Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

voprosy_s_otvetami.doc

Скачиваний:

Добавлен:

01.07.2025

Размер:

168.96 Кб

Скачать

☆

1 / 51 2 3 4 5 > Следующая >>>

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ ПО ПРЕДМЕТУ «УСТАНОВКА И КОНФИГУРИРОВАНИЕ ПЕРИФЕРИЙНОГО ОБОРУДОВАНИЯ». гр.э31-11

2013/14 учебный год.

ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ.

Тема1. Обобщенная структура эвм.

1.Центр.часть: размещение, состав и назначение. Назначение и работа центрального процессора, упрощенная структура машинной команды, система команд.

Все устройства,входящие в состав ЭВМ условно можно разделить на две большие группы:

-центральная часть ЭВМ;

-периферийные устройства.

Центральная часть.

Конструктивно располагается на материнской или системной плате.

Назначение: протекает вычислительный процесс и программное управление всеми устройствами ЭВМ.

Состав:

Микропроцессор (МП)
Внутренняя память
Системные контроллеры
Адаптеры некоторых периферийных устройств, устанавливаемые в слоты расширения на отдельных платах (видеоадаптер).

Микропроцессор.

Предназначен для автоматической выборки программы из ОП, расшифровки и исполнения.

Микропроцессор исполняет программу на машинном языке.

Программа состоит из отдельных машинных команд или инструкций. Каждая машинная команда содержит информацию, необходимую для выполнения одной машинной команды.

Пример:2-х адресная машинная команда.

КОП

А1

А2

КОП – код операции

А1 и А2 – адреса операндов

2.Технические характеристики процессоров: понятие, возможные значения, тенденция изменения.

Микропроцессор может выполнять более 300 различных машинных операций. Этот перечень называется системой команд.

В систему входят операции:

1) над числами с фиксированной запятой (целыми);

2)операции над числами с плавающей запятой(с целой и дробной частью);

3)Операции управления: безусловный переход, условный переход, останов;

4) операции над текстовыми данными;

5) логические операции над битовыми данными( беззнаковыми двоичными числами).

6)операции ввода-вывода.

В микропроцессоре есть счетчик адресов команд (PC), который показывает процессору адрес памяти, откуда надо выбрать очередную команду для выполнения. Перед началом выполнения какой-либо программы в этот счетчик загружается начальный адрес этой программы в оперативной памяти.

В каждом цикле своей работы процессор выбирает команду, расшифровывает и исполняет.После исполнения каждой команды содержимое счетчика увеличивается на длину команды в байтах и в счетчике образуется адрес следующей команды программы.

Управляющие сигналы на выходе дешифраторов используются для управления работой основных компонентов процессора.

Все виды операций с 1-ой по 5-ю исполняются микропроцессором,а операции ввода-вывода исполняются периферийными устройствами под управлением адаптеров. Для работы работой адаптеров используются специальные программы,называемые драйверами.

Тема 2. Подсистема памяти.

3. Оперативная память: назначение, двухуровневая структура. DRAM:название, назначение, запоминающий элемент, технические характеристики.

ОП хранит оперативную информацию: ядро ОС, активные программы, запущенные пользователем. Современные ОС имеют многопрограммные режимы,т.е. одновременно могут выполняться несколько программ.Каждой активной программе в ОП выделяется своя рабочая область-раздел.ОП состоит из динамической памяти DRAM и КЭШ-памяти(SRAM).

DRAM – Dynamic Random Access Memory(Динамическая память с произвольным доступом).

ОП делится на байты. Каждый байт имеет порядковый номер – адрес байта.

Числа могут занимать несколько байт:адрес числа-порядковый номер первого байта,занимаемого числом.

порядковый номер байта в двойном слове(4байта)

старший байт младший байт

Многоуровневая память позволяет заменить обращение к динамической медленной памяти, на обращение к быстрой статической памяти и тем самым сократить время выполнения операций обращения к оперативной памяти,а следовательно повысить производительность подсистемы памяти и ЭВМ,в целом.

4.Кэш-память: название, назначение, логическая организация, структура адреса, выполнение операции чтения, понятие «промаха» и «попадания», цель использования КЭШ.

Верхний уровень - КЭШ-память.Это сверхоперативная память небольшого объема. Она в тысячу раз меньше динамической памяти. Например,если

динамическая - 512 Мб, то кэш-память - 512 кб.

КЭШ-память строится на микросхемах статической памяти.Время обращения может составлять 0.29 нс при частоте МП 3.4 Ггц. Запоминающий элемент представляет собой триггер. Схема сравнительно сложная,плотность упаковки элементов в кристалле микросхемы высокоя,большое тепловыделение,большая стоимость.

В КЭШ-памяти хранится небольшая часть информации из оперативной памяти, которая потребуется в ближайшем ряде операций.

При выполнении операций обращения к памяти сначала проверяется наличие нужной информации в КЭШ-памяти.Если нужная информация найдена в КЭШ-памяти,то это называется «попадание» и выполнение операции чтения на этом заканчивается.Если нужная информация в КЭШ-памяти отсутствует,то это называется «промах» и операция продолжается:выполняется обращение к динамической памяти.

КЭШ-память по своей логической структуре представляет собой одну страницу оперативной памяти, т.е. имеет такую же ёмкость, количество столбцов и строк. Это позволяет пользоваться одним и тем же адресом для обращения и к оперативной памяти, и к КЭШ-памяти( рис.1). Данные из оперативной памяти в КЭШ-память записываются на то же место на странице. Кроме памяти для хранения данных КЭШ-память имеет вспомогательную память – теговую память (TAG). Теговая память имеет столько ячеек, сколько машинных слов в КЭШ-памяти. При записи данных в КЭШ-память в соответствующую адресу данных ячейку теговой памяти записывается № страницы, с которой данные поступили в КЭШ-память. При поиске данных в КЭШ по адресу памяти можно найти соответствующую ячейку теговой памяти и проверить соответствие № страницы данных из КЭШ-памяти искомым данным.

№страницы

№столбца

№строки

В современных устройствах памяти используется многоканальная структура КЭШ-памяти и эффективные алгоритмы загрузки,что обеспечивает вероятность попадания более 90%. Каждый канал многоканальной КЭШ-памяти представляет собой одну страницу динамической памяти, т.обр. многоканальная КЭШ по структуре – многостраничная КЭШ. Функция дополнительных страниц – дублирующая. Это значит, что если при записи информации в КЭШ-память нужное место на первой странице занято, то информация записывается на соответствующее место на второй странице и т.д.

5. Запоминающий элемент статической памяти, принцип хранения, достоинства, недостатки.

Статические ЗУ в 4…5 раз дороже динамических и приблизительно во столько же раз меньше по информационной ёмкости. Их достоинством является высокое быстродействие. Область применения относительно дорогостоящих статических ОЗУ в системах обработки информации определяется именно их высоким быстродействием. Типичной областью применения статических ОЗУ в ЭВМ являются схемы КЭШ-памяти.

6.Виды КЭШ-памяти. Обозначение, назначение, особенности, технические характеристики, примеры.

Различают кэш 1-го,2-го и 3-го уровня.

Кэш 1-го уровня является внутренним КЭШем МП.Он предназначен для хранения небольшого количества команд(кэш команд) и данных(кэш данных),имеетнебольшую емкость (примерно в 10 раз меньше емкости КЭШа 2-го уровня) и высокое быстродействие.Например у МП Pentium4 емкость Кэша 1-го уровня составляет 20 Кбайт и время обращения 0.28 нс,у Athlon XP емкость КЭШа 1-го уровня составляет 128Кбайт и время обращения-0.45нс.

Начиная с 99-го года кэш 2-го уровня была интегрирована в процессорное ядро наравне с кэш 1-го уровня,она работает на полной частоте МП,обеспечивая более высокую производительность,чем при установке кэш на системную плату.

Большинство контроллеров кэш памяти имеют ограничение на объём кэшируемой памяти от 512 мбайт до 4 Гбайт,что снижает производительность памяти при большем её объёме.

В 2001 году в МП для серверов и рабочих станций (Xeon и Itanium)была представлена кэш 3-го уровня емкостью 2 мбайта.В последующем от него отказались,а значительно увеличили Кэш 2-го уровня.

7.ПЗУ: назначение, современные микросхемы ПЗУ, их обозначение, понятие стирания и программирования ПЗУ. Место и роль ПЗУ в ПК.

Постоянное перепрограммируемое полупроводниковое запоминающее устройство.Наиболее распространенные микросхемы памяти –это EEPROM – Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory – Электрически стираемая программируемая постоянная память.Информацию в этих микросхемах можно стирать и перепрограммировать непосредственно в компьютере без специального оборудования с помощью программы обновления BIOS.

На системной плате находится ПЗУ, в котором хранится системный BIOS.

На платах некоторых адаптеров находятся ПЗУ, хранящие их собственный BIOS и драйверы тех плат,которые должны быть активизированы на раннем этапе начальной загрузки. Свой BIOS могут иметь видеокарты, адаптеры жестких дисков.

8.BIOS: название, состав, форма хранения и её преимущества, примеры функций. Понятие подпрограммы.

Base Input-output System – базовая система ввода-вывода.

Это набор подпрограмм, описывающих стандартные процедуры доступа к портам адаптеров и контроллеров периферийных устройств для выполнения операции ввода-вывода.Они проверяют состояние периферийных устройств и их адаптнров ,загружают в регистры адаптеров управляющую информацию,необходимую для выполнения операции ввода-вывода.

Эти подпрограммы хранятся на машинно-ориентированном языке (занимают мало места и быстро выполняются).

Функции BIOS представляют собой подпрограммы-это программы, работающие по вызову из других программ. Функции BIOS вызываются драйверами и другими программами ОС при выполнении операций ввода-вывода. Для вызова и выполнения функций BIOS используют команду Interrupt – команда прерывания.

Пример: Int <номер прерывания>

Процессор по этой команде прерывает выполнение основной программы, переходит на выполнение подпрограммы для какой-либо операции и возвращается на выполнение основной программы на то же место.

Драйвер

Накопитель на жесткий диск

Выполнение основной программы