = 50 * 10 –3 s + 2MB / 20 MB/s = 15 * 10 –2 s T 3 = 15 * 10 –2 s N pacchetti = 2 * 2 20 / 1000 * (1 + 10/100) 2 21 / 2 10 * 1.1 = 1.1 * 2 11 Dati trasferiti = 1.1 * 2 11 * ( ) 1.1 * 2 11 * 2 10 = 1.1 * 2 21 Byte T 2 = 1.1 * 2 21 B / (10 * 2 20 b/s) = 8.8 * 2 21 / (10 * 2 20 ) = 0.88 * 2 s = 1.76 s T = = 2.06 s


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