Читать «Архитектура компьютера» онлайн - страница 139

4. Предположим, что вы разрабатываете компьютер на одной микросхеме для использования во встроенных системах. Вся память находится на микросхеме и работает с той же скоростью, что и центральный процессор. Рассмотрите принципы, изложенные в подразделе «Принципы проектирования современных компьютеров» раздела «Процессоры», и скажите, важны ли они в данном случае (высокая производительность желательна).

5. Чтобы конкурировать с недавно изобретенным печатным станком, один средневековый монастырь решил наладить массовое производство рукописных книг. Для этого в большом зале собралось огромное количество писцов. Настоятель монастыря называл первое слово книги, и все писцы записывали его. Затем настоятель называл второе слово, и все писцы записывали его. Этот процесс повторялся до тех пор, пока не была прочитана вслух и переписана вся книга. На какую из систем параллельной обработки информации, перечисленных в подразделе «Параллелизм на уровне процессоров» раздела «Процессоры», эта система больше всего похожа?

6. При продвижении сверху вниз по пятиуровневой иерархической структуре памяти время доступа возрастает. Каково соотношение времени доступа к оптическому диску и к регистровой памяти? (Предполагается, что диск уже вставлен.)

7. Устраивая стандартный опрос (например, «Верите ли вы, что Дед Мороз существует?»), социологи рассчитывают получить от респондентов один из трех ответов: «да», «нет» или «не могу ничего сказать по этому поводу». Предположим, что имея в виду это обстоятельство, компания Socimagnetic Computer решила сконструировать компьютер для обработки данных опросов.

В этом компьютере реализована троичная память; иными словами, каждый байт (точнее, «трайт») состоит из 8 трит, а каждый трит может принимать значение 0, 1 или 2. Сколько тритов необходимо для хранения 6-разрядного числа? Составьте формулу вычисления количества тритов, необходимых для хранения n бит.

8. Сосчитайте скорость передачи данных в человеческом глазу, используя следующую информацию. Поле зрения состоит приблизительно из 10⁶ элементов (пикселов). Каждый пиксел может образовываться наложением трех основных цветов, каждый из которых имеет 64 степени интенсивности. Временное разрешение 100 миллисекунд.

9. Сосчитайте скорость передачи данных в человеческом ухе, исходя из следующих данных. Человек слышит звуки на частоте до 22 кГц. Чтобы определить всю информацию, содержащуюся в звуковом сигнале частотой 22 кГц, нужно провести его дискретизацию на удвоенной частоте — 44 кГц. 16-разрядной дискретизации вполне достаточно для фиксации всех слуховых данных (то есть ухо различает не более 65 535 уровней интенсивности звука).

10. Генетическая информация у всех живых существ кодируется в молекулах ДНК. Молекула ДНК представляет собой линейную последовательность четырех основных нуклеотидов: A, C, G и T. Геном человека содержит приблизительно 3 X 10⁹ нуклеотидов в форме 30 000 генов. Какова общая информационная емкость человеческого генома (в битах)? Какова средняя информационная емкость гена (в битах)?