1. Функциональные роли компьютеров в сети 2

2. Шины и интерфейсы. 2

3. Сегментная организация ОП и виртуальная память. 4

5. Архитектура современных процессоров, проблемы роста производительности. 8

6. Связь компьютера с периферийным устройством. 12

7. Методы адресации 14

10. Регистры процессора и его программная модель. 17

11. Классификация архитектур по параллельной обработке данных 20

12. Интерфейсы ЖД, эволюция производительности. 23

13. Система команд и архитектура ЭВМ. 25

14. Способы организации кэш-памяти. 29

15. Многопроцессорные системы, классификация Флинна. 32

16. Магистрально-модульный способ построения ЭВМ 36

17. Тракт данных типичного процессора, система команд 39

18. Синхронный и асинхронный обмен данными, обмен по прерыванию. 41

19. Конвейерная и суперскалярная обработка данных. 42

20.Связь двух компьютеров. 44

21. Структура современного ПК, взаимодействие основных блоков. 45

22. Архитектурные особенности современных процессоров, Hyper Threading и мультиядерность. 46

23. SMP архитектура и ее развитие 46

24.Логическая организация памяти ЭВМ. 47

25. Структура кэш – памяти процессора i486. 50

26. Топология физических связей компьютеров в сети. 51

27. Архитектура NUMA. 51

28. Формат команды процессора i486 и адресация операндов. 52

30. Кластерные архитектуры и проблема связи процессоров в кластерной системе 56

33. Пропускная способность и ее связь с методами кодирования. 59

34. Конвейерная обработка данных 61

35. Когерентность КЭШей. 63

37. Архитектура клиент-сервер 64

38. Отличительные особенности RISC – архитектуры 67

39. Оперативная память ЭВМ, основные параметры. 68

45. Дисковые массивы и уровни RAID 70

51. Внешняя память компьютера 72

54. Классификация компьютерных сетей 77

55. Содержание понятий – транслятор, интерпретатор, компилятор и их связь с организацией вычислительного процесса 80

56. Технология Hyper-Threading  81

59. Закон Амдала и его следствия. 84

61. Производительность процессора и методы ее увеличения 85

1. Функциональные роли компьютеров в сети

В зависимости от того, как распределены функции между компьютерами сети, они могут выступать в трех разных ролях:

Рис.15.4Компьютер, занимающийся исключительно обслуживанием запросов других компьютеров, играет роль выделенного сервера сети.

Рис. 15.5Компьютер, обращающийся с запросами к ресурсам другой машины, играет рольузла-клиента.

Рис. 15.6Компьютер, совмещающий функции клиента и сервера, является одноранговым узлом.

Очевидно, что сеть не может состоять только из клиентских или только из серверных узлов. Сеть может быть построена по одной из трех схем:

сеть на основе одноранговых узлов—одноранговая сеть;

сеть на основе клиентов и серверов — сеть с выделенными серверами;

сеть, включающая узлы всех типов — гибридная сеть.

Каждая из этих схем имеет свои достоинства и недостатки, определяющие их области применения.

2. Шины и интерфейсы.

Интерфейс

Интерфейс - это совокупность программных и аппаратных средств, предназначенных для передачи информации между компонентами ЭВМ и включающих в себя электронные схемы, линии, шины и сигналы адресов, данных и управления, алгоритмы передачи сигналов и правила интерпретации сигналов устройствами.

Интерфейсы характеризуются следующими параметрами:

пропускная способность - количество информации, которая может быть передана через интерфейс в единицу времени;

максимальная частота передачи информационных сигналов через интерфейс;

максимально допустимое расстояние между соединяемыми устройствами;

общее число проводов (линий) в интерфейсе;

информационная ширина интерфейса - число бит или байт данных, передаваемых параллельно через интерфейс.

К динамическим параметрам интерфейсаотносится время передачи отдельного слова и блока данных с учетом продолжительности процедур подготовки и завершения передачи. Разработка систем ввода-вывода требует решения целого ряда проблем, среди которых выделим следующие:

необходимо обеспечить возможность реализации ЭВМ с переменным составом оборудования, в первую очередь, с различным набором устройств ввода-вывода, с тем, чтобы пользователь мог выбирать конфигурацию машины в соответствии с ее назначением, легко добавлять новые устройства и отключать те, в использовании которых он не нуждается;

для эффективного и высокопроизводительного использования оборудования компьютера следует реализовать параллельную во времени работу процессора над вычислительной частью программы и выполнение периферийными устройствами процедур ввода-вывода;

необходимо упростить для пользователя и стандартизовать программирование операций ввода-вывода, обеспечить независимость программирования ввода-вывода от особенностей того или иного периферийного устройства;

в ЭВМ должно быть обеспечено автоматическое распознавание и реакция процессора на многообразие ситуаций, возникающих в УВВ (готовность устройства, отсутствие носителя, различные нарушения нормальной работы и др.).

В простейшем случае процессор, память и многочисленные внешние устройства связаны большим количеством электрических соединений – линий, которые в совокупности принято называтьлокальной магистральюкомпьютера. Внутрилокальной магистралилинии, служащие для передачи сходных сигналов и предназначенные для выполнения сходных функций, принято группировать вшины. При этом понятие шины включает в себя не только набор проводников, но и набор жестко заданных протоколов, определяющий перечень сообщений, который может быть передан с помощью электрических сигналов по этим проводникам. В современных компьютерах выделяют как минимум три шины:

шину данных, состоящую из линий данных и служащую для передачи информации между процессором и памятью, процессором и устройствами ввода-вывода, памятью и внешними устройствами;

адресную шину, состоящую из линий адреса и служащую для задания адреса ячейки памяти или указания устройства ввода-вывода, участвующих в обмене информацией;

шину управления, состоящую из линий управления локальной магистралью и линий ее состояния, определяющих поведение локальной магистрали. В некоторых архитектурных решениях линии состояния выносятся из этой шины в отдельную шину состояния.

Количество линий, входящих в состав шины, принято называть разрядностью(шириной) этой шины. Ширинаадресной шины, например, определяет максимальный размер оперативной памяти, которая может быть установлена в вычислительной системе. Ширинашины данныхопределяет максимальный объем информации, которая за один раз может быть получена или передана по этой шине.

Операции обмена информацией осуществляются при одновременном участии всех шин.