Sari la conținut
EXAMS.RO

An III

Arhitectura Sistemelor de Calcul

20 subiecte

2016

Arhitectura Sistemelor de Calcul

Emil Slusanschi

2016 · Sesiune · 331/332 CC

Teoria (4p): 1. Comutatoare neierarhice duplex și legătură multiplă. 2. KBus: schema logică + descriere. 3. Explicați noțiunile de arhitectură superscalară și hiperthreading. 4. Descrieți problemele și rezolvările propuse pentru politica de scriere în cache. 5. De ce nu e fezabilă realizarea unui procesor de 10 TFlops? 6. Enumerați și exemplificați cel puțin 5 instrucțiuni mașină SIMD. 7. Sisteme slab cuplate cu exemplificare pe Cm*. 8. Comunicarea intercluster: etape + formatul pachetelor. 9. Comparație între permutarea de bază și permutarea cu intercalare perfectă. 10. Nivelele la care lucrează HPC Challenge Benchmark. Problema (1p): Era vorba despre niște gene alcătuite din entitățile R, A, T, G. Numărul de entități care alcătuiesc gena este de ordinul 10³. Numărul de gene care compun genomul este de 10⁹. Având de prelucrat un set de gene de ordinul 10⁴, trebuia calculat numărul de apariții a fiecărei gene în genom (un fel de căutare de substring într-un string, alfabetul fiind {R, A, T, G}). a) (0.4p) Descrieți 2 tehnologii studiate la laborator cu care se poate rezolva această problemă. Precizați avantajele și dezavantajele fiecăreia cu referire la problema de mai sus. b) (0.6p) Descrieți și justificați o implementare (pseudocod) pe una din cele 2 tehnologii la alegere. De avut în vedere datele de intrare/ieșire, aranjarea datelor în memorie, distribuirea workload-ului între elemente etc.

9 iunie 2016

2015

Arhitectura Sistemelor de Calcul

Nicolae Tapus

2015 · Sesiune · 331,332,333,334 CA

Aceleasi subiecte din fiecare an, ultimul a fost: alegi voi un subiect ce v-a placut din materie. Atasez un document cu subiecte favorite si unde se gasesc rezolvarile.

11 iunie 20151 fișier

Arhitectura Sistemelor de Calcul

Emil Slușanschi

2015 · Sesiune · CC

Oral: - cum se face înlocuirea blocurilor în cache - comunicarea Kbus - Pmap - ce fel de comutare exista în cluster și intercluster - diferențe switch CrossBar și Trunchi-K (ierarhic) (avantaje, dezavantaje, când le-am folosi) - la ce este utilă cunoașterea ierarhiei de memorii de către programator și cum o poate exploata (discuție despre cache și modificări utile în cod)

10 iunie 2015

Arhitectura Sistemelor de Calcul

Emil Slusanschi

2015 · Sesiune · 333CC & 334CC CC

1. Descrierea PMS a telefonului/tabletei personale (minim 3 caracteristici). 2. Block placement (probleme + rezolvare). 3. Sa se exemplifice o retea Delta 8 x 27. 4. Comunicarea intre KBus si PMap. 5. Ce probleme exista la conectarea SIMD? Solutii. Interconectarea circulara si matriceala. 6. Permutarea modulo. 7. Exemplu MIMD cu dependenta de date. 8. Nivelele prelucrarii paralele. 9. Scopurile HPCC Benchmark. Resurse vs. benchmark-uri. 10. De ce se afla in varful Top 500 urmatoarele arhitecturi: Tianhe, BlueGene si Cray(nu sunt sigur de ultima). [BONUS] 11. Intel Xeon Phi. Corectare lejera, nimeni nu a picat :D

7 iunie 2015

Arhitectura Sistemelor de Calcul

Nicolae Tapus

2015 · Sesiune · CA

1. Organizarea datelor în structurile SIMD și MIMD 2. Să se scrie programul de împărțire a doi vectori de dimensiune n pentru o structură SIMD și MIMD. Comentați performanțele. 3. Să se cupleze 16 procesoare cu 16 memorii utilizând rețea de tip Delta; implicit procesorul i să fie conectat la memoria i. Indicați conexiunea de la procesorul 2 la memoria 6. 4. Descrieți primitiva P de la calculatorul personal. 5. Considerând o structură multiprocesor pe o magistrală comună descrieți unitatea de acces la magistrala sistemului. 6. Structura generală Kmap. 7. Comunicația intercluster în structurile slab cuplate. 8. Comparație între crossbar și delta privind performanțele. 9. Rețeaua de comutare de tip intercalare perfectă și comparație cu rețeaua butterfly. 10. Subiect la alegere din materia de ASC. Problema (anul acesta NU a fost openbook): Se dadea cazul Carrefour care primeste de la fiecare magazin o lista ce conținea un fel de inventar cu numele produsului, cantitatea vândută și prețul produsului. a) Se cerea să se proiecteze un sistem care realizează interpretarea acestor date folosind doua arhitecturi studiate la laborator. Punctajul se acorda în funcție de argumentele bine formulate în favoarea sau detrimentul arhitecturilor alese. b) Pentru una dintre arhitecturile de la punctul a, să se schițeze un pseudocod. Se punea accent la formatul fișierelor de intrare/ieșire, cum se transmit datele, chestii specifice arhitecturii în principiu.

6 iunie 2015

Arhitectura Sistemelor de Calcul

Emil Slusanschi

2015 · Sesiune · 331 & 334 CB

1. Configuratia computerului personal in PMS. 2. Comutatoare neierarhice. Comparatie CB & Trunchi k. 3. Etape dezvoltare de software in Cell. 4. Retele Delta + exemplu 16x25. 5. Teste HPCC + nivelul la care se afla. 6. Optimizari liste alocate dinamic. 7. 5 instructiuni masina SIMD + exemple. 8. Motivatie & evolutie UMA, NUMA, COMA etc. 9) Permutari Butterfly. 10) Top 500. Cel mai folosit SO, metoda de interconectare, arhitectura. Bonus: Caracteristici arhitecturi de la Nvidia: Kepler, Maxwell, Pascal Problema: Un Tianhe 2 are 16000 de noduri si 10 milioane de utilizatori. Avand statistici de folosire zilnic se doreste un sistem care sa calculezi statistici lunare. a) specificati 2 arhitecturi pe care le-ati folosi: avantaje + dezavantaje - 4p b) implementati algoritmul in pseudocod - 6p

2 iunie 2015

2014

Arhitectura Sistemelor de Calcul

Emil Slusanschi

2014 · Sesiune · 331-332 CB

1. Comparati comutatoarele ierarhice Trunchi-K si Cross Bar. 2. Definiti ce este o arhitectura superscalara. 3. Descrieti pasii unei comunicatii intercluster si formatul mesajelor. 4. Specificati testele HPCC si la ce nivele ale sistemului opereaza. 5. Inverse Shuffle cu specificarea aplicatiilor iterative. 6. Sa se exemplifice reteaua Delta daca se dau 27 de intrari si 8 iesiri. 7. Speficati de ce a aparut evolutia de memorii partajate UMA, NUMA, etc. 8. Specificati ce probleme ataca Block Replacement si cum le rezolva. 9. Explicati cum este implementat branch-ul in structura SIMD. 10. Sa se exemplifice dependenta de date, prin repartizarea proceselor in cadrul unui sistem multiprocesor. Bonus: Specificati cel putin 5 caracteristici ale arhitecturii Intel Sandy Bridge.

17 iunie 2014

Arhitectura Sistemelor de Calcul

Voichița Iancu

2014 · Sesiune · 334CC CC

De ce exista ierarhia de memorii La ce timp in istorie a aparut cacheul si de ce De ce calculatorul de pe pozitia 7 din top 500 este mai eficient si bun decat cel de pe pozitia 1 Sa se scrie in Simd impartirea pe coloane a unei matrici la primul element si sa se spuna ce probleme se identifica sau ce trebuie sa luam in considerare Care este arbitrul de magistrala in cazul clusterului facultatii si unde crezi ca se afla Descrieti dupa modelul pms clusterul facultatii noastre De ce este bun paralelismul si de ce e nevoie sa il folosim Care sunt caracteristicele generale aplicatiilor care au nevoie de cache Ce inseamna comutatorul si rolul lui si dati 2 exemple de comutatoare si comparati-le Care este mai bun hpcc sau lpce sau cva de genul si sa motivam alegerea

6 iunie 2014

Arhitectura Sistemelor de Calcul

Voichita Iancu

2014 · Sesiune · 331-332-333 CC

La oral : Te intreaba chestii despre clusterul din facultate( gen reteaua de comutatie a clusterului : Ethernet, cine este Kmap = ruter ) De ce e mai bun Ethernetul decat retele delta : pentru ca Ethernetul e mai scalabil Te pune sa.ti alegi un subiect care vrei tu sa.i povestesti. In general lumea si.a ales cache , te intreaba si de coerenta cache-ului uneori. De ce nu folosim numai registri si folosim si cache ? pentru ca registri sunt scumpi Mai intreaba chestii despre retele de comutatie Tipurile de paralelism: la nivel de job-uri pe procesor, ciclu pipe instructiune, thread-uri Sa stiti cum functioneaza cell .. e suficient cat stiti din laborator Sa stiti benchmark-uri hpcc, linpack , o arhitectura din top 500 De ce este necesar paralelismul ? Intreaba in general chestii practice in limita cunostintelor pe care le detine si ea .. stiti la ce ma refer ;)) . Am atasat si subiectele de la proba scrisa

4 iunie 20141 fișier, 1 imagine

Arhitectura Sistemelor de Calcul

Emil S.

2014 · Sesiune · 334 CB

[Oral] SBC, diferenta dintre CB si trunchi K, Kmap la clustere, chestii legate de top 500 (de ce linux, de ce se mapeaza problema x pe o arhitectura tip cluster si pe alta nu, etc) a mai fost ceva legat de fluxul de intrusctiuni la SIMD, de aici am ajuns sa vorbim de Cell

30 mai 2014

Arhitectura Sistemelor de Calcul

Emil S.

2014 · Sesiune · 332CB CB

Oral: Subiecte: operatorul de date D, Kbus, faza aia cu impartirea pe coloane si dat P-urilor + permutari pe diagonala parca. Exigenta scazuta. Durata 5 min

29 mai 2014

Arhitectura Sistemelor de Calcul

Emil Slusanschi

2014 · Sesiune · 333+334 CB

1. Operatorul de date D 2. Localitatea (spatiala + temporala) - explicatii si exemplu 3. Metode prin care poti sa maresti performanta unui program 4. Kmap - structura, elemente, descriere 5. Descriere o arhitectura din TOP 10 actual 6. Retea Delta pentru 25 intrari, 16 iesiri 7. De ce nu se poate realiza un procesor de 10TFlops? 8. Teste HPCC 9. Organizarea datelor la SIMD 10. Pasii in implementarea unui program pe arhitectura cell

28 mai 2014

Arhitectura Sistemelor de Calcul

Nicolae Tapus

2014 · Sesiune · CA

1. Organizarea datelor in structurile SIMD/MIMD 2. Sa se scrie programul de impartire a doi vectori de dimensiune n pe o structura si SIMD si MIMD. Comentati performantele. 3. Sa se cupleze 16 procesoare la 16 memorii ulitizand o retea de tip Delta. Prin default procesorul i sa fie conectat la memoria i. 4. Considerand o structura multiprocesor pe un bus comun, descrieti unitatea de acces la magistrala sistemului al fiecarui modul. 5. Structura generala Kmap 6. Comunicatia intercluster in MIMD slab cuplate. 7. Comparatie intre intercalarea perfecta si reteaua butterfly 8. Comutatorul de tip trunchi K ierarhic 9. Comparatie generala intre SIMD si MIMD 10. Descrieti folosind PMS structura cu care ati lucrat la laborator.

26 mai 2014

Arhitectura Sistemelor de Calcul

Nicolae Tapus

2014 · Restanțe · CA

1. Organizarea datelor in structura SIMD si in MIMD. 2. Sa se scrie programul de insumare a elementelor unei matrice A(n, n) pentru o structura SIMD si pentru o structura MIMD. Comentati performantele. Obs. Trebuie specificata organizarea datelor. 3. Sa se cupleze 16 procesoare cu 16 memorii utilizand retea de tip Delta. Indicati conexiunea de la procesorul 2 la memoria 6. 4. Descrieti primitiva P la calculatorul personal. 5. Considerand o structura multiprocesor pe o magistrala comuna, descrieti unitatea de acces la magistrala sistemului. 6. Structura generala a Kmap-ului. 7. Clasificarea Flynn a sistemelor de calcul. 8. Comunicatia intercluster in structurile MIMD slab cuplate. 9. Descrieti caracteristicile generale CELL 10. Retea de comutare de tip intercalare perfecta si comparatie cu reteaua cu ordine inversa.

5 septembrie 2014

2013

2011

Arhitectura Sistemelor de Calcul

Nicolae Tapus

2011 · Sesiune · CA

1 Iunie 2011 Subiectele de la teorie: Clasificarea Flynn a sistemelor de calcul Comunicatia intercluster Schema logica Kml Trunchi K ierarhic si neierarhic Descrieti in metoda PMS resursele de la laborator. Adunarea elementelor a doi vectori in SIMD si MIMD (cod + cum retii datele) Implementarea salturilor conditionate la SIMD si MIMD Comparatie SIMD si MIMD dpdv al structurii si organizarii datelor ( nu garantez ca imi amintesc bine) Retea Delta 16x9 (dimensiunea nu o mai stiu exact) Subiect cu permutari (parca era descrierea permutarilor de tip perfect shuffle) Problema : Se dau doua matrici A,B de dimensiune 4096x4096 .Sa se scrie un preudocod care calculeze produsul celor doua matrici folosind arhitectura Cell: inmultirea normala a celor doua matrici inmultirea folosind BMM La fiecare subpunct, pe langa pseudocod trebuia sa descriem modul in care se vor retine datele in PPU/SPU La problema sa nu uitati ca aveti voie cu orice fel de materiale.

21 septembrie 2011

2010

Arhitectura Sistemelor de Calcul

Nicolae Tapus

2010 · Sesiune · 332/333 CA

332 si 333CA 1. Structura PMS, descriere generala. Prezentare calculator propriu cu primitive pms 2. Organizarea datelor la SIMD 3. Comparatie SIMD MIMD la algoritmi 4. Probabilitatea ca o cerere sa fie acceptata la un comutator CB (formula) 5. Structura Kmap 6. Comparatie permutare baza, permutare perfecta 7. Comunicatia intercluster 8. Retea delta 16x16, default i , memory i 9. Organigrama Kbus 10. program impartire vectori SIMD + MIMD, comparatii intre ele 335CC 1. Block placement in cache. 2. Retele Delta 8x27. 3. Arhitectura procesorului PMAP. 4. Comutator legatura multipla (CrossBar) ierarhic. 5. Salturi conditionate SIMD. 6. Comparatie SIMD vs SISD pe exemplu de cod. 7. Cel mai popular mod de conectare in top500. Cel mai popular SO. Cea mai populara arhitectura. (vroia 3 cuv, maxim o fraza: InfiniBand, Linux, Cluster) 8. Mituri despre Cell BE. 9. Benchmark-uri, probleme si rezolvari legate de acestea (ceva de genu). (nu trebuia sa zici de HPCC si LINPACK) 10. Tipuri de paralelizare la sistemele cu prelucrare paralela. ??? 1. Structuri SN. P i/e structura 2. Comutatoare ierarhice TK 3. Descrierea schemei logice Kbus 4. Block replacement 5. Determinarea dimensiunii cache-ului 6. Salturi conditionate SIMD 7. Comunicatia Kbus – Pmap 8. Permutarea Butterfly 9. Benchmark-uri pentru sisteme seriale 10. Cel mai utilizat SO din top500 331CC 1) MIMD, Exemplu pe progr cu dependinte de date 2) Cell BE bariere si solutii. 3) comparatie intre permutarea de baza si perfect shuffle 4) Memorii distribuite 5) comunicare in cadrul unui cluster 6) optimizari programe (trebuia vb de cache) 7) Comutatoare in cuplarea memorie procesor 8) Pe ce nivele se face benchmark la HPC. De ce e bine ca sunt mai multe metrici? Problema clasica anul trecut: Ai N bile punctiforme pentru care ti se dau : x y coordinate initiale (coordonateme extremitatii initiala a segmentului pe care se deplaseaza bila) v viteza de deplasare x_ext y_ext coordonateme extremitatii finale a segmentului pe care se deplaseaza bila Daca doua bile se ciocnesc atunci dispar din sistem. Se cere sa se afiseze coordonatele la care o bila dispare din system (daca s-a ciocnit cu a olta bila) sau coordonatele extremitatii finale pentru bilele care au ajuns in extremitati in perioada T de timp (data). a) utilizand instr SIMD calculate distanta parcursa de fiecare bila (se dadea formula distantei dintre 2 pct) b) sa se modeleze sistemul cu threaduri (pthreads/python threads) c) sa se modeleze sistemul in Cell

21 septembrie 2011

2009

Arhitectura Sistemelor de Calcul

Nicolae Tapus

2009 · Sesiune · CA/CB

1. 331CA, 2009 Teorie 50 min: 1) Implementarea salturilor conditionate in SIMD si MIMD - comparatie 2) Structura PMS 3) Retea de comutare de tip interclasare perfecta 4) Comutator de trunchi K ierarhic si neierarhic 5) Comunicatia intercluster in MIMD slab cuplate 6) Sa se scrie programul SIMD si MIMD care aduna 2 vectori (pe elemente). Sa se analizeze performantele. Specificati organizarea datelor 7) Sa se proiecteze o retea de comutare de tip delta intre 4 procesoare si 9 module de memorie 8) Comparatia generala intre SIMD si MIMD 9) Clasificarea Flynn a sistemelor de calcul 10) Organigrama KML de la SBC-uri. La problema: De implementat si in Python si in CELL ceva cu o imagine si se impartea la 4 SPU-uri. SPU-urile randau imaginea, o trimiteau inapoi la PPU care o afisa. Nu prea am idee despre ce era vorba exact aici :). Cam asta era. Ai o animatie, si ti se cere sa o randezi in paralel (nu ti se cer detalii despre randarea propriu-zisa, ci doar despre modul in care imparti sarcinile catre thread-uri(Python) sau SPU-uri (Cell) ). 2. 15.06.09 - 333CA Teorie 50min: 1) Reprezentarea datelor pe SIMD si MIMD 2) Sa se scrie programul ce determina produsul elementelor unei matrice pe SIMD si MIMD. Sa se analizeze performanta. Reprezentarea datelor. 3) Compara?ie RC Cross Bar si RC Delta 4) Sa se proiecteze o retea de comutatie Delta cu 16 procesoare si 16 memorii. 5) Exemplificati primitivele P si M de pe calculatorul propriu 6) Comparatie intre intercalare perfecta si butterfly 7) Clasificarea calc Flynn 8) Comunica?ia intercluster intr-un sistem MIMD slab cuplat 9) Kmap - descriere generala 10) Sa se aleaga un calculator din TOP 500 si sa vorbim despre el. Problema 1h: Avem o imagine reprezentata printr-o matrice cu elemente de la 0 la 255. Se cere sa se mareasca dimensiunea matricei pana la un X dat astfel: Exemplu: Pas 0: 10 30 15 25 Pas1: 10 20 30 12.5 20 30 15 20 25 ... 20 = media aritemtica a lui 10 si 30 12.5 = media aritmetica a lui 10 si 15 etc. 1)0.2p Sa se descrie cum paralelizati algoritmul pentru CELL. 2)0.4p Sa se discute despre performantele programului: comunicare, instructiuni SIMD. Se poate folosi Double Buffering? Ce avantaje aduce? 3)0.2p Sa se crie pseudocod SPU si PPU 4)0.2p Este algoritmul viabil pentru CELL? Ce a?i putea folosi altceva pentru a implementa algoritmul? 3. ah si 332CA 14.06.09: 1)Comparatie generala SIMD MIMD 2)Adunare elemente dintr-o matrice cod SIMD MIMD plus organizarea datelor si concluzii 3)Comparatie salturi conditionate SIMD MIMD 4)Comparatie cross-bar si delta 5)Comparatie intercalare perfecta si permutarea de baza 6)Diagrama KBUS 7)Diagrama Kmap 8)Switch K ierarhic si neierarhic 9)Descrie calculatorul tau folosind primitive PMS 10)Retea delta 16x9 Problema: Se da un teren de NxN ?i un nor de MxM cu M < N, norul deasupra terenului ?i incepe sa ploua. Terenul e denivelat si fiecare element din matrice contine inaltimea acelui punct. Cand ploua apa de pe zonele inalte se revarsa in mod egal pe zonele vecine mai joase 1)Explicati cum se poate paraleliza. 2)Pseudocod CELL. 3)Se pot folosi instructiuni SIMD ? Cum? 4)Se poate folosi double buffering? Cum? 5)Se merita utilizarea CELL pentru aceasta problema? Daca nu, ce ai folosi in schimb? 4. 332 CB + 334 CB Teorie : 1. Nivelul structural de organizare a sistemelor numerice. Exemplu de modelare PMS a unui sistem multiprocesor. 2.Organizarea datelor in SIMD. Realizarea inmultirii unei matrici cu ea insasi 3. Logica si arhitectura Kbus(SBC) 4. Care sunt cele 4 elemente de care trebuie tinut cont cand se realizeaza designul unui cache. 5. De ce nu se poate realiza un procesor de 10TFlops(minim 3 motive) ? 6. Caracteristici HPC Challenge Benchmark. 7. Caracteristicile arhitecturale pentru arhitectura cea mai des intalnita in top 500 8. Comparatie Base Line Permutation - Bit Reversal Permutation 9. Retele de comutatie de tip Delta. Exemplu pentru 9 procesoare si 4 memorii. 10. Cum se masoara dimensiunea liniei unui cache? Exemplu de program si grafic. (pentru inlocuirea oricarui alt subiect :) 11. Arhitectura unui calculator din top 500 (arhitectura, numar procesoare, so, ...) La problema se cerea implementarea in pe arhitectura Cell a unui Client de BitTorrent. Se cerea explicarea functionalitatii clientului si aplicabilitatea pe arhitectura Cell precum si pseudocod. (se punea mai mult accent pe explicatii nu neaparat pe pseudo-cod) Se explica in enuntul functionarea unui client de torrent. Examenul a durat 50 de minute teoria, 45 problema. Corectarea s-a facut lejer, notele de la oral au fost incurajatoare ( de la 8.5 in sus , desi doar 3 candidati ).

21 septembrie 2011

2008