Объемы информации в порядке возрастания. Тесты по информатике
Измерение информации
Вещество и энергия имеют числовые характеристики, выраженные в единицах измерения . Можно измерить вес, длину, температуру, силу тока, количество тепла. Информацию тоже можно измерить.
Информация может быть представлена в аналоговой (непрерывной) или дискретной форме. При аналоговой форме физическая величина, используемая для представления информации, может принимать бесконечное множество значений, как, например, звуковые и электромагнитные волны.
Какие существуют стратегии написания кэшей?
К сожалению, кеш с прямым отображением имеет тенденцию ко многим конфликтам, что создает дополнительные промахи в кэше, поскольку несколько адресов указывают на одну и ту же строку кэша. Этот вариант представляет собой не что иное, как реализацию нескольких параллельных привязанных кэшей с прямым отображением. Если один из тегов равен индексу, это кэш. Этот метод снижает высокую уязвимость кэшей с прямым сопоставлением для конфликтов, но требует большего объема чипов. Данные, которые нужно прочитать, либо считываются из кеша в случае хита, либо, в случае промаха, извлекаются из основной памяти и вводятся в кэш параллельно.
При дискретной форме представления информации физическая величина может принимать конечное множество значений.
Пример аналогового представления информации - картина художника, написанная маслом. Пример дискретного представления информации - та же картина на экране компьютера, где она представляется конечным числом точек экрана, каждая точка имеет свой цвет из ограниченного набора цветов.
В случае обновления грязный бит строки кэша, подлежащей перезаписыванию, должен сначала быть проверен, чтобы восстановить его в основной памяти. Преимущество этой стратегии заключается в том, что не происходит никаких попыток загрузки основного хранилища или загрузки шины. Все операции могут выполняться быстро в рабочих наборах с частотой кеширования. Это проблематично, если на автобусе висят несколько шинных мастеров.
Чтобы исключить это время ожидания в среднем, старая строка сначала сохраняется в буфере записи, а затем переносится в основную память параллельно следующим ссылкам на кеш. Если для чтения используется буфер строки, это называется потоковым кешем. Запись-запись всегда записывается в основную память, и если копия также находится в кеше, это обновление. Недостатком, однако, является то, что только в случае операций чтения может быть достигнуто преимущество в скорости.
Примером аналогового хранения звуковой информации является виниловая пластинка (звуковая дорожка изменяет свою форму непрерывно), а дискретного - аудио-компакт-диск, звуковая дорожка которого содержит участки с различной отражающей способностью.
Аналоговая форма представления информации может быть преобразована в дискретную форму. Пример дискретизации приводится в главе 4 «Передача информации. Кодирование информации» при описании кодирования звука. Возможность дискретизации непрерывного сигнала принципиально важна с точки зрения информатики. В компьютерах внутреннее представление информации дискретно. Дискретизация аналоговой информации позволяет сделать её пригодной для компьютерной обработки.
Тогда и только тогда, когда
В среднем, две операции чтения выполняются после каждой операции записи. Следовательно, усиление скорости может быть получено, когда быстрый промежуточный буфер помещается перед памятью, которая может выполнять некоторые операции записи. Если теперь выполняется операция чтения, дату все еще можно прочитать непосредственно из быстрого буфера, если она все еще находится в быстром буфере.
В чем разница между логическим и физическим кешем?
Это всегда записывается в основной памяти и в кеш - даже если дата еще не была в кеше. При распределении без записи блок изменяется на более низком уровне иерархии хранения и не загружается в кеш. Преимущество логических кэшей заключается в том, что преобразование адреса не требуется для хита. Однако синонимичные проблемы с многопроцессорными системами - главный недостаток. Кроме того, при изменении задач необходим флеш-кеш.
Минимальное количество информации, которое можно получить, содержит ответ на вопрос, допускающий два варианта ответа: «да» (1) или «нет» (0).
Минимальная единица измерения информации называется бит. Термин bit происходит от сокращения английских слов binary digit (двоичная цифра). Один бит (одна из двух цифр) соответствует одному разряду двоичного кода. Получение информационного сообщения в один бит уменьшает неопределённость нашего знания о чём-либо в два раза.
Многоуровневые кеши и разделенные кеши
Кэшируя разные кеши, можно добиться скользящего перехода на все более крупные и медленные воспоминания. Разделяет кеширует отдельный код и данные, делая их намного более гибкими и более подходящими для доступа к стратегии или ассоциативности. Один отличается архитектурой Хаварда от мультиплексированной архитектуры Хаварда. Чистый Гарвард выделяет не только кеш, но и основную память в области данных и кода. Разделяя код и данные, пропускная способность удваивается, так как доступ может быть выполнен одновременно.
В вычислительной технике битом называют наименьшую порцию памяти, необходимую для хранения одного из двух знаков - 0 или 1, используемых для представления информации (данных и команд) в компьютере.
Бит - очень маленькая единица информации, поэтому существует величина байт, представляющая собой последовательность из 8 бит (1 байт - 23 бит).
Что происходит, когда в кеше больше нет места?
Необходимо выбрать строку кеша, которая может быть перезаписана новыми требуемыми данными. что самая длинная неиспользуемая строка кэша вылетает.
- Где можно сохранить блок?
- Как найти блок?
- Как обновляется блок при промахе?
- Как пишет обход?
Более крупные единицы измерения информации обозначаются с использованием префиксов (приставок), известных нам из физики (кило, мега и т. д.). В международной системе единиц эти приставки означают кратность степени числа 10, поэтому их называют десятичными. При измерении информации каждый следующий префикс соответствует увеличению значения не в 1000, а в 1024 = 210 раз. Приставки называют двоичными и записывают, начиная с прописной буквы. Например:
Как вычисляется производительность процессора?
При сопряжении с несколькими предсказаниями ветвления несколько смежных базовых блоков могут быть выбраны параллельно. Мощность процессора обратно пропорциональна времени выполнения алгоритма и определяется из следующих трех параметров. То есть, он пытается выполнить все команды с максимально возможным количеством часов.
В сочетании, оба подхода приводят к выполнению почти одной команды за такт. Доступ к регистрам отделен от доступа к памяти. Поскольку доступ к памяти всегда стоит много времени, старайтесь избегать их, насколько это возможно. Это может быть достигнуто путем хранения данных или работы с регистрами.
килобит: 1 Кбит = 1024 бит = 210 бит;
мегабит: 1 Мбит = 210 Кбит = 220 бит;
гигабит: 1 Гбит = 210 Мбит = 220 Кбит = 230 бит;
терабит: 1 Тбит = 210 Гбит = 220 Мбит = 230 Кбит = 240 бит;
петабит: 1 Пбит = 210 Тбит = 220 Гбит = 230 Мбит = 240 Кбит = 250 бит.
При решении задач вам зачастую будет необходимо проводить операции над различными единицами измерения информации (складывать, делить, умножать). В таких задачах следует переходить к одной единице измерения, как в физике. А решение сведётся к устному счёту, если представлять килобайты, мегабиты и т. д. просто степенями двойки. Их будет удобно умножать и делить. Со сложением будет чуть сложнее, но всё равно вполне комфортно. Вам пригодится таблица соответствия единиц измерения информации.
Окна регистрации предназначены для поддержки локализации данных. Теперь идея состоит в том, что первые 10 регистров рассматриваются всеми процедурами. Если одна процедура вызывает другую, только «окно» переключается на свободную область регистров. Таким образом, регистры не нужно перезагружать из памяти, и поэтому сохраняется много времени.
Что происходит, когда все окна регистрации заполнены?
Обычно отдельные окна перекрывают некоторые регистры, чтобы обеспечить эффективную возможность передачи параметров. Чтобы избежать переполнения, регистр организован как кольцевой регистр. Если все окна регистра заполнены, самые старые хранятся в памяти, что выполняется так называемыми ловушками. Арифметическая конвейерная обработка - это так называемая функция конвейерной обработки, в которой отдельные фазы инструкции организованы в виде трубопровода.
Пример 1. Задание с кратким ответом
Сколько килобайт информации содержит сообщение объемом 216 бит? В ответе укажите одно число.
Решение. Воспользуемся приведённой выше таблицей: 1 Кбайт = 213 бит, отсюда, 2 16-13 Кбайт = 23 Кбайт = 8 Кбайт.
Пример 2. Задание с выбором одного ответа
Выберите вариант ответа, в котором объёмы памяти расположены в порядке убывания:
При конвейерной обработке инструкций выполнение всей команды организовано в конвейере. Все важные элементарные команды выполняются непосредственно с уровня 0 и, таким образом, не интерпретируются с помощью микрокоманд. Микроинструкции управляют маршрутом данных в течение одного цикла. Адрес следующей микропрограммы кодируется так же, как и способ вызова. Микроинструкции хранятся в контрольной памяти, которая содержит соответствующую микропрограмму. Контрольная память не должна содержать микроинструкции в упорядоченной или последовательной последовательности, как в случае с основной памятью.
1) 1010 байт, 2 байт, 1 Кбайт, 20 бит, 10 бит
2) 1010 байт, 1 Кбайт, 20 бит, 2 байт, 10 бит
3) 1010 байт, 1 Кбайт, 2 байт, 20 бит, 10 бит
4) 1 Кбайт, 1010 байт, 20 бит, 2 байт, 10 бит
Решение. Приведём все величины к одной единице измерения, например, выразим все значения в битах: 1010 байт = 1010 ×8 бит; 2 байт = 2×8 бит = 16 бит; 1 Кбайт = 1024 байт = 1024 ×8 бит. Расположим значения по убыванию:
Каждая инструкция может содержать ссылку на следующую. Это используется в виде кодов операций, которые представляют собой не что иное, как адреса микроинструкций в контрольной памяти. Конвейерная обработка должна позволить перекрывать команды. Основой является унифицированный формат команды фиксированной длины. Поэтому будут созданы только реестры.
Какова предпосылка для конвейерной обработки?
Фаза обработки инструкции должна быть разделена на несколько независимых фаз.
Общая структура трубопровода
Для достижения параллелизма на этапе выполнения команды путь данных строится так, что следующие фазы могут работать независимо друг от друга. Только таким образом можно добиться выполнения зубьев нескольких команд.1024×8 бит; 1010×8 бит; 20 бит; 16 бит; 10 бит или 1 Кбайт; 1010 байт; 20 бит; 2 байт; 10 бит.
Пример 3. Задание с выбором одного ответа.
В кодировке КОИ – 8 каждый символ кодируется одним байтом. Определите информационный объем сообщения из 30 символов в этой кодировке.
Решение: количество символов К=30,
На каждый символ i=8 бит,
Информационный объем всего сообщения I=i*K=8*30=240 (бит)
Какие конфликты трубопровода необходимо решать?
Таким образом, после заполнения конвейера команда выполняется в оптимальном случае за такт.
Зависимости данных
Являются логическими зависимостями, которые требуют отсроченной обработки, поскольку, например, Например, следующая команда должна ждать результата другой команды.Конфликты ресурсов
В случае команд перехода, назначение прыжка часто еще не определено после декодирования. Таким образом, методы должны быть использованы для минимизации этих ожиданий. В некоторых комбинациях команд может быть возможно, что часть повторит свою работу. Такие конфликты ресурсов возникают, когда все подфазы не привязаны к независимым подсборкам.
Пример 4. Задание с выбором одного ответа.
Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, определите, чему равен информационный объем следующего высказывания Жан-Жака Руссо:
Тысячи путей ведут к заблуждению, к истине – только один.
1) 92 бита
Решение: Подсчитаем количество символов в сообщении, учитывая пробелы и знаки препинания.
Каковы три разных зависимости данных?
Чтобы разрешить конфликты после записи, существуют различные подходы, такие как программные решения, табло и пересылка. В пересылке устанавливается байпас, который дает результат операции уже следующей команде до того, как она была записана в регистр вообще. Но, несмотря на перенаправление нагрузки, команда загрузки имеет задержку, которая не может быть полностью устранена. В этом случае техника с задержкой загрузки или даже порядок заказа могут создать помощь.
Последующая команда ожидает обратной записи вышележащего канала, так как она зависит от этой команды. Неэффективно решены. Лучше программист или компилятор решает эти зависимости путем умной перегруппировки последовательности команд. Но есть еще одна возможность, которая, однако, должна быть поддержана.
К=57. На каждый символ i= 1 байт = 8 бит.
Информационный объем всего сообщения I=i*K=8*57=456 (бит)
Пример 5. Задание с выбором одного ответа.
Статья, набранная на компьютере, содержит 8 страниц, на каждой странице 40 строк, в каждой строке 64 символа. В одном из представлений Unicode каждый символ кодируется 16 битами. Определите информационный объём статьи в этом варианте представления Unicode.
При пересылке результаты передаются на следующий уровень, как только они доступны, и не ждут обратной записи. Результаты перехода доступны только на этапе обратной записи. Другая возможность - это спекулятивное исполнение. Однако здесь возникает проблема, требующая больших усилий в случае ложных предположений.
В чем разница между реальными и ложными зависимостями данных?
Зависимости данных - это зависимости, которые возникают только по имени. Существует два типа ложных зависимостей данных. Здесь необходимо обеспечить, чтобы порядок письма соответствовал порядку написания инструкций. Обе зависимости могут быть уменьшены путем переименования регистра!
2) 35 Кбайт
4) 40 Кбайт
Решение: Подсчитаем количество символов в сообщении: К=8*40*64
На каждый символ i= 16 бит.
Информационный объем всего сообщения I=i*K=16* 8*40*64 (бит)
Даже не подсчитывая результат, понятно, что такого ответа среди вариантов нет, поэтому переведем в Кбайты:
Тесты по информатике
Опасности для управления
Команды перехода представляют собой шип в глазу каждого трубопровода, так как для этого требуются особые меры предосторожности. Это означает, что счетчик программ не может быть перезагружен до этой фазы. Таким образом, выборка следующей команды задерживается несколькими барами.
Какие методы доступны для снижения утечек?
Оптимизируя трубопровод, фазу сваливания можно уменьшить, но не исключить.
Как происходит предсказание чрезвычайной ситуации
В этом случае ничего не делается, кроме как отклонить все переходы по умолчанию или выполнить все прыжки в первый раз без каких-либо гарантий. Общая статистика программы говорит о том, что больше условных переходов выполняется, чем отклонено.Тема: Измерение информации
1. К информационным процессам относятся …
а) сбор данных
б) передача данных
в) фальсификация данных
г) потеря данных
д) интерполяция данных
а), б)
Пояснение к ответу:
Информационный процесс – совокупность последовательных действий, производимых над информацией (в виде данных, сведений, фактов, идей, гипотез, теорий и пр.) для получения какого-либо результата (достижения цели).
Как работает метод отложенной ветви?
В слот задержки вставлена независимая от скачка команда. Это необходимо учитывать разработчикам компилятора. Для обхода этого условия используется метод «отмены ветвей». Однако в среднем потери ветвей сокращаются. Дополнительный бит в коде команды указывает наиболее вероятное направление перехода. Теперь, согласно этому предположению, команда может быть вставлена в слот задержки, который действителен только в том случае, если скачок был правильно предсказан.
Как работает таблица истории филиалов?
Чтобы избежать времени ожидания из-за условных переходов, конечный пункт перехода должен быть доступен в конце фазы выборки. Перейти в буфер прогнозирования скачка целевой памяти. . В этой таблице используется только один бит, чтобы указать, был ли скачок выполнен или нет. В качестве индекса таблицы используется младшая часть адреса связанной команды перехода. Теперь трубопровод может искать возможную запись на этапе выборки и принимать ее в качестве основы принятия решений.
Основными информационным процессам являются сбор, преобразование, передача, обработка, хранение, защита информации.
2. Выберите вариант, в котором объемы памяти расположены в порядке возрастания.
10 бит, 20 бит, 2 байта, 1 Кбайт, 1010 байт
10 бит, 20 бит, 2 байта, 1010 байт, 1 Кбайт
10 бит, 2 байта, 20 бит, 1010 байт, 1 Кбайт
10 бит, 2 байта, 20 бит, 1 Кбайт, 1010 байт
Пояснение к ответу:
Единицей измерения в компьютере является 1 бит, т.е. двоичный разряд, который может принимать значение 0 или 1. как правило, команды компьютеров работают не с отдельными битами, а с восьмью битами сразу. Восемь последовательных битов составляют один байт , таким образом:.
1байт = 8бит
1Кбайб = 1024 байт
1Мбайт = 1024 килобайт
1Гбайт = 1024 мегабайт.
3. Выберите вариант, в котором объемы памяти расположены в порядке возрастания.
15 бит, 2 байта, 20 бит, 1 Кбайт, 1010 байт
15 бит, 20 бит, 2 байта, 1 Кбайт, 1010 байт
15 бит, 2 байта, 20 бит, 1010 байт, 1 Кбайт
15 бит, 20 бит, 2 байта, 1010 байт, 1 Кбайт
Пояснение к ответу:
аналогично вопросу 2
4. Строчная буква в системе ASCII занимает память объемом
1 байт
Пояснение к ответу:
Для хранения символа отводится 8-разрядная ячейка (байт ). В байт можно записать 256 различных двоичных чисел - это позволяет закодировать 256 разных символов. Коды символов задаются с помощью таблицы (для каждого кода указывается соответствующий символ), например таблицASCII-кодов.ASCII (American Standard Code for Information Interchange - Американский стандартный код информационного обмена). 8-битная кодировка позволяет представлять не только набор символов ASCII, но и символы национальных алфавитов, например, кириллицы.
5. При кодировании 16 битами в Unicode информационный объем пушкинской фразы «я помню чудное мгновенье» составляет
384 бита
Пояснение к ответу:
В пушкинской фразе 24 символа, каждый символ занимает 16бит, следовательно 24*16=384 бита.
6. Формула Шеннона, учитывающая вероятность pi наступления i -го события из набора N событий I =-(p 1 log 2 p 1 + p 2 log 2 p 2 + … + p N log 2 p N ) , используется для определения …
количества наборов информации
символов в сообщении
количества информации
количества событий в сообщении
Пояснение к ответу:
Концепция К. Шеннона, отражая количественно-информационный подход, определяет информацию как меру неопределенности (энтропию) события. Количество информации в том или ином случае зависит от вероятности его получения: чем более вероятным является сообщение, тем меньше информации содержится в нем.
7. Мера неопределенности в теории информации является …
интегралом
энтропией
мантиссой
Пояснение к ответу:
см. вопрос 6.
8. Если размер кластера 512 байт, а размер файла 816 байт, то файл займет на диске
два кластера
3 кластера
полтора кластера
один кластер
Пояснение к ответу:
Кластеры не делятся, поэтому даже если остаток файла меньше кластера, под него будет выделен целый кластер, т.о.
816/512=1,59 – будет выделено 2 кластера
Тема: Алгебра логики
1. Тождественно ложным является логическое выражение …
А и не В и С
не А или В или не С
А и В и не В
не А и В или не В
Пояснение к ответу:
Для ответа на вопрос необходимо решить логические выражения в соответствии с порядком выполнения и таблицами истинности логических операций.
Таблицы истинности
|
Высказывания |
Отрицание |
Конъюнкция |
Дизъюнкция |
Импликация |
Эквивалентность (тождественность) |
|
|
А |
В |
A |
A |
A |
A тогда и только тогда, когда |
|
B
B
B
B
Порядок выполнения логических операций по убыванию старшинства: отрицание, конъюнкция, дизъюнкция, импликация, эквивалентность. Для изменения порядка используются скобки.
В данном вопросе тождественно ложным (т.е. всегда ложным) будет выражение А и В и не В , т.к. какое бы значение не получало бы выражение В , значениене В всегда будет имеет противоположным и при конъюнкции всегда будет получаться результат
Другие выражения могут выдавать различный результат, в зависимости от значений.