28. Системные интерфейсы и интерфейсы внешних устройств.

Интерфейс-совокупность программных и аппаратных средств, предназначенных для передачи информации между компонентами. Внутренние( системные) интерфейсы-интерфейсы те. устройств, кот. нах-ся внутри выч. устройства.

1) ISA- 8 разрядная, использовалась на PC XT. Тактовая частота шин 8,33 МГц.

2) EISA- 32 разрядная, совместима с ISA за счет 2-этаж. конструирования контакта.

3) VESA- шина, разработанная для видеоадаптера . 32 разр.

4)PCI- разработана INTEL. Тактовая частота шины 3.3 МГЦ. 32 разрядная.

5) AGP

6) PCI-EXPRESSконцепция как у PCI. Канал, связ. устройство с концентратором PCI-express, предст. собой совокупность дуплексных линий связи. Канал может состоять из нескольких полос.

7) Hyper Transport

8)Rapid IO 9)Star Fabric

интерфейсы внешних устройств:

1) RS-232 C(используется для приборов где не треб. выс. скорости передачи)

2) LPT 25pin. 3 режима работы:1) стандартный,2) EPP 3)ECP. стандартоно предназначен только для посторонней передачи( компьютер принтер) EPP- может передовать инф-ию двусторонее на ск. 2mb/c . ECP-исользуется сжатие данных .

3)

IrDA-инфракр. порт.

4)USB-информация передается только в 1 направлении.

29. Вычислительные системы. Классификация вс.

Выч. система – совокупность взаимосвязанных процессоров или ЭВМ , перифер. оборудования и ПО, предн. для сбора, хранения, обработки информации. Отличие от ЭВМ-наличие нескл вычислителей, реализующих параллельную обработку. Способы повышения производ-ти выч сист:1) совершенствование элементной базы 2) структурный способ 3) математические методы.

Классификация ВС. 1) по назначению: универсальн, спеиализированные. 2) по типу вычислит. систем: 2.1 режим повышенной надежности: одна из машин выполняет вычисления, дургая находиться в режиме горячего или холодного резерва 2.2 режим, когда обе выч.маш. обесп. параеллельн режим вычилсения. 3) по типу ЭВМ: однородные, неоднородные 4) по методам управления элементами выч. систем: централизованные, децентрализованные, со смешанным управлением.5) Классикация Флинна.

30. Классификация архитектур вс Флина.

Согласно этой классификации сущест-ет 4 основные архитектуры основанных на 2 характеристиках ор-ии процесса обработки: количество потоков команд и кол-во потоков данных.

1)SISD-1 поток команд и 1 поток данные. по такой арх. построены все 2 процессорные системы.

2) Архитектура SIMD предполагает создание структур векторной или матричной обработки. Системы построенные по такой архитектуре являются однородными (все процессоры одинаковые).Данные вычислительные системы хорошо решают задачи обработки матриц и векторов, и соответственно линейные и нелинейные алгебраические дифференциальные уравнения. В результате подобные системы имеют матричную структуру.

3) Архитектура MISD это построение своеобразного процессорного конвейера, в котором результаты обработки передаются от одного процессора к другому. При всей очевидной выгодности подобной архитектуры эти системы не получили широкого распространения, так как в универсальных задачах очень сложно выделить регулярный характер обработки. И на практике нельзя обеспечить большую длину конвейера при котором достигается наивысший эффект.

Однако данная схема нашла применение в обычных ЭВМ, когда каждый из функциональных блоков выполняет свою часть в общем цикле обработки команды. А так же в скалярных процессорах супер-ЭВМ для эмуляции режимов матричной обработки данных.

4) Архитектура MIMD предполагает что все вычислители системы работают по своим программам и собственным потокам команд. В простейшем случае вычислители могут быть автономны и независимы (вычислительная сеть, многомашинные вычислительные комплексы). Однако наибольший интерес данная архитектура представляет с точки зрения согласования работы ЭВМ (процессоров), когда каждый элемент выполняет часть общей задачи.

31.Способы организации параллельной обработки информации. Суперскалярность. Конвейеры.

Общий метод увеличения производительности – организация параллельной обработки информации, т. е. одновременное решение задач или совмещение во времени этапов решения одной задачи.

Способы организации. Во всем многообразии способов организации параллельной обработки можно выделить три основных направления: • совмещение во времени различных этапов разных задач; • одновременное решение различных задач пли частей одной задачи; • конвейерная обработка информации.

Первый путь – совмещение во времени этапов решения разных задач – это мультипрограммная обработка информации. Мультипрограммная обработка возможна даже в однопроцессорной ЭВМ и широко используется в современных СОД.  Второй путь – одновременное решение различных задач или частей одной задачи – возможен только при наличии нескольких обрабатывающих устройств. При этом используются те или иные особенности задач или потоков задач, что позволяет осуществить тот или иной параллелизм. Можно выделить несколько типов параллелизма, отражающих эти особенности.

Типы параллелизма: 1. Естественный параллелизм независимых задач заключается в том, что в систему поступает непрерывный поток не связанных между собой задач, т. е. решение любой задачи не зависит от результатов решения других задач. В этом случае использование нескольких обрабатывающих устройств при любом способе комплексирования (косвенном или прямом) повышает производительность системы. 2. Параллелизм независимых ветвей – один из наиболее распространенных типов параллелизма в обработке информации. Суть его заключается в том, что при решении большой задачи могут быть выделены отдельные независимые части – ветви программы, которые при наличии нескольких обрабатывающих устройств могут выполняться параллельно и независимо друг от друга. Двумя независимыми ветвями программы будем считать такие части задачи, при выполнении которых выполняются следующие условия: 1. ни одна из входных для ветви программы величин не является выходной величиной другой программы (отсутствие функциональных связей); 2. для обеих ветвей программы не должна производиться запись в одни и те же ячейки памяти (отсутствие связи по использованию одних и тех же полей оперативной памяти); 3. условия выполнения одной ветви не зависят от результатов или признаков, полученных при выполнении другой ветви (независимость по управлению); 4. обе ветви должны выполняться по разным блокам программы (программная независимость). 3. Параллелизм объектов или данных имеет место тогда, когда по одной и той же (или почти по одной и той же) программе должна обрабатываться некоторая совокупность данных, поступающих в систему одновременно. Это могут быть, например, задачи обработки сигналов от радиолокационной станции: все сигналы обрабатываются по одной и той же программе. Другой пример – обработка информации от датчиков, измеряющих одновременно один и тот же параметр и установленных на нескольких однотипных объектах. Программы обработки данных могут быть различного объема и сложности, начиная от очень простых, содержащих несколько операций, до больших программ в сотни и тысячи операций. Конве́йер — это способ организации вычислений, используемый в современных процессорахиконтроллерахс целью повышения их производительности (увеличения числа инструкций, выполняемых в единицу времени), технология, используемая при разработкекомпьютерови других цифровых электронных устройств.

Идея заключается в разделении обработки компьютерной инструкции на последовательность независимых стадий с сохранением результатов в конце каждой стадии. Это позволяет управляющим цепям процессора получать инструкции со скоростью самой медленной стадии обработки, однако при этом намного быстрее, чем при выполнении эксклюзивной полной обработки каждой инструкции от начала до конца Суперскалярность — архитектуравычислительного ядра, использующая несколько декодеровкоманд, которые могут загружать работой множествоисполнительных блоков. Планирование исполнения потока команд является динамическим и осуществляется самим вычислительным ядром