методические указания по контрольной работе / Программа, методические указания и контрольные задания
.pdfМетодические указания
При работе над темой необходимо уяснить, какова цель организации мультипрограммного режима работы ЭВМ и какими аппаратурными и программными средствами обеспечивается реализация этого режима. Требуется знать принципы, использовании при построении систем разделения времени и систем виртуальных машин. Необходимо иметь представление о способе реализации динамической модификации архитектуры ЭВМ средствами динамического микропрограммирования. Требуется знать, каким образом согласуется производительности процессора и быстродействия оперативной памяти. Надо знать, какие режимы защиты памяти существуют и в чем их различие. Необходимо знать, как реализуется конвейерная обработка запросов на доступ к оперативной памяти. Требуется представлять, каким образом сегментно-ограниченная виртуальная память способствует более эффективному использованию оперативной памяти и облегчает труд программистов? Надо уяснить различие алгоритмов физически реализуемых и нереализуемых алгоритмов замещения страниц, и каким образом можно использовать физически нереализуемые алгоритмы замещения страниц [1, с.431-489].
Вопросы для самопроверки к теме 7.
1.Какова цель организации мультипрограммного режима работы ЭВМ и какими аппаратурными и программными средствами обеспечивается реализация этого режима?
2.Какова структура и принципы действия вычислительных систем с разделением времени?
3.В чем заключается принцип виртуального ресурса и что такое система виртуальных машин?
4.Каким образом можно реализовать динамическую модификацию архитектуры ЭВМ средствами динамического микропрограммирования?
11
5.Какие основные проблемы возникают при организации памяти мультипрограммных систем?
6.Как осуществляется согласование пропускной способности процессора и
памяти ЭВМ? Что такое КЭШ-память?
7.Как организуется работа памяти в режиме многоабонентного обслуживания?
8.Что такое динамическое распределение памяти?
9.Что такое виртуальная память и как она организована? Каким образом сегментно-страничная виртуальная память способствует более эффективному использованию оперативной памяти и облегчает труд программистов?
10.Какие режимы памяти существуют и в чем их различие?
11.Как реализуется конвейерная обработка запросов на доступ к оперативной памяти?
12.Какие основные алгоритмы управления многоуровневой памятью используются? В чем различие физически реализуемых и нереализуемых алгоритмов замещения страниц, и каким образом можно использовать физически нереализуемые алгоритмы замещения страниц?
ТЕМА 8. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ МНОГОМАШИННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ.
Понятие многомашинной и многопроцессорной вычислительной системы и комплекса. Методы и средства организаций многомашинные и многопроцессорных вычислительных комплексов, Особенности организации отказо-устойчивых многопроцессорных вычислительных комплексов Типы структур многопроцессорных вычислительных систем ориентированных на достижение высокой производительности. Конвейерно-
12
векторные суперЭВМ. Концепция вычислительных систем с управляемым потоком данных.
Методические указания
При работе нал темой необходимо уяснить различия в структурах и назначении многомашинных и многопроцессорных систем и комплексов, а также, какой из комплексов - многомашинный или многопроцессорный - и почему предпочтительнее для использования при параллельной обработке потока задач: со слабыми информационными связями, требующих интенсивного обмена промежуточными данными в процессе решения задач. Необходимо представлять, какие методы и средства могут использоваться при организации многомашинных и многопроцессорных вычислительных комплексов. Требуется знать, почему в системах с автоматической реконфигурацией предпочтительнее использование многопроцессорных структур. Необходимо знать, какие подходы и структуры используются при построении суперЭВМ [1, с 489-527].
Вопросы для самопроверки к теме 8.
1. В чем заключаются различия в структурах и назначении многомашинных и многопроцессорных систем и комплексов? Какой из комплексов многомашинный или многопроцессорный – и почему предпочтительнее для использования при параллельной обработке потока задач: 1) со слабыми информационными связями; 2) требующих интенсивного обмена промежуточными данными в процессе решения задач?
2. Какие методы и средства могут использоваться при организации многомашинных и многопроцессорных вычислительных комплексов?
3.Каковы особенности организации отказоустойчивых многопроцессорных комплексов и почему в системах с автоматической реконфигурацией предпочтительнее использование многопроцессорных устройств?
4. Какие типы структур используются при построении многопроцессорных
13
вычислительных систем ориентированных на достижение высокой производительности? Что такое конвейерно-векторные суперЭВМ?
5. В чем состоит концепция вычислительных систем с управляемым потоком данных? Как данные (операнды) и соответствующие команды находят друг друга в вычислительных системах с управляемым потоком данных?
ТЕМА 9. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ
Общие сведения о вычислительных сетях (ВС), классификация вычислительных сетей. Методы передачи данных по каналам связи, виды и способы коммутации при организации передачи данных в ВС. Понятие об эталонной семиуровневой модели ВС. Протоколы, их назначение и изменение. ЛВС, их виды и способы организации.
Методические указания
При изучении темы необходимо уяснить цели, задачи и способы организации вычислительных сетей, их назначение, изучить методы и способы организации передачи данных в ВС. Следует уяснить цель и назначение эталонов модели ВОС, осмыслить её структуру и особенности практического применения. Необходимо уяснить роль эталонов в управлении передачей данных в ВС, их виды и особенности. Следует представлять специфику локальных вычислительных сетей (ЛВС), способы их организации, достоинства и недостатки ЛВС с различными видами конфигурации.
Вопросы для самопроверки к теме 9.
1.Каково назначение ВС и каковы принципы их классификации? Какие методы передачи данных используются в ЛС, и какие способы коммутации находят изменение в ВС?
2.Что такое эталонная модель ВОС, цели её создания и особенности практического использования.
14
3.Что такое протоколы передачи данных в ВС, каково их назначение и использование?
4.Что такое ЛВС, какие виды технологии ЛВС существуют? Дайте их сравнительную характеристику.
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
Студент должен выполнять тот вариант контрольных заданий, номер которого совпадает с последней цифрой номера зачетной книжки. Условие задачи должно быть записано в тетрадь полностью, а все расчеты должны быть представлены со всеми промежуточными выкладками с соответствующими комментариями и пояснениями. Работа оформляется на листах формата А-4 машинописным текстом.
Задание 1. Системы счисления
Даны 4 числа: двоичное, восьмеричное, десятичное и шестнадцатеричное.
1.Двоичное число перевести в шестнадцатеричную и восьмеричную систему счисления.
2.Восьмеричное и шестнадцатеричное число перевести в двоичную систему счисления.
3.Десятичное число перевести в шестнадцатеричную, восьмеричную и двоичную системы счисления методами деления и умножения
4.Двоичное, восьмеричное и шестнадцатеричное числа перевести в десятичную систему счисления методом полинома, результат представить в виде десятичной дроби до 4-го знака после запятой.
Варианты заданий:
1.10111,11; 721,2; 333,78; С49,9;
2.10101,01; 777,3; 311,59; 1AF,D;
3.10001,11; 456,5; 515,65; 2FC,6
4.11101,01; 657,5; 321,89; 6DB,A
5.10101,10; 633,44; 741,12; 55F,B
6.10011,11; 342,0; 376,43; 35Е,Е;
7.110110,01; 635,7; 529,37; 28С,В;
8.11001,10; 463,5; 457,51; F11,D;
9.01011,01; 505,7; 369,77; ААВ,1;
10.10100,10; 605,7; 299,28; 1F7,C;
15
Задание 2. Сложение с фиксированной запятой
1.Перевести заданные десятичные числа в двоичную систему счисления.
2.Представить полученные двоичные числа в прямом, обратном и дополнительном модифицированных кодах в формате с фиксированной запятой (разрядность выбрать самостоятельно).
3.Выполнить операции сложения и вычитания в прямом, обратном и дополнительных кодах. Если возникает переполнение, расширить разрядную сетку. Результаты перевести в десятичную систему.
Варианты заданий: |
|
|
|
|
1. +127 -34; |
3. -79 +192; |
5. +27 -73; |
7. -95 -101; |
9. -42-113; |
2. +165 -28; |
4. +213 -58; |
6. -47 -200; |
8. +225-217; |
10. +144 -153. |
Задание 3. Умножение с фиксированной запятой
1.Перевести заданные десятичные числа в двоичную систему.
2.Представить полученные двоичные числа в прямом и дополнительном кодах в формате с фиксированной запятой (разрядность формата, одинаковую для обоих аргументов, выбрать самостоятельно).
3.Выполнить операцию умножения в дополнительном и прямом кодах Результат перевести в десятичную систему.
Варианты заданий:
1. +50 -81; |
2. +24-83; |
3. -34 -74; |
4. -43 +79; 5. -52 +77; |
6. -99 -20; |
7. +54 -67; |
8. +36 -66; |
9. -28 -105; |
10. -39 -118. |
|
Задание 4. Карты Карно
С помощью карты Карно минимизировать переключательную функцию, задан-
ную в виде таблицы истинности, т.е. найти FДНФmin , FКНФmin .
Варианты заданий:
№ |
A |
B |
C |
D |
F1 |
F2 |
F3 |
F4 |
|
F5 |
F6 |
F7 |
F8 |
F9 |
F10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
13 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
14 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
ЛИТЕРАТУРА
1.Kaгaн Б.М. Электронные вычислительные машины и системы. –М.: Энергия, 1979.
2.Михальчук В.М., Ровдо А.А., Рыжиков С.В. Микропроцессоры 80x86, Pentium: Архитектура, функционирование, программирование оптимизация кода. – Минск: БИТ-
РИКС, 1994.
3.Баранов С.И. Синтез микропрограммных автоматов. Л.: Энергия, 1974.
4.Глушков В. М. Синтез цифровых автоматов - М.: Физматизд., 1962
5. Каган Б.М., Сташин В.В. Основы проектирования микропроцессорных устройств автоматики. –М.: Энергоатомиздат, 1987.
6. Бэрри Нанс. Компьютерные сети. – М.: БИНОМ, 1995.
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Введение |
2 |
Программа и методические указания по темам курса |
3 |
Тема 1. Представление информации в ЭВМ |
3 |
Тема 2. Принципы организации цифровых автоматов и |
|
арифметико-логических устройств |
4 |
Тема 3. Принципы построения устройств памяти |
5 |
Тема 4. Элементы архитектуры процессоров |
6 |
Тема 5. Принципы организации систем ввода-вывода |
|
интерфейсы ЭВМ и микропроцессоров |
8 |
Тема 6. Системы автоматического контроля и |
|
диагностирования ЭВМ |
9 |
Тема 7. Принципы организации мультипрограммных ЭВМ |
10 |
Тема 8. Принципы организации многопроцессорных |
|
многомашинных вычислительных систем. |
12 |
17
Тема 9. Принципы организации вычислительных сетей |
14 |
Контрольные задания |
15 |
ПРОГРАММА, МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
Методические указания к выполнению контрольных работ по курсу «Вычислительные машины, системы и сети» для студентов специальности 210100
заочной формы обучения
СОСТАВИЛИ: ЗНАМЦЕВ Юрий Михайлович ЕФРЕМОВА Татьяна Александровна
Рецензент Т.Н. Скоробогатова Корректор А.М.Рогачева Редактор Л.В.Максимова
Подписано в печать |
|
Формат 60х84 1/18 |
Бумага тип. |
Усл.печ.л. 0.75 |
Уч.- изд.л. 0.7 |
Тираж 100 экз. |
Заказ |
Бесплатно |
Саратовский государственный технический университет 410054, г.Саратов, ул.Политехническая, 77 Копипринтер БИТТиУ, 413840, г.Балаково, ул.Чапаева, 140
18