1、系统架构设计师-系统配置与性能评价及答案解析(总分：13.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：13，分数：13.00)1.1 台服务器、3 台客户机和 2 台打印机构成了一个局域网(如图 11-8 所示)。在该系统中，服务器根据某台客户机的请求，数据在一台打印机上输出。设服务器、各客户机及各打印机的可用性分别为 a、b、c，则该系统的可用性为_。（分数：1.00）A.B.C.D.2.实现容错计算的主要手段是冗余。_中动态冗余的典型例子是热备系统和冷备系统。A结构冗余 B信息冗余 C时间冗余 D冗余附加技术（分数：1.00）A.B.C.D.3.设系统的失效率为 ，则系统的平均故障
2、间隔时间 MTBF 为_。A1/ B2 C 2 D1+（分数：1.00）A.B.C.D.4.提高计算机可靠性可以采用冗余技术，下面的例子中属于信息冗余的是_。A软件备份 BCRC 校验 C程序卷回 D指令复执（分数：1.00）A.B.C.D.5.SPEC 计算机性能测试有不同的方法，吞吐率测试是指对_的测试。A计算机完成单个任务要用多少时间B计算机在一定时间内能完成多少任务C计算机在一定时间内能输出多少数据D计算机在一段时间内能并行执行多少个程序（分数：1.00）A.B.C.D.6.MIPS(每秒百万次指令数)和 MFLOPS(每秒百万次浮点运算数)是衡量 CPU 性能的两个指标，其中_。AM
3、IPS 适合衡量向量处理机的性能，MFLOPS 适合衡量标量处理机的性能BMIPS 适合衡量标量处理机的性能，MFLOPS 适合衡量向量处理机的性能CMIPS 反映计算机系统的峰值性能，MFLOPS 反映计算机系统的持续性能DMIPS 反映计算机系统的持续性能，MFLOPS 反映计算机系统的峰值性能（分数：1.00）A.B.C.D.7.采用软件冗余的方法提高系统的可靠性，需要设计个相同功能的程序模块，这些模块必须_。A由同一组程序员按照相同的规格说明进行编写B由同一组程序员按照不同的规格说明进行编写C由不同的程序员按照相同的规格说明进行编写D由不同的程序员按照不同的规格说明进行编写（分数：1.
4、00）A.B.C.D.8.以下关于改进信息系统性能的叙述中，正确的是_。A将 CPU 时钟周期加快一倍，能使系统吞吐率增加一倍B一般情况下，增加磁盘容量可以明显缩短作业的平均 CPU 处理时间C如果事务处理平均响应时间很长，首先应注意提高外围设备的性能D利用性能测试工具，可以找出程序中最花费运行时间的 20%代码，再对这些代码进行优化（分数：1.00）A.B.C.D.9.下列关于软件可靠性的叙述，不正确的是_。A由于影响软件可靠性的因素很复杂，软件可靠性不能通过历史数据和开发数据直接测量和估算出来B软件可靠性是指在特定环境和特定时间内，计算机程序无故障运行的概率C在软件可靠性的讨论中，故障指软
5、件行为与需求的不符，故障有等级之分D排除一个故障可能会引入其他的错误，而这些错误会导致其他的故障（分数：1.00）A.B.C.D.10.假定求浮点数平方根(FPSQR)的操作在某台机器上的一个基准测试程序中占总执行时间的 20%，FP 运算指令所用时间占总执行时间的 50%。采用两种优化 FPSQR 的方法，第一种方法是增加专门的 FPSQR 硬件，可以将 FPSQR 的操作速度提高为原来的 10 倍；第二种方法是提高所有 FP(浮点)运算指令的执行速度到原来的 1.6 倍，从而提高求浮点数平方根操作的速度。可以通过计算这两种方法对基准测试程序的加速比来比较这两种方法的优劣。以下叙述正确的是_
6、。A第一种方法的加速比是 1.23，效果较好B第二种方法的加速比是 1.23，效果较好C第一种方法的加速比是 1.22，效果较好D第二种方法的加速比是 1.22，效果较好（分数：1.00）A.B.C.D.11.假设单个 CPU 的性能为 1，则由 n 个这种 CPU 组成的多处理机系统的性能 P 为：（分数：1.00）A.B.C.D.12.以下关于系统性能的叙述中，不正确的是_。A常见的 Web 服务器性能评估方法有基准测试、压力测试和可靠性测试B评价 Web 服务器的主要性能指标有最大并发连接数、响应延迟和吞吐量C对运行系统进行性能评估的主要目的是以更好的性能/价格比更新系统D当系统性能降到
7、基本水平时，需要查找影响性能的瓶颈并消除该瓶颈（分数：1.00）A.B.C.D.13.数据备份是信息系统运行管理时保护数据的重要措施。_可针对上次任何一种备份进行，将上次备份后所有发生变化的数据进行备份，并将备份后的数据进行标记。A增量备份 B差异备份C完全备份 D按需备份（分数：1.00）A.B.C.D.系统架构设计师-系统配置与性能评价答案解析(总分：13.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：13，分数：13.00)1.1 台服务器、3 台客户机和 2 台打印机构成了一个局域网(如图 11-8 所示)。在该系统中，服务器根据某台客户机的请求，数据在一台打印机上输出。设服务器
8、、各客户机及各打印机的可用性分别为 a、b、c，则该系统的可用性为_。（分数：1.00）A.B.C.D. 解析：在试题给出的系统中，客户机之间是并联的(任何一台客户机出现故障，对其他客户机没有影响)，同理，打印机之间也是并联关系。然后，客户机、服务器、打印机之间组成一个串联关系。因此，我们可以把该系统简化为如图 119 所示的形式。2.实现容错计算的主要手段是冗余。_中动态冗余的典型例子是热备系统和冷备系统。A结构冗余 B信息冗余 C时间冗余 D冗余附加技术（分数：1.00）A. B.C.D.解析：实现容错技术的主要手段是冗余。冗余是指实现系统规定功能是多余的那部分资源，包括硬件(结构)、软件
9、(冗余附加)、信息和时间。结构冗余是通常用的冗余技术，按其工作方式，可分为静态冗余、动态冗余和混合冗余 3 种。热备系统和冷备系统属于这 3 种当中的动态冗余。关于冗余技术的详细情况，请参看“11.1.3 冗余技术”。3.设系统的失效率为 ，则系统的平均故障间隔时间 MTBF 为_。A1/ B2 C 2 D1+（分数：1.00）A. B.C.D.解析：如果系统的失效率为 ，则系统的平均故障间隔时间 MTBF=1/。4.提高计算机可靠性可以采用冗余技术，下面的例子中属于信息冗余的是_。A软件备份 BCRC 校验 C程序卷回 D指令复执（分数：1.00）A.B. C.D.解析：软件备份属于软件冗余
10、范畴。信息冗余是在实现正常功能所需要的信息之外再添加一些信息，以保证运行的结果正确。所有的纠错码和检错码都属于信息冗余技术。程序卷回是从出错的地方重新执行程序，属于时间冗余技术。指令复执也是时间冗余技术，就是重新执行出错的指令。5.SPEC 计算机性能测试有不同的方法，吞吐率测试是指对_的测试。A计算机完成单个任务要用多少时间B计算机在一定时间内能完成多少任务C计算机在一定时间内能输出多少数据D计算机在一段时间内能并行执行多少个程序（分数：1.00）A.B. C.D.解析：SPEC 对计算机性能的测试有两种方法：一种是测试计算机完成单个任务有多快，称为速度测试；一种是测试计算机在一定时间内能完
11、成多少个任务，称为吞吐率测试。SPEC 的两种测试方法又分为基本的和非基本的两类。基本的是指在编译程序的过程中严格限制所用的优化选项；非基本的是可以使用不同的编译器和编译选项以得到最好的性能，这就使得测试结果的可比性降低。6.MIPS(每秒百万次指令数)和 MFLOPS(每秒百万次浮点运算数)是衡量 CPU 性能的两个指标，其中_。AMIPS 适合衡量向量处理机的性能，MFLOPS 适合衡量标量处理机的性能BMIPS 适合衡量标量处理机的性能，MFLOPS 适合衡量向量处理机的性能CMIPS 反映计算机系统的峰值性能，MFLOPS 反映计算机系统的持续性能DMIPS 反映计算机系统的持续性能，
12、MFLOPS 反映计算机系统的峰值性能（分数：1.00）A.B. C.D.解析：1.2 系统性能评价”。7.采用软件冗余的方法提高系统的可靠性，需要设计个相同功能的程序模块，这些模块必须_。A由同一组程序员按照相同的规格说明进行编写B由同一组程序员按照不同的规格说明进行编写C由不同的程序员按照相同的规格说明进行编写D由不同的程序员按照不同的规格说明进行编写（分数：1.00）A.B.C. D.解析：N 版本程序设计是一种静态的故障屏蔽技术，采用前向恢复的策略，其设计思想是用 N 个具有相同功能的程序同时执行一项计算，结果通过多数表决来选择。其中 N 份程序是由不同的人，按相同的需求文档，使用不同
13、的方法独立设计并实现出来的。8.以下关于改进信息系统性能的叙述中，正确的是_。A将 CPU 时钟周期加快一倍，能使系统吞吐率增加一倍B一般情况下，增加磁盘容量可以明显缩短作业的平均 CPU 处理时间C如果事务处理平均响应时间很长，首先应注意提高外围设备的性能D利用性能测试工具，可以找出程序中最花费运行时间的 20%代码，再对这些代码进行优化（分数：1.00）A.B.C.D. 解析：系统吞吐率不单取决于 CPIJ 的速度，还与内外存交换速度、磁盘存取速度等计算机的基本性能有关，也与应用的程序性能有关。因此，A 是错误的。增加磁盘容量与 CPU 处理时间没有直接的关系，所以，B 也是错误的。如果事
14、务处理平均响应时间很长，就需要我们去分析其中的原因，然后根据原因采取相应的措施。如果是因为外围设备导致系统瓶颈，则才去提高外围设备的性能。因此，C 是错误的。根据 20-80 法则，一个程序中 20%ffj 代码使用了该程序所占资源的 80%；一个程序中 20%的代码占用了总运行时间的 80%；一个程序中 20%的代码使用了该程序所占内存的 80%。从这个规律出发，我们在做程序优化的时候，就有了针对性。比如想提高代码的运行速度，根据这个规律可以知道其中 20%的代码占用了80%的运行时间，因此我们只要找到这 20%的代码，并进行相应的优化，那么程序的运行速度就可以有较大的提高。要想找出那 20
15、%名的代码，可以使用性能测试工具，检查程序中各个模块所分配内存的使用情况，以及每个函数所运行的时间等。9.下列关于软件可靠性的叙述，不正确的是_。A由于影响软件可靠性的因素很复杂，软件可靠性不能通过历史数据和开发数据直接测量和估算出来B软件可靠性是指在特定环境和特定时间内，计算机程序无故障运行的概率C在软件可靠性的讨论中，故障指软件行为与需求的不符，故障有等级之分D排除一个故障可能会引入其他的错误，而这些错误会导致其他的故障（分数：1.00）A. B.C.D.解析：软件可靠性是软件系统在规定的时间内及规定的环境条件下，完成规定功能的能力，也就是软件无故障运行的概率。这里的故障是软件行为与需求的
16、不符，故障有等级之分。软件可靠性可以通过历史数据和开发数据直接测量和估算出来。在软件开发中，排除一个故障可能会引入其他的错误，而这些错误会导致其他的故障，因此，在修改错误以后，还需要进行回归测试。10.假定求浮点数平方根(FPSQR)的操作在某台机器上的一个基准测试程序中占总执行时间的 20%，FP 运算指令所用时间占总执行时间的 50%。采用两种优化 FPSQR 的方法，第一种方法是增加专门的 FPSQR 硬件，可以将 FPSQR 的操作速度提高为原来的 10 倍；第二种方法是提高所有 FP(浮点)运算指令的执行速度到原来的 1.6 倍，从而提高求浮点数平方根操作的速度。可以通过计算这两种方
17、法对基准测试程序的加速比来比较这两种方法的优劣。以下叙述正确的是_。A第一种方法的加速比是 1.23，效果较好B第二种方法的加速比是 1.23，效果较好C第一种方法的加速比是 1.22，效果较好D第二种方法的加速比是 1.22，效果较好（分数：1.00）A.B. C.D.解析：Amdahl 定律：系统中某一部件由于采用某种更快的执行方式后，整个系统性能的提高与这种执行方式的使用频率或占总执行时间的比例有关。Amdahl 定律定义了由于采用特殊的方法所能获得的加速比的大小。Amdahl 定律中，加速比与两个因素有关：一个是计算机执行某个任务的总时间中可被改进部分的时间所占的百分比，即(可改进部分
18、占用的时间/改进前整个任务的执行时间)，记为 fe，它总小于 1。另一个是改进部分采用改进措施后比没有采用改进措施前性能提高的倍数，即(改进前改进部分的执行时间/改进后改进部分的执行时间)，记为 re，它总大于 1。Amdahl 定律既可以用来确定系统中对性能限制最大的部件，也可以用来计算通过改进某些部件所获得的系统性能的提高。Amdahl 定律指出，加快某部件执行速度所获得的系统性能加速比，受限于该部件在系统中所占的重要性。假设我们对机器进行某种改进，那么机器系统的加速比就是：系统加速比=改进后系统性能/改进前系统性能或者系统加速比=改进前总执行时间/改进后总执行时间系统加速比依赖于以下两个
19、因素：可改进部分在原系统计算时间中所占的比例。例如，一个需运行 60 秒的程序中，有 20 秒的运算可以加速，那么该比例就是 20/60。这个值用“可改进比例”表示，它总是小于等于 1 的。可改进部分改进以后的性能提高。例如，系统改进后执行程序，其中可改进部分花费 2 秒时间，而改进前该部分需花费 5 秒，则性能提高为 5/2。用“部件加速比”表示性能提高比，一般情况下，它是大于 1的。部件改进后，系统的总执行时间等于不可改进部分的执行时间加上可改进部分改进后的执行时间，系统加速比为改进前与改进后总执行时间之比，即：系统加速比=改进前总执行时间/改进后总执行时间=1/(1-fe)+fe/re)
20、Amdahl 定律有 3 个推论：Amdahl 定律表达了一种性能增加的递减规则：如果仅仅对计算机中的某一部分做性能改进，则改进越多，系统获得的效果越小。如果只针对整个任务的一部分进行优化，那么所获得的加速比不大于 1/(1-fe)。Amdahl 定律告诉我们如何衡量一个“好”的计算机系统：具有高性价比的计算机是一个带宽平衡的系统，而不是看它使用的某些部件的性能。在本题中第一种方法 fe=0.2，re=10，系统加速比=1/(1-fe)+fe/re)=1/(1-0.2)+0.2/10)=1.22。第二种方法 fe=0.5，re=1.6，系统加速比=1/(1-fe)+re/re)=1/(1-0.
21、5)+0.5/1.6)=1.23。所以第二种方法效果更好。11.假设单个 CPU 的性能为 1，则由 n 个这种 CPU 组成的多处理机系统的性能 P 为：（分数：1.00）A.B. C.D.解析：本题主要考查多处理机系统的性能上限计算问题，根据计算公式 ，可以看出当 a=0.1 时，公式变为12.以下关于系统性能的叙述中，不正确的是_。A常见的 Web 服务器性能评估方法有基准测试、压力测试和可靠性测试B评价 Web 服务器的主要性能指标有最大并发连接数、响应延迟和吞吐量C对运行系统进行性能评估的主要目的是以更好的性能/价格比更新系统D当系统性能降到基本水平时，需要查找影响性能的瓶颈并消除该
22、瓶颈（分数：1.00）A.B.C. D.解析：本题主要考查系统性能评估的主要方法和需要注意的问题。对运行系统进行评估的主要目的是评价信息系统在性能方面的表现，找出系统可能存在的性能瓶颈。其中，常见的 Web 服务器性能评估方法有基准测试、压力测试和可靠性测试等，评价 Web 服务器的主要性能指标有最大并发连接数、响应延迟和吞吐量等。当系统性能降到基本水平时，需要查找影响性能的瓶颈并消除该瓶颈。13.数据备份是信息系统运行管理时保护数据的重要措施。_可针对上次任何一种备份进行，将上次备份后所有发生变化的数据进行备份，并将备份后的数据进行标记。A增量备份 B差异备份C完全备份 D按需备份（分数：1
23、.00）A. B.C.D.解析：本题考查数据备份的相关知识。数据备份从备份量来分，可以分为完全备份、增量备份、差异备份。 完全备份：备份所有数据。即使两个备份时间点之间数据没有任何变动，所有数据还是会被备份下来。 增量备份：跟完全备份不同，增量备份在做数据备份前会先判断数据的最后修改时间是否比上次备份的时间晚。如果不是，则表示该数据并没有被修改过，这次不需要备份。所以该备份方式，只记录上次备份之后的变动情况，而非完全备份。 差异备份：差异备份与增量备份一样，都只备份变动过的数据。但前者的备份是针对上次完整备份后，曾被更新过的。从以上对备份方式的分析可以得知：增量备份可针对上次任何一种备份进行。
