3)Идея о том, что ос прежде всего система обеспечивающая удобный интерфейс

пользователю соответствует рассмотрению сверху вниз. Другой взгляд снизу

вверх об ОС, как о некотором механизме управляющим всеми частями сложной

системы. Современные вычислительные системы состоят из процессоров, таймеров

дисков накопителей сетевой коммуникационной аппаратура принтеров и др.

устройств в соответствии со вторым подходом функцией ОС является

распределение ресурсов между процессорами, памятью, устройствами и данными

между процессорами конкурирующими за эти ресурсы. ОС должна управлять всеми

ресурсами вычислительной машины таким образом, чтобы обеспечить максимальную

эффективность её функционирования. Критериями эффективности может быть

пропускная способность или реактивность системы. Управление ресурсами

включает решение 2 общих независящих от типа ресурсов задач:

1)планирование ресурсов – т.е. определение кому, когда, а для делимых

ресурсов и в каком количестве необходимо выделить данные ресурсы;

2)отслеживание состояния ресурса, т.е. содерживание оперативной информации

занят или не занят ресурс, а для делимых ресурсов – какое количество ресурсов

уже распределено, а какое свободно. Для решения этих общих задач управления

ресурсами разные ОС используют различные алгоритмы, что в конечном счёте и

определяет их облик в целом, включая характеристики производительности,

область применения и пользовательский интерфейс. Так, например, алгоритм

управления ресурсами в значительной степени определяет – является ли ОС

системой разделения времени, системой пакетной обработки или системой

реального времени.

38.

Классификация сетей. Телекоммуникационные сети.

Телекоммуникационная вычислительная сеть (ТВС) - это сеть обмена и

распределённой обработки информации, образуемая множеством взаимосвязанные

абонентские систем и средствами связи. Средство передачи и обработки

информации ориентированы в ней на коллективное использование общесетевых

ресурсов, аппаратных, информационных, программных.

Абонентская система – это совокупность ЭВМ программного обеспечения

периферийного оборудования, средств связи с коммуникационной подсетью

вычислительной сети выполняющих прикладные процессы.

Коммуникационная подсеть или телекоммуникационная система – представляет

собой совокупность физической среды передачи информации аппаратурных и

программных средств обеспечивающие взаимодействие абонентской системы.

Прикладной процесс – это различные процедуры ввода хранения, обработки и

выдачи информации выполняемые в интересах пользователей и описываемые

прикладными программами.

Умножаемые двоичных чисел наиболее просто реализуют в прямом коде.

Произведение получатся путём сложения частных произведений представляющих

собой разряды множимого сдвинуться влево в соответствии с позициями разрядов

множителя. Частные произведения формируются путём сложения знаковых разрядов

сомножителей. Возможные переносы из знакового разряда игнорируются.

Операции деления, как и в десятичной арифметике являются обратной операцией

умножения.

Классификация ТВС также наиболее характерны функциональные информационные

структурные признаки.

1.По степени территориальной рассредоточенности элементов в сети (абонентских

систем, узлов связи) различают глобальные (государственные), региональные и

локальные вычислительные сети (ГВС, РВС, ЛВС).

2.По характеру реализуемых функций делятся на вычислительные (обработка

информации), информационные (для получения справочных данных по вопросам

пользователей), информационно-вычислительные (смешанные), в которых в

определённом непостоянном соотношении выполняются вычислительные и

информационные функции.

3.По способу управления ТВС делятся на сети с централизованным (в сети

имеется один или несколько управляющих органов) децентрализованным (каждая

автономная абонентская система имеет средство для управления в сети) и

смешенным управлением в которых в определённом сочетании реализованные

принципы централизованного и децентрализованного управления.

39.

Арифметические операции над числами с фиксированной точкой.

1.Сложение и вычисление.

Операция вычитания приводится к операции сложения путём преобразования чисел в

обратный или дополнительный код. Пусть числа а и b>=0, тогда операции

алгебрического сложения выполняется в соответствии с таблицей преобразования

кодов при алгебрическом сложении.

При выполнении сложения цифр необходимо соблюдать следующие правила:

1.Слагаемые должны иметь одинаковое число разрядов, для выравнивания

разрядной сетки слагаемых можно дописывать незначащие нули слева к целой

части числа и незначащие нули справа в дробной части числа.

2.Знаковые разряды чисел участвуют в сложении также, как и значащие.

3.Необходимые преобразования кодов производятся с изменением знаков чисел

приписанные незначащие нули изменяют своё значение при преобразованиях по

общему правилу.

4.При образовании единицы переноса из старшего переноса разряда в случае

использования обратного кода эта единица складывается с младшим числовым

разрядом. При использовании дополнительного кода единицы переноса теряется, в

знак результата формируется автоматически. Результата представляется в том

ходе, в котором представлены исходные слагаемые.

При сложении чисел в обратном и дополнительном коде были получены переносы в

знаковый разряд и из знакового разряда. В случае обратного кода перенос из

знакового разряда требует дополнительного прибавления единицы младшего

разряда, в случае дополнительного кода этот перенос игнорируется.

40.

4)Сетевые ОС.

Сетевая ОС составляет основу любой вычислительной сети. Под сетевой ОС

понимается совокупность ОС отдельных ПК взаимодействующих с целью обмена

сообщениями и разделение ресурсов по единым правилам – протоколы. Вузком

смысле сетевая ОС это ОС отдельного ПК обеспечивающая ему возможность

работать в сети.

Средства управления

Локальными ресурсами

ЛОКАЛЬНАЯ ОС

Серверная Клиентская

часть часть

Средства запроса к доступу и

удалённым

ресурсам и

услугам.

Средства предоста-

вления собственных ресурсов

Коммуникационные

средства

ОБОЛОЧКА

В сетевой ОС, отдельной клиентской машины, можно выделить несколько частей:

1.средства управления локальными ресурсами ПК: функции распределения ОП между

процессами, деспетиризация процессов, функции управления переферийными

устройствами и др. функции управления ресурсами локальной ОС.

2.средство предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование.

Эти средства обеспечивают например блокировку файлов и папок и записей, что

необходимо для совместного использования, ведения справочников имён сетевых

ресурсов, обработка запросов удалённого доступа собственной файловой системе

и базе данных и управление очередями запросов удалённых пользователей своим

периферийным устройством.

3.средство запроса доступа к удалённым ресурсам и использование – клиентская

часть ОС. Эта часть выполняет распознавание и перенаправление в сеть запросов

удалённым ресурсам от приложений и пользователей, при этом запрос поступает

от приложения в локальной форме.

42.

Системная память

1. Иерархический принцип построения и управления структуры ЭВМ.

2. Пирамидальный принцип построения памяти современных ЭВМ.

3. Память первого уровня.

4. КЭШ память и память блокнотного типа.

5. ПЗУ.

6. Управление памятью программы ОС.

1. Иерархический принцип построения и управления характерен не только для

структуры ЭВМ в целом, но и для отдельных её подсистем например: по этому же

принципу строится система памяти ЭВМ.

2. С точки зрения пользователя желательно иметь в ЭВМ оперативную память

большой информационной ёмкости и высокого быстродействия однако одноуровневые

построения памяти не позволяет одновременно удовлетворять этим двум

противоположным требованиям. Память современных ЭВМ строится по

многоуровневому пирамидальному принципу.

3. В состав процессоров может входить сверх оперативное запоминающее

устройство небольшой ёмкости образования несколькими десятками регистров с

быстрым временем доступа (единицы - нана секунды). Здесь обычно хранятся

данные непосредственно используемые в обработке.

4. Следующий уровень образует КЭШ память или память блокнотного типа. Она

представляет собой буферное запоминающее устройство предназначенное для

хранения активных страниц объёмом десятки и сотни килобайт. Время обращения к

данным составляет 10-20 Нс при этом может использоваться ассоциативная

выборка данных. КЭШ память, как долее быстродействующее запоминающее

устройство предназначается для ускорения выборки команд программ и

обрабатываемых данных. Сами же программы пользователей и данные к ним

размещаются в оперативном запоминающем устройстве (ёмкость – миллионы

машинных слов, время выборки до 100 Нс).

5. Часть машинных программ обеспечивающих автоматическое управление

вычислениями и используемых наиболее часто может размещаться в постоянном з/у

(ПЗУ). На более низких уровнях иерархии находятся внешние запоминающиеся

устройства магнитных носителях: на жёстких и гибких магнитных дисках,

магнитных лентах, магнитно-оптических дисках и др. Их отличает наиболее

низкое быстродействие и очень большая ёмкость.

6. Организация заблаговременного обмена информационными потоками между ЗУ

различных уровней при децентрализованном управлении или позволяет

рассматривать иерархию памяти, как единицу абстрактную кажущуюся

(виртуальную) память, согласованная с работой всех уровней обеспечивается под

управлением программ ОС. Пользователь имеет возможность работать с памятью на

много превышающей ёмкость ОЗУ. Децентрализация управления и структуры ЭВМ

позволило перейти к более сложным многопрограммным (мультипрограммным)

режимам. При этом в ЭВМ одновременно обрабатывается несколько программ

пользователей.

43.

Технология сверхбыстрых интегральных схем.

При рассмотрении структуры любой ЭВМ обычно проводят её детализацию, как

правило в структуре ЭВМ выделяют следующие структурные элементы: узлы, блоки

и элементы. Такая детализация соответствует вполне определённым операциям

преобразования информации заложенных в программе пользователя. Нижний уровень

обработки реализует элементы, каждый элемент предназначается для обработки

единичных электрических сигналов соответствующих битам информации. Узлы

обеспечивают одновременную обработку группы сигналов информационных слов.

Блоки реализуют некоторую последовательность в обработке информационных

слов. Функционально обособленную часть Машиных операций (блоки выборки

команд, блоки записи чтения и т.д.) Устройство предназначается для выполнения

отдельных машинных операций и их последовательность. В современных

вычислительных машинах всё строится на комплексах (системах), интегральных

схем (ИС). Электронная микросхема называется интегральной, если её

компоненты и соединения между ними выполнено в едином технологическом цикле,

на едином основании и имеют общую, единую герметизацию и защиту от внешних

воздействий и повреждений. Каждая микросхема представляет собой миниатюрную

электронную схему сформированную послойно в кристалле проводника. В состав

микропроцессорных блоков наборов включаются различные типы микросхем, но все

они должны иметь единый тип межмодульных связей, оснований не стандартизации

параметров сигналов взаимодействии (амплитуда, полярность, длительность

импульсов и т.п.) Основу набора обычно составляют большие интегральные схемы

(БИС) и СБИС. На очереди следует ожидать появление ультро большие

интегральные схемы (УБИС), кроме них обычно используются микросхемы с малой и

средней степенью интеграции (СИС). Функционально микросхемы могут

соответствовать устройству, узлу или блоку, но каждая из них состоит из

комбинаций простейших логических элементов реализующих функции формирования,

преобразования и запоминания сигналов.

44.

Выполнение на ЭВМ вычислительных операций.

Системы счисления называется способ изображения чисел с помощью ограниченного

набора символов имеющих определённые количественные значения. Различают

позиционные и непозиционные системы счисления. В позиционных каждая цифра

числа имеет определённый вес, зависящий от позиции цифры в последовательности

изображающей число. Позиция цифры называется разрядом; в позиционной системе

счисления любое число можно представить в виде

Аn=аm-1·am-2·.·a0·a-1·a-2·...·a-k=am-1·N

Ai-ая – цифра числа.

k – количество цифр в дробной части числа.

m – количество цифр в части числа.

N – основание системы счисления.

Во всех современных ЭВМ для представления числовой информации используется

двоичная система счисления. Это обусловлено: 1) более простой реализацией

алгоритмов выполнения арифметических и логических операций. 2)более надёжной

физической реализацией основных функций, т.к. они имеют всего два состояния 0

и 1. 3) экономичностью аппаратурной реализацией всех схем ЭВМ. Кроме двоичной

системы счисления широкое распространение получили произведения системы.

{0;1} {0;1;2;3;4;5;6;7;}

Двоично-десятичные представления десятичных чисел

{0;1;2;3;4;5;6;7;8;9;}

Перевод дробных чисел.

Целое число с основанием Ni переводится в систему с основанием N2 путём

последовательного деления An1 на основание N2 – до получения остатка.

Полученное частное следует делить на основание N2 и этот процесс надо

повторять до тех пор, пока частное не станет меньше делителя. Полученные

остатки от деления и последнее частое записывается в обратном порядке

полученному при делении; сформированное число и будет являться числом с

основанием N2.

Дробное число с основанием N1 переводится в систему счисления путём

последовательного умножения. An1 на основание N2. При каждом умножении целая

часть произведения берётся в виде очередной цифры соответствующего ряда, а

оставшаяся часть принимается за новое множимое. Число умножений определяет

разрядность полученного результата, представляющего число An1 в системе

счисления A10=0,625.

45.

Процессор ввода/вывода

1.Определение операции ввода/вывода.

2.Проблемы появляющиеся при разработке систем ввода/вывода ЭВМ.

3.Стандартизация интерфейсов ввода/вывода.

4.Концепция виртуальных устройств.

5.Понятие интерфейса.

1. Вычислительные машины помимо процесса основной памяти образующих её

ядро содержит многочисленные периферийные устройства (ПУ), внешние

запоминающие устройства (ВЗУ) и УВВ. Передачи информации с периферийного

устройства в ЭВМ называется операцией ввода, передачей из ЭВМ в ПУ –

операцией вывода.

2. При разработке систем ввода/вывода ЭВМ особое внимание обращается

для решения следующих проблем: должна быть обеспечена возможность реализации

машин с переменным составом оборудования (машин с переменной конфигурацией),

для объективного и высоко производного оборудования в ЭВМ должны

реализовываться одновременная работ процессора над программами и выполнение

периферийными устройствами процессов ввода/вывода, необходимо упростить для

пользователя и стандартизировать программирование операции ввода/вывода,

обеспечить независимость программирования ввода/вывода от особенности того

или иного периферийного устройства. Необходимо обеспечить автоматизированное

распознавание и реакцию ядра ЭВМ на многообразий ситуаций возникающих в

периферийных устройствах (Готовность устройства, отсутствие носителя,

различные нарушения нормальной работы и др.)

3. Стандартизация интерфейсов ввода/вывода привела и возможность гибко

изменять конфигурацию вычислительных машин (количество и состав внешних

устройств) расширять комплект ЭВМ за счёт подключения новых устройств.

4. Затем появилась концепция виртуальных устройств позволяющая

размещать различные типы ЭВМ и операционные системы. Совместимость

распространилась и на работу машин разной конфигурации (можно использовать

соответствующее программное обеспечение и при физическом отсутствии

необходимых устройств). Изменился принцип работы при отсутствии печатающих

устройств файлы направлялись в виртуальное устройство, где и накапливались, а

реально распечатывались на другой машине.

В общем случае для организации проведения обмена данными между двумя

устройствами требуются специальные устройства: 1.специальные управляющие

сигналы и их последовательности, 2.устройство сопряжения, 3. линии связи, 4.

программы реализующие обмен. Весь этот комплекс линий и шин сигналов

электронных схем алгоритмов и программ, предназначенных для осуществления

обмена информации, называется – интерфейсом.