- •Вопросы по курсу «Организация эвм и систем»
- •1. Общая структура эвм. Назначение основных блоков. Взаимодействие программного и аппаратного обеспечения эвм.
- •2. Основные характеристики эвм.
- •3. Назначение и структура процессора. Назначение и взаимодействие основных блоков.
- •4. Классификация процессоров.
- •1. По числу бис в микропроцессорном комплекте:
- •6. По количеству выполняемых программ :
- •5. Организация управления процессом обработки информации в процессоре: управляющие автоматы с “жесткой” и с хранимой в памяти логикой.
- •6. Типы структур команд. Способ расширения кодов операций.
- •7. Общая структура команды. Способы адресации операндов.
- •8. Типы архитектур мп. Ортогональность архитектуры мп.
- •9. Cisc и risc архитектуры мп. Особенности risc архитектуры.
- •Синхронный конвейер операций. Принцип совмещения операций
- •11. Асинхронный конвейер операций и его особенности.
- •12. Система прерываний программ. Функции и назначение.
- •13. Характеристики системы прерываний.
- •14. Особенности суперскалярных микропроцессоров. Суперскалярные мп:
- •15. Организация памяти эвм. Статические и динамические озу.
- •16. Понятие виртуальной памяти. Страничная, сегментная и смешанного типа организация виртуальной памяти.
- •Сегментное распределение
- •Странично-сегментное распределение
- •18. Основные функциональные характеристики блоков кэш-памяти.
- •19. Сравнительная характеристика организации кэш–памяти прямого отображения, ассоциативной и наборно-ассоциативной.
- •20. Пример организации кэш в мп Pentium 4.
- •21. Новые типы динамической памяти: edram, cdram, sdram, rdram, sldram.
- •22. Методы защиты памяти: метод граничных регистров, метод ключей защиты, защита отдельных ячеек.
- •24. Понятие многопроцессорных систем. Классификация параллельных вычислительных систем.
- •24. Организация памяти вычислительных систем.
- •25. Система команд процессора: индексация и ее назначение. Особенности команд передачи управления и вызова подпрограмм.
- •26. Использование самоопределяемых данных. Понятие тегов и дескрипторов.
- •Сети эвм: понятие, становление, преимущества сетевой обработки данных.
- •Основные характеристики вычислительных сетей.
- •Классификация вычислительных сетей. Отличия классических lan и gan, тенденция их сближения.
- •1. По территориальной рассредоточенности
- •2. Масштаб предприятия или подразделения, кому принадлежит сеть
- •Типовые структуры вычислительных сетей.
- •Общая шина
- •Методы коммутации в вычислительных сетях. Способы мультиплексирования каналов связи.
- •2. Коммутация сообщений
- •3. Коммутация пакетов
- •Задачи системотехнического проектирования сетей эвм.
- •Структурная организация:
- •Анализ задержек передачи сообщений в сетях передачи данных.
- •Задача оптимального выбора пропускных способностей каналов связи (прямая и обратная постановки).
- •Семиуровневая модель взаимодействия открытых систем. Функции уровней.
- •Прохождение данных через уровни модели osi. Функции уровней.
- •Протоколы и функции канального уровня.
- •Протоколы повторной передачи.
- •Протоколы и функции сетевого уровня. Таблицы маршрутизации.
- •Классификация алгоритмов маршрутизации.
- •По способу выбора наилучшего маршрута
- •По способу построения таблиц маршрутизации
- •По месту выбора маршрутов (маршрутного решения)
- •Задача оптимальной статической маршрутизации.
- •Стек тср/ip. Протоколы прикладного уровня.
- •Системы адресации в стеке тср/ip.
- •Протокол ip.
- •Ip как протокол без установления соединения
- •Протокол tcp.
- •Технология X.25.
- •Технология isdn.
- •2) D канал
- •3) H канал
- •Технология Frame Relay.
- •Чистая и синхронная aloha.
- •Технология локальных сетей. Уровни llc и mac. Способы доступа.
- •Технология Ethernet.
- •Технология Token Ring.
- •2. Маркерный метод доступа к разделяемой среде
- •3. Форматы кадров Token Ring
- •1. Маркер
- •2. Кадр данных.
- •Технология fddi.
- •Анализ временных характеристик в локальных сетях.
- •Вопросы по курсу «Базы данных» Основные принципы построения баз данных, проблемы хранения больших объемов информации.
- •Уровни представления информации, понятие модели данных.
- •Основные типы субд.
- •Взаимодействие базы данных и прикладных программ.
- •Реляционная модель данных, основные понятия.
- •Теоретические основы реляционного исчисления, использование исчисления предикатов первого порядка.
- •Использование реляционной алгебры в реляционной модели данных.
- •Иерархический и сетевой подходы при построении баз данных, основные понятия, достоинства и недостатки.
- •Реляционные базы данных: достоинства и недостатки.
- •Основные компоненты субд и их взаимодействие. Типы и структуры данных.
- •Обработка данных в субд, основные методы доступа к данным, использование структуры данных типа «дерево».
- •Поиск информации в бд с использованием структуры типа «бинарное дерево».
- •Поиск информации в бд с использованием структуры типа «сильно ветвящееся дерево».
- •Методы хеширования для реализации доступа к данным по ключу.
- •Представление данных с помощью модели «сущность-связь», основные элементы модели.
- •Типы и характеристики связей сущностей
- •Построение диаграммы «сущность-связь» в различных нотациях.
- •Нотация Чена
- •Нотация Мартина
- •Нотация idef1x.
- •Нотация Баркера.
- •Проектирование реляционных баз данных, основные понятия, оценки текущего проекта бд.
- •Понятие ключа в базах данных, первичные и внешние ключи.
- •Нормализация в реляционных базах данных, понятие нормальной формы при проектировании баз данных.
- •1Нф: Основные определения и правила преобразования.
- •2Нф: Основные определения и правила преобразования.
- •3Нф: Основные определения и правила преобразования.
- •Нф Бойса-Кодда: Основные определения и правила преобразования.
- •4Нф: Основные определения и правила преобразования.
- •Ограничения целостности для реляционной базы данных.
15. Организация памяти эвм. Статические и динамические озу.
ЗУ с произвольным обращением обычно содержит множество одинаковых запоминающих элементов, образующих запоминающий массив (ЗМ). ЗМ разделен на отдельные ячейки, число разрядов в которых равно ширине выборки памяти. Способ организации памяти зависит от метода размещения и поиска информации в ЗУ. По этому признаку различают адресную, ассоциативную и стековую память.
АДРЕСНАЯ ПАМЯТЬ
В такой памяти размещение и поиск информации в ЗУ основаны на использовании адреса байта или слова. Адресом служит порядковый номер ячейки ЗМ, в которой это слово размещается. Структурная схема адресной памяти объемом N n-разрядных слов имеет следующий вид
При каждом обращении к ЗУ необходимо указывать номер (адрес) ячейки памяти, в которой размещается нужная информация. Для приема адреса А служит регистр адреса RGA. Этот адрес дешифруется дешифратором адреса DC, который формирует сигнал на одном из своих выходов. При этом номер этого выхода равен самому адресу А. Таким образом, дешифратор DC указывает номер ячейки памяти, к которой происходит обращение. При чтении информации из ЗУ устройство управления формирует управляющий сигнал «чтение», под действием которого прочитанное из ЗУ слово поступает в усилители чтения, а оттуда в регистр информации RGI.
Занесение прочитанного слова в RGI происходит под действием управляющего сигнала “Прием информации из ЗМ”. Аналогично происходит запись информации в ЗМ. При этом записываемое слово поступает с ШD в регистр RGI, а оттуда через усилитель записи под действием сигнала «запись» в выбранную ячейку ЗМ. Любой цикл обращения к памяти инициируется поступлением сигнала «обращение». На УУ поступают также сигналы «чтение» и «запись», которые указывают вид выполняемой в ЗУ операции (запись или чтение).
Для построения адресной памяти используются микросхемы памяти, в состав которых кроме ЗМ входят также усилители чтения и записи, а также дешифратор памяти.
АССОЦИАТИВНАЯ ПАМЯТЬ
В памяти этого типа поиск нужной информации производится не по адресу, а по содержанию самой информации (т.е. по ассоциативному признаку). При этом поиск по ассоциативному признаку происходит параллельно во времени для всех ячеек памяти. Ассоциативный поиск позволяет существенно упростить и ускорить обработку данных. Это достигается за счет того, что в такой памяти операция чтения информации совмещена с выполнением ряда логических операций. Например, можно выполнять такие операции, как:
1 поиск максимального или минимального числа в ЗУ;
2 поиск слов, заключенных в определенные границы;
3 поиск слов, ближайших к ассоциативному признаку, как с большей, так и с меньшей стороны и т.д.
Простейшая ассоциативная память обычно выполняет единственную операцию по выборке слов, чей признак совпадает с ассоциативным признаком.
СТЕКОВАЯ ПАМЯТЬ
Стековая память также как и ассоциативная, является безадресной, она представляет собой совокупность ячеек, образующих одномерный массив, в котором соседние ячейки связаны друг с другом разрядными цепями передачи слов. Запись слов всегда производится в верхнюю нулевую ячейку. При этом все ранее записанные слова сдвигаются вниз на одну ячейку.
0 |
|
1 |
|
2 |
|
|
: |
Чтение также производится из верней ячейки. Если чтение производится с удалением слова из стека ячейки с меньшим номером. В такой последовательности порядок чтения слов соответствует правилу: «последним поступил – первым обслужен». Чтение производится в порядке обратном порядку записи.
Динамическое ОЗУ.
Динамическое ОЗУ основывается на конденсаторах. Сегодня оперативная память персонального компьютера выполняется на микросхемах динамической памяти, в которых для каждой ячейки памяти используется один транзистор. Правда, транзистор применяется для управления, а запоминающим элементом служит конденсатор, который можно либо зарядить до величины логической "1", либо разрядить до логического "0". Микросхемы такого типа не только позволяют на ограниченной площади кристалла кремния создавать запоминающие матрицы огромной емкости, но и наиболее дешевы в производстве. В то же время, сокращение числа элементов в триггере до минимума кроме плюсов дает неприятный эффект — запоминающие конденсаторы очень быстро разряжаются, и уже через десяток миллисекунд отличить "1" от "0" невозможно. Но величина в миллисекунду - это для компьютера весьма большое время, в течение которого можно сделать очень многое. Поэтому инженеры придумали способ восстанавливать заряд конденсатора. Надо каждые 2 миллисекунды подключать конденсатор к шине питания. Если он хранит единицу, то конденсатор восстанавливает потерянное во время саморазряда напряжение логической единицы. Если конденсатор хранил "0", то подзарядки не будет. Такой способ восстановления информации называется регенерацией памяти.
Порядок доступа - по строкам. Память организована в двумерную (строки-колонки) или трёхмерную (банки-строки-колонки) структуру. Для доступа к ячейке памяти необходим сначала выбор строки, затем столбца.
Скорость доступа - зависит от порядка обращения. Доступ к ячейкам внутри строки производится очень быстро. Переключение между строками гораздо медленнее (в 2—8 раз). Помимо этого требуется перемежение с циклами регенерации.
Энергопотребление - среднее. Во время простоя необходима регенерация.
Физическая реализация ячеек памяти - конденсатор и один-два транзистора. Стоимость изготовления гораздо ниже, чем у статической.
Статическое ОЗУ.
В ЭВМ часто требуется хранение временной информации, значение которой не важно при включении устройства. Такую память можно было бы построить на микросхемах EEPROM или FLASH -памяти, но, к сожалению, эти микросхемы дороги, обладают малым количеством перезаписей и чрезвычайно низким быстродействием при считывании и особенно записи информации. Для хранения временной информации можно воспользоваться параллельными регистрами. Так как запоминаемые слова не нужны одновременно, то можно воспользоваться механизмом адресации, который применяется в ПЗУ.
Схемы, в которых в качестве запоминающей ячейки используется параллельный регистр называются статическим оперативным запоминающим устройством - статическим ОЗУ (RAM - random access memory - память с произвольным доступом), т.к. информация в нем сохраняется все время, пока к микросхеме ОЗУ подключено питание. В отличие от статической ОЗУ в микросхемах динамического ОЗУпостоянно требуется регенерировать их содержимое, иначе информация будет испорчена.
В микросхемах ОЗУ присутствуют две операции: операция записи и операция чтения. Для записи и чтения информации можно использовать различные шины данных (как это делается в сигнальных процессорах), но чаще используется одна и та же шина данных. Это позволяет экономить внешние выводы микросхем, подключаемых к этой шине и легко осуществлять коммутацию сигналов между различными устройствами.