Контрольные вопросы по теме 6

1. Что такое вычислительная система (ВС).

2. Какие цели преследует создание ВС.

3. Какие отличительные особенности ВС от классических ЭВМ.

4. Расскажите о многомашинных ВС.

5. Расскажите о многопроцессорной архитектуре.

6. Расскажите об уровнях комплексирования.

7. Охарактеризуйте одиночный поток команд — одиночный поток дан­ных (ОКОД).

8. Охарактеризуйте одиночный поток команд — множественный поток данных (ОКМД).

9. Охарактеризуйте множественный поток команд — одиночный поток данных (МКОД).

10. Охарактеризуйте множественный поток команд — множественный поток данных (МКМД).

11. Чем многомашинные ВС отличаются от многопроцессорных?

12. Приведите характеристику каждого из четырех классов архитектуры ВС согласно классификации по режиму выполнения?

13. Какие уровни комплексирования ЭВМ вам известны?

14. Чем отличаются многомашинные ВС от многопроцессорных ВС.

15. На какие классы подразделяются многопроцессорные параллель­ные ВС?

16. Что такое кластеры и какими преимуществами они обладают?

17. Что такое коммутационные среды? Приведите примеры коммута­торов.

18. Охарактеризуйте стратегии управления иерархической памятью.

19. Что такое вычислительные системы и каковы их разновидности?

20. Охарактеризуйте принципы функционирования машин типа wavefroni и reduction.

21. Назовите основные классы и подклассы вычислительных машин и дай­те их сравнительную характеристику.

22. Дайте общую характеристику и определите область использования суперЭВМ и мэйнфреймов.

Тест 6

Лекция 18

Тема 7: Особенности реализации оперативной памяти в компьютерах типа ibm pc

Тема лекции: Электронная память

План лекции:

7.1 Виды электронной памяти

7.2 Структура оперативной памяти

7.3 Кеширование оперативной памяти

7.1 Виды электронная память

Электронная память применяется практически во всех подсистемах PC, высту­пая в качестве оперативной памяти, кэш-памяти, постоянной памяти, полупо­стоянной памяти, буферной памяти, внешней памяти.

Основная, или оперативная, память (main memory) компьютера используется для оперативного обмена информацией (командами и данными) между процес­сором, внешней памятью (например, дисковой) и периферийными подсистема­ми (графика, ввод-вывод, коммуникации и т. п.). Ее другое название — ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) — примерно соответствует англий­скому термину RAM (Random Access Memory — память с произвольным досту­пом). Произвольность доступа подразумевает возможность операций записи в любую ячейку ОЗУ или чтения любой ячейки ОЗУ в произвольном порядке.

Требования, предъявляемые к основной памяти:

• большой (для электронной памяти) объем, исчисляемый уже десятками — сотнями мегабайт и даже гигабайтами;

• быстродействие и производительность, позволяющие реализовать вычисли­тельную мощность современных процессоров;

• высокая надежность хранения данных — ошибка даже в одном бите, в прин­ципе, может привести к ошибкам вычислений, к искажению и потере дан­ных, причем иногда и на внешних носителях.

Кэш-память (cache memory) — сверхоперативная память (СОЗУ), является бу­фером между ОЗУ и ее «клиентами» — процессором (одним или несколькими) и другими абонентами системной шины. Кэш-память не является самостоя­тельным хранилищем; информация в ней не адресуема клиентами подсистемы памяти, присутствие кэша для них «прозрачно». Кэш хранит копии блоков дан­ных тех областей ОЗУ, к которым происходили последние обращения, и весьма вероятное последующее обращение к тем же данным будет обслужено кэш-па­мятью существенно быстрее, чем оперативной памятью и, следовательно, выигрыш в производительности памяти и ком­пьютера в целом. Современные процессоры располагают встроенным кэшем.

Постоянная память используется для энергонезависимого хранения систем­ной информации — BIOS, таблиц знакогенераторов и т. п. Эта память при обычной работе компьютера только считывается, а запись в нее осуществляется специальными устройствами — про­грамматорами. Отсюда и ее название — ROM (Read Only Memory — память только для чтения), или ПЗУ (постоянное запоминающее устройство). Требуе­мый объем памяти этого типа невелик: например, объем BIOS PC/XT состав­лял 8 Кбайт, в современных компьютерах типовое значение от 128.Кбайт до 2 Мбайт. Быстродействие постоянной памяти обычно ниже, чем оперативной. В последние годы постоянную память вытесняют флэш-память, запись в кото­рую возможна в самом компьютере в специальном режиме работы, и другие типы энергонезависимой памяти (EEPROM, FRAM).

Полупостоянная память в основном используется для хранения информа­ции о конфигурации компьютера. Традиционная память конфигурации вместе с часами-календарем (CMOS Memory и CMOS RTC) имеет объем несколько десятков байт, ESCD (Extended System Configuration Data) — область энерго­независимой памяти, используемая для конфигурирования устройств Plug and Play, — несколько килобайт. Сохранность данных CMOS-памяти при отключе­нии питания компьютера обеспечивается маломощной внутренней батарейкой или аккумулятором. В качестве полупостоянной применяется и энергонезависи­мая память с произвольным доступом (Non-Volatile Random Access Memory, NVRAM), которая хранит информацию и при отсутствии питания.

Буферная память различных адаптеров и контроллеров (коммуникационных, дисковых и пр.) обычно разделяется между процессором и контроллерами устройств. К этой памяти относятся и 16-байтные FIFO-буферы СОМ-портов, и несколько мегабайтные кэш-буфе­ры высокопроизводительных устройств хранения. Специфическим типом бу­ферной памяти является видеопамять дисплейного адаптера — к ней произ­водятся интенсивные обращения со стороны центрального процессора и графического акселератора одновременно с непрерывным процессом регене­рации изображения.

Электронная память применяется и в качестве внешней памяти — на флэш-кар­тах с различными интерфейсами и конструктивами.