48 Основные принципы построения эвм (по фон Нейману)

В 1945 г. американским ученым Джоном Фон Нейманом были сформулированы основные принципы построения ЭВМ. По эти принципам работают современные ЭВМ.

1. Принциппрограммного управления:программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически, друг за другом, в определенной последовательности.

2. Принцип однородности памяти:программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти: число, текст, дата и т.д.

3. Принцип адресности:структурно оперативная память ЗУ состоит из пронумерованных ячеек. Процессору в любой момент времени доступна любая ячейка.

4. Принцип двоичного представления:вся информация хранится в двоичном коде.

49 Операционная система. Функции ос

Операционная система, ОС (англ. operatingsystem) — базовый комплекс компьютерных программ, обеспечивающий управление аппаратными средствами компьютера, работу с файлами, ввод и вывод данных, а также выполнение прикладных программ и утилит.

Основные функции (простейшие ОС):

• Загрузка приложений в оперативную память и их выполнение;

• Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода);

• Управление оперативной памятью (распределение между программами, виртуальная память);

• Управление энергонезависимой памятью (жесткий диск, CDиDVDдиски и т.д.), как правило с помощью файловой системы;

• Пользовательский интерфейс (интерфейс - совокупность аппаратуры и программных средств, необходимых для подключения периферийных устройств к компьютеру);

Дополнительные функции (развитые современные ОС):

• Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность);

• Взаимодействие между процессами;

• Межмашинное взаимодействие (компьютерная сеть);

• Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от зловредных действий пользователей или приложений (несанкционированный доступ);

Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы.

50 Организация файловой структуры

Все современные дисковые операционные системы обеспечивают создание файловой системы, предназначенной для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним.. Для того, чтобы данные могли быть записаны на диск, его поверхность необходимо структурировать -т.е. разделить на сектора и дорожки. Дорожки - это концентрические окружности, покрывающие поверхность диска. Ближайшей к краю диска дорожке присвоен номер 0, следующей за ней - 1 и т.д. Если дискета двусторонняя, то пронумерованы обе ее стороны. Номер первой стороны - 0, номер второй - 1.

Каждая дорожка разбивается на участки, называемые секторами. Секторам также присваиваются номера. Первому сектору на дорожке присваивается номер 1, второму - 2 и т.д.

Жесткий диск состоит из одной или нескольких круглых пластин. Для хранения информации используются обе поверхности пластины. Каждая поверхность разбивается на дорожки, дорожки, в свою очередь, - на сектора. Дорожки одинакового радиуса составляют цилиндр. Таким образом, все нулевые дорожки составляют цилиндр с номером ноль, дорожки с номером 1 - цилиндр с номером 1 и т.д.

Поэтому поверхность жесткого диска можно рассматривать как трехмерную матрицу, измерениями которой являются номера поверхности, цилиндра и сектора. Под цилиндром понимается совокупность всех дорожек, принадлежащих разным поверхностям и находящихся на равном удалении от оси вращения.

Наименьшей физической единицей хранения данных является сектор. Размер сектора равен 512 байт. Поскольку размер FAT-таблицы ограничен, то для дисков, размер которых превышает 32 Мбайт, обеспечить адресацию к каждому отдельному сектору не представляется возможным. В связи с этим группы секторов условно объединяются в кластеры. Кластер является наименьшей единицей адресации к данным. Размер кластера, в отличие от размера сектора, не фиксирован и зависит от емкости диска.

Использование кластеров большой длины имеет положительные стороны:

• Уменьшает фрагментирование диска.

• Уменьшается размер FAT– таблицы, что увеличивает быстродействие.

Отрицательные стороны увеличения размеров кластеров:

• Неэффективное использование пространства диска, при наличии большого числа файлов небольшой длины, поскольку любой файл (даже очень маленький) полностью оккупирует весь кластер. Даже если файл достаточно велик и располагается в нескольких кластерах, все равно в его конце образуется некий остаток, нерационально расходующий целый кластер.

Для современных жестких дисков потери, связанные с неэффективностью файловой системы, весьма значительны и могут составлять от 25% до 40% полной емкости диска, в зависимости от среднего размера хранящихся файлов.