Вопросы к зачету

1. Классификация ЭВМ по поколениям, сферам применения и методам исполнения.

-    Первое поколение (50г.): ЭВМ на электронных вакуумных лампах. -    Второе поколение (60г.): ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах (транзисторах). -    Третье поколение (70г.): ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах с малой степенью интеграции. -    Четвертое поколение (80г.): ЭВМ на больших интегральных схемах. -    Пятое поколение (90): ЭВМ на сверхбольших интегральных схемах. -    Шестое и последующие поколения: оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом и нейронной структурой – с распределенной степенью большого числа несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем.

Цифровые вычислительные машины (ЦВМ) – вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее, в цифровой форме. Наиболее широкое применение получили ЦВМ с электрическим представлением дискретной информации – электронные цифровые вычислительные машины, обычно называемые просто электронными вычислительными машинами (ЭВМ), без упоминания об их цифровом характере.

Аналоговые вычислительные машины (АВМ) – вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, т.е. в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения). Аналоговые вычислительные машины весьма просты и удобны в эксплуатации; программирование задач для решения на них, как правило, нетрудоемкое; скорость решения задач изменяется по желанию оператора и может быть сделана сколь угодно большой (больше, чем у ЦВМ), но точность решения задач очень низкая (относительная погрешность 2-5 %). На АВМ наиболее эффективно решать математические задачи, содержащие дифференциальные уравнения, не требующие сложной логики.

Гибридные вычислительные машины (ГВМ) – вычислительные машины комбинированного действия, работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме; они совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. ГВМ целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.

2. Системы счисления. Непозиционные и позиционные системы счисления. СС используемые в ЭВМ.

Системой счисления принято называть совокупность приёмов наименования и обозначения чисел, т.е. способ записи чисел с помощью заданного набора специальных знаков (цифр). Существуют позиционные и непозиционные системы счисления. В непозиционных системах вес цифры (т.е. тот вклад, который она вносит в значение числа) не зависит от ее позиции в записи числа. Так, в римской системе счисления в числе ХХХII (тридцать два) вес цифры Х в любой позиции равен просто десяти. В позиционных системах счисления вес каждой цифры изменяется в зависимости от ее положения (позиции) в последовательности цифр, изображающих число. Например, в числе 757,7 первая семерка означает 7 сотен, вторая - 7 единиц, а третья - 7 десятых долей единицы. Любая позиционная система счисления характеризуется своим основанием. Основание позиционной системы счисления - это количество различных знаков или символов, используемых для изображения цифр в данной системе.

Десятичная система счисления, привычная для нас, не является наилучшей для использования в ЭВМ. Для изображения любого числа в десятичной системе счисления требуется десять различных символов. При реализации в ЭВМ этой системы счисления необходимы функциональные элементы, имеющие ровно десять устойчивых состояний, каждое из которых ставится в соответствие определенной цифре. Так, в арифмометрах используются вращающиеся шестеренки, для которых фиксируется десять устойчивых положений. Но арифмометр и другие подобные механические устройства имеют серьезный недостаток - низкое быстродействие.

Одно из этих устойчивых состояний может представляться цифрой 0, другое - цифрой 1. С двоичной системой связаны и другие существенные преимущества. Она обеспечивает максимальную помехоустойчивость в процессе передачи информации как между отдельными узлами автоматического устройства, так и на большие расстояния. В ней предельно просто выполняются арифметические действия и возможно применение аппарата булевой алгебры для выполнения логических преобразований информации.

3. Алгоритмы перевода чисел из одной системы счисления в другую.

Перевод двоичной в десятичную

11010,101=1*2^4+1*2^3+0*2^2+1*2^1+0*2^0+1*2^-1+0*2^-2+1*2^-3=26,625

Перевод десятичной в двоичную

До запятой делим на 2, пока остаток не будет меньше 2. потом записываются остатки и последний результат в обратном порядке.

А для дробной части, пример

0,|375*2

0,|75*2

1,|5*2

1,|0

Перевод из восьмеричной в десятичную

35174,6 = 3*8^4 + 5*8^3 + 1*8^2 + 7*8^1 + 4*8^0 + 6*8^-1 = 14972,75

Перевод из десятичной в восьмеричную

Тоже самое что и для двоичной, но вместо 2 делить или умножать на 8.

Перевод из восьмеричной в двоичную

Нужно каждую восьмеричную цифру записать в виде трех двоичных цифр (триады)

Восьмеричное число	Двоичная триада
0	000
1	001
2	010
3	011
4	100
5	101
6	110
7	111

Перевод из двоичной в восьмеричную

Стоит разделить двоичное число влево и вправо от запятой на триады, а потом заменить каждую триаду соответствующей цифрой

Перевод из шестнадцатиричной в десятичную

A8B7,E = 10*16^3 + 8 *16^2 + 11*16^1 + 7+16^0 + 14*16^-1= 43191,875

Перевод из десятичной в шестнадцатиричную

{loadposition adsense1}

до запятой делить на 16 и записать в обратном порядку. После запятой умножать на 16 как в двоичной системе

перевод из шестнадцатиричной в двоичную

Шестнадцатиричное	Двоичное
0	0000
1	0001
2	0010
3	0011
4	0100
5	0101
6	0110
7	0111
8	1000
9	1001
A	1010
B	1011
C	1100
D	1101
E	1110
F	1111

Перевод из двоичной в шестнадцатиричную

Число разделяют влево и вправо по четыре цифры от запятой и присваивают соотвествующие значения.

4. Представление чисел в ЭВМ: естественная и нормальная форма.

Для установления однозначности при записи чисел принята нормализованная форма записи числа. Мантисса нормализованного числа может изменяться в диапазоне:  1/q ≤ | m | < 1. Таким образом в нормализованных числах цифра после точки должна быть значащей.

Естественная (с фиксированной запятой ФЗ)

Сама запятая никак не изображается, но ее место строго фиксировано и учитывается при выполнении всех операций с числами. Независимо от положения запятой в машину можно вводить любые числа, т.к.

5. Алгебраическое представление двоичных чисел: прямой, обратный и дополнительный коды.

Знак числа обычно кодируется двоичной цифрой: знак "+" кодируется 0, знак "-" кодируется 1. Если двоичные числа —45 и 31 в форме с запятой, фиксированной после нулевого разряда, сложить, то получим неверный результат 1100.1100 или в десятичной системе счисления -45+31 =-76 (10101101+00011111=11001100). Чтобы арифметические операции над знаковыми числами в ЭВМ можно было бы производить точно также, как и с беззнаковыми переменными, отрицательные числа представляются в дополнительном коде.

При записи числа в прямом коде старший разряд является знаковым разрядом. Если его значение равно 0 — то число положительное, если 1 — то отрицательное. В остальных разрядах (которые называются цифровыми разрядами) записывается двоичное представление модуля числа.

Обратный -разрядный двоичный код положительного целого числа состоит из одноразрядного кода знака (двоичной цифры 0), за которым следует -разрядное двоичное представление модуля числа (обратный код положительного числа совпадает с прямым кодом).

Дополнительный код — наиболее распространённый способ представления отрицательных целых чисел в компьютерах. Он позволяет заменить операцию вычитания на операцию сложения и сделать операции сложения и вычитания одинаковыми для знаковых и беззнаковых чисел, чем упрощает архитектуру ЭВМ. Дополнительный код отрицательного числа можно получить инвертированием модуля двоичного числа (первое дополнение) и прибавлением к инверсии единицы (второе дополнение), либо вычитанием числа из нуля.

6. Виды информации и способы её представления в ЭВМ.

ЭВМ вводит в себя необходимую информацию и через какое-то время выводит печатает, рисует результаты - информацию, для получения которой и была создана. Таким образом, работа ЭВМ - это своеобразные манипуляции с информацией. И, следовательно, ЭВМ - это техническое средство информатики. Что такое информация Какова ее природа В обыденной жизни под информацией понимают всякого рода сообщения,

сведения о чем-либо, которые передают и получают люди. Сами по себе речь, текст, цифры - не информация. Они лишь носители информации. Информация содержится в речи людей, текстах книг, колонках цифр, в показаниях часов, термометров и других приборов. Сообщения, сведения, т.е. информация, являются причиной увеличения знаний людей о реальном мире. Значит, информация отражает нечто, присущее реальному миру, который познается в процессе получения

7. Кодирование числовой информации.

Любая информация кодируется в ЭВМ с помощью последовательностей двух цифр - 0 и 1. ЭВМ хранит и обрабатывает информацию в виде комбинации электрических сигналов: напряжение 0.4В-0.6В соответствует логическому нулю, а напряжение 2.4В-2.7В - логической единице. Последовательности из 0 и 1 называются двоичными кодами, а цифры 0 и 1 - битами (двоичными разрядами). Такое кодирование информации на компьютере называется двоичным кодированием. Таким образом, двоичное кодирование - это кодирование с минимально возможным числом элементарных символов, кодирование самыми простыми средствами. Тем оно и замечательно с теоретической точки зрения.

8. Кодирование символьной информации. Символьные коды ASCII, UNICODE и др.

Кодирование символьной информации.

Наиболее распространенный вид ввода символьной информации – 8-разрядным двоичным кодом. Таким образом может быть введено 256 разных символов: десятичные цифры, буквы, знаки препинания, специальные символы и т.д. Символьная информация кодируется по специальным таблицам

Последовательный код – информация передается по одной линии, следовательно разряды числа передаются друг за другом(последовательно).

Параллельный код – информация передается сразу по 8 линиям. Для передачи каждой команды отводится 1 такт.

9. Кодирование графической информации.

Графическую информацию можно представлять в двух формах: аналоговой и цифровой. Живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно - это пример аналогового представления, а изображение, напечатанное при помощи струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета - это цифровое, дискретное представление. Путем разбиения графического изображения (дискретизации) происходит преобразование графической информации из аналоговой формы в цифровую. Этот процесс называется «кодирование», поскольку каждому элементу назначается конкретное значение в форме двоичного кода. При кодировании изображения происходит его пространственная дискретизация. Ее можно сравнить с построением изображения из большого количества цветных фрагментов (метод мозаики).

10. Двоичное кодирование звуковой информации.

Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон. Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть превращен в последовательность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц).

В процессе кодирования непрерывного звукового сигнала производится его временная дискретизация. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды.

11. Кодирование видеоинформации. Стандарт MPEG.

Стандарт видеокодирования MPEG-2 Part 2 Video, принятый также как Рекомендация H.262 МСЭ-Т, был разработан около 10 лет назад как расширение возможностей обработки видео предшествовавшего ему стандарта MPEG-1, включая поддержку чересстрочного кодирования. Он явился технологией, позволившей развивать системы цифрового телевидения в общемировом масштабе. В настоящее время он широко используется для передачи телевизионных сигналов стандартного разрешения и телевидения высокой четкости (ТВЧ) по спутниковым, кабельным и наземным каналам связи и для хранения видеосигналов на DVD.

Стандарт/Рекомендация	Год принятия (последней редакции)
H.261	1993
MPEG-1 Part 2 Video	1993
H.262 / MPEG-2 Part 2 Video	1995 (2000)
H.263	1998 (2005)
MPEG-4 Part 2 Video	1998 (2004)
H.264 / MPEG-4 Part 10 AVC	2003 (2004)

12. Базовые логические операции и схемы. Таблицы истинности.

 С помощью логических переменных и символов логических операций любое высказывание можно формализовать, то есть заменить логической формулой.

 

Определение логической формулы:

Всякая логическая переменная и символы “истина” (“1”) и “ложь” (“0”) — формулы.

Если А и В — формулы, то , (А • В), (А v В), (А ® B), (А « В) — формулы.

Никаких других формул в алгебре логики нет.

  

В качестве примера рассмотрим высказывание “если я куплю яблоки или абрикосы, то приготовлю фруктовый пирог”. Это высказывание формализуется в виде (A v B)  C; такая же формула соответствует высказыванию “если Игорь знает английский или японский язык, то он получит место переводчика”.

 

Логический элемент (вентиль) компьютера — это часть электронной логичеcкой схемы, которая реализует элементарную логическую функцию.

   

Каждый логический элемент имеет свое условное обозначение, имеет один или несколько входов, на которые подаются сигналы один из двух установленных уровней напряжения (например, +5 вольт и 0 вольт). Высокий уровень обычно соответствует значению “истина” (“1”), а низкий — значению “ложь” (“0”).

 

Работу логических элементов описывают с помощью таблиц истинности.

 

Таблица истинности это табличное представление логической схемы (операции), в котором перечислены все возможные сочетания значений истинности входных сигналов (операндов) вместе со значением истинности выходного сигнала (результата операции) для каждого из этих сочетаний.

13. Схемные логические элементы ЭВМ: регистры, вентили, триггеры, полусумматоры, сумматоры (таблицы истинности этих элементов).

Система элементов ЭВМ, набор логических элементов, позволяющий реализовать любую функционально-логическую схему электронной вычислительной машины. Минимальный (по числу типов элементов) функционально полный (с точки зрения выполнения логических операций) набор состоит из элементов типа "и" - "не" либо "или" - "не"; такие элементы позволяют построить простейший элемент памяти ЭВМ - статический триггер. Применяемые в ЭВМ С. э. содержат, кроме того, ряд спецмальных элементов для формирования сигналов, их усиления, временной задержки и т. д. Как правило, в С. э. вводится несколько модификаций основного логического элемента, различающихся коэффициентом разветвления на входе и выходе или некоторыми дополнительными схемными возможностями. Это позволяет получить большую эффективность и гибкость при конструировании функциональных схем, сократить число уровней логики, увеличить эффективное быстродействие устройств ЭВМ и т. д. Все элементы одной системы выполняются совместимыми по уровням сигналов, временным характеристикам, требованиям к источникам питания. ЭВМ может быть построена на нескольких С. э. в соответствии с требованиями, предъявляемыми к быстродействию на каждом из уровней функциональной схемы машины. В этом случае в С. э. вводятся также специальные согласующие элементы.

Регистр процессора — блок ячеек памяти, образующий сверхбыструю оперативную память (СОЗУ) внутри процессора; используется самим процессором и большой частью недоступен программисту: например, при выборке из памяти очередной команды она помещается в регистр команд, к которому программист обратиться не может. (Имеются также регистры, которые в принципе программно доступны, но обращение к ним осуществляется из программ операционной системы, например, управляющие регистры и теневые регистры дескрипторов сегментов. Этими регистрами пользуются в основном разработчики операционных систем).

Триггер - это устройство, имеющее два устойчивых состояния и способное под действием управляющих сигналов скачкообразно переходить из одного состояния в другое.

Можно выделить две основные области их применения: формирование импульсов и работу в качестве элементарных автоматов цифровых устройств.

Полусумматор — логическая схема, имеющая два входа и два выхода (двухразрядный сумматор, бинарный сумматор). Полусумматор используется для построения двоичных сумматоров. Полусумматор позволяет вычислять сумму A+B, где A и B — это разряды двоичного числа, при этом результатом будут два бита S,C, где S — это бит суммы по модулю, а C — бит переноса. Однако, как можно заметить, для построения схемы двоичного сумматора (трёхразрядный сумматор, тринарный сумматор) необходимо иметь элемент, который суммирует три бита A, B и C, где C — бит переноса из предыдущего разряда, таким элементом является полный двоичный сумматор, который как правило состоит из двух полусумматоров и логического элемента 2ИЛИ.

Сумматор — устройство, преобразующее информационные сигналы (аналоговые или цифровые) в сигнал, эквивалентный сумме этих сигналов.^[1]

14. Понятие архитектуры и структуры компьютера. Принципы фон Неймана. Основные компоненты ЭВМ.

Архитектурой компьютера считается его представление на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, системы адресации, организации памяти и т. д.

Архитектура компьютера, характеризующая его логическую организацию, может быть представлена как множество взаимосвязанных компонент, включающих элементы различной природы: программное обеспечение (software), аппаратное обеспечение (hardware), алгоритмическое обеспечение (brainware), специальное фирменное обеспечение (firmware) – и поддерживающих его слаженное функционирование в форме единого архитектурного ансамбля, позволяющего вести эффективную обработку различных объектов и данных.

Архитектура фон Неймана (англ. von Neumann architecture) — широко известный принцип совместного хранения программ и данных в памяти компьютера. Вычислительные системы такого рода часто обозначают термином «машина фон Неймана», однако, соответствие этих понятий не всегда однозначно. В общем случае, когда говорят об архитектуре фон Неймана, подразумевают физическое отделение процессорного модуля от устройств хранения программ и данных.

Архитектура ЭВМ охватывает обширный круг проблем, связанных с созданием комплекса аппаратных и программных средств и учитывающих большое количество определяющих факторов. Среди этих факторов самыми главными являются:

         стоимость,

         сфера применения,

         функциональные возможности,

         удобство в эксплуатации.

Основным компонентом архитектуры считаются аппаратные средства.

Архитектуру вычислительного средства необходимо отличать от его структуры. Структура вычислительного средства определяет его текущий состав на определенном уровне детализации и описывает связи внутри средства.

15. Основные типы архитектур ЭВМ.

16. Структура процессора. Регистры процессора: сущность, назначение, типы.

Процессор - основная часть компьютера, осуществляющая управление (эти возможности реализуются при помощи логических операций) и обработку данных. Переход от первых процессоров, имевших простую архитектуру и работавших на частотах 2,5 - 4 МГц к современным процессорам, выполненным на СБИС, включающих в себя десятки миллионов транзисторов (, работающих на частотах 200 - 500 МГц, сопровождается переходом к более совершенным и мощным компьютерам. Процессор предназначен для выполнения последовательности команд, записанных в оперативной памяти компьютера. Структура процессора (рис.4.1.), позволяющая реализовать его функции, включает в себя:

·устройство управления (УУ), дешифрирующее команды и вырабатывающее сигналы управления для блоков, выполняющих эти команды;

·арифметико - логическое устройство (АЛУ), выполняющее арифметические и логические операции;

·блок регистров общего назначения (РОН), позволяющий выполнять операции с предельно высокой скоростью;

·блоки сверхоперативной памяти (Кэш 1-го уровня) для хранения команд и данных. Введение Кэш позволяет уменьшить количество обращений к оперативному запоминающему устройству компьютера для чтения последовательности команд и данных;

·блоки, осуществляющие интерфейс с памятью компьютера. Они обеспечивают связь с внешним оперативным запоминающим устройством или блоком быстрой памяти (Кэш 2-го уровня), устанавливаемым между процессором и оперативной памятью;

·системный интерфейс, который обеспечивает связь процессора с системными блоками компьютера и внешними устройствами (ВУ). 

17. Устройство управления: назначение и упрощенная функциональная схема.

Функциональные схемы являются основным техническим документом, определяющим функционально-блочную структуру отдельных узлов автоматического контроля, управления и регулирования технологического процесса и оснащение объекта управления приборами и средствами автоматизации (в том числе средствами телемеханики и вычислительной техники).

Объектом управления в системах автоматизации технологических процессов является совокупность основного и вспомогательного оборудования вместе с встроенными в него запорными и регулирующими органами, а также энергии, сырья и других материалов, определяемых особенностями используемой технологии.

Задачи автоматизации решаются наиболее эффективно тогда, когда они прорабатываются в процессе разработки технологического процесса.

В этот период нередко выявляется необходимость изменения технологических схем с целью приспособления их к требованиям автоматизации, установленным на основании технико-экономического анализа.

Создание эффективных систем автоматизации предопределяет необходимость глубокого изучения технологического процесса не только проектировщиками, но и специалистами монтажных, наладочных и эксплуатационных организаций.

При разработке функциональных схем автоматизации технологических процессов необходимо решить следующее:

получение первичной информации о состоянии технологического процесса и оборудования;

непосредственное воздействие на технологический процесс для управления им;

стабилизация технологических параметров процесса;

контроль и регистрация технологических параметров процессов и состояния технологического оборудования.

Указанные задачи решаются на основании анализа условий работы технологи-ческого оборудования, выявленных законов и критериев управления объектом, а также требований, предъявляемых к точности стабилизации, контроля и регистрации технологических параметров, к качеству регулирования и надежности.

 

Функциональные задачи автоматизации, как правило, реализуются с помощью технических средств, включающих в себя: отборные устройства, средства получения первичной информации, средства преобразования и переработки информации, средства представления и выдачи информации обслуживающему персоналу, комбинированные, комплектные и вспомогательные устройства. Результатом составления функциональных схем являются:

1) выбор методов измерения технологических параметров;

2) выбор основных технических средств автоматизации, наиболее полно отвечающих предъявляемым требованиям и условиям работы автоматизируемого объекта;

3) определение приводов исполнительных механизмов регулирующих и запорных органов технологического оборудования, управляемого автоматически или дистанционно;

4) размещение средств автоматизации на щитах, пультах, технологическом оборудовании и трубопроводах и т.п. и определение способов представления информации о состоянии технологического процесса и оборудования.

Современное развитие всех отраслей промышленности характеризуется большим разнообразием используемых в них технологических процессов.

18. Структура команды процессора. Цикл выполнения команды. Понятие рабочего цикла, рабочего такта.

Система команд процессора В общем случае система команд процессора включает в себя следующие четыре основные группы команд:

команды пересылки данных;

арифметические команды;

логические команды;

команды переходов.

Команды пересылки данных не требуют выполнения никаких операций над операндами. Операнды просто пересылаются (точнее, копируются) из источника (Source) в приемник (Destination). Источником и приемником могут быть внутренние регистры процессора, ячейки памяти или устройства ввода/вывода. АЛУ в данном случае не используется. Арифметические команды выполняют операции сложения, вычитания, умножения, деления, увеличения на единицу (инкрементирования), уменьшения на единицу (декрементирования) и т.д. Этим командам требуется один или два входных операнда. Формируют команды один выходной операнд. Логические команды производят над операндами логические операции, например, логическое И, логическое ИЛИ, исключающее ИЛИ, очистку, инверсию, разнообразные сдвиги (вправо, влево, арифметический сдвиг, циклический сдвиг). Этим командам, как и арифметическим, требуется один или два входных операнда, и формируют они один выходной операнд. Наконец, команды переходов предназначены для изменения обычного порядка последовательного выполнения команд. С их помощью организуются переходы на подпрограммы и возвраты из них, всевозможные циклы, ветвления программ, пропуски фрагментов программ и т.д. Команды переходов всегда меняют содержимое счетчика команд. Переходы могут быть условными и безусловными. Именно эти команды позволяют строить сложные алгоритмы обработки информации. В соответствии с результатом каждой выполненной команды устанавливаются или очищаются биты регистра состояния процессора (PSW). Но надо помнить, что не все команды изменяют все имеющиеся в PSW флаги. Это определяется особенностями каждого конкретного процессора. У разных процессоров системы команд существенно различаются, но в основе своей они очень похожи. Количество команд у процессоров также различно. Например, у упоминавшегося уже процессора МС68000 всего 61 команда, а у процессора 8086 — 133 команды. У современных мощных процессоров количество команд достигает нескольких сотен. В то же время существуют процессоры с сокращенным набором команд (так называемые RISC-процессоры), в которых за счет максимального сокращения количества команд достигается увеличение эффективности и скорости их выполнения. Рассмотрим теперь особенности четырех выделенных групп команд процессора более подробно.

Цикл выполнения команды

 Программа в ЭВМ реализуется центральным процессором (ЦП) посредством последовательного исполнения образующих эту программу команд. Действия, требуемые для выборки (извлечения из основной памяти) и выполнения команды, называют циклом команды. В общем случае цикл команды включает в себя несколько составляющих (этапов):

выборку команды;

формирование адреса следующей команды;

декодирование команды;

вычисление адресов операндов;

выборку операндов;

исполнение операции;

формирование признака результата;

запись результата.

 Перечисленные этапы выполнения команды в дальнейшем будем называть стандартным циклом команды. Отметим, что не все из этапов присутствуют при выполнении любой команды (зависит от типа команды), однако этапы выборки, декодирования, формирования адреса следующей команды и исполнения операции имеют место всегда.  В определенных ситуациях возможны еще два этапа:

косвенная адресация;

реакция на прерывание.

19. Принципы распараллеливания операций и построения конвейерных структур.

Распараллеливание операций.

Типовые операции с таблицей в базе данных состоят из многих однотипных операций, например оператор UPDATE, который модифицирует 5000 строк в таблице, по своей сути состоит из 5000 операций, каждая из которых может быть выполнена независимо. В связи с этим такие операторы очень хорошо распараллеливаются при использовании многопроцессорных систем. Это позволяет выровнять нагрузку в системе между разными процессорами, при том условии что СУБД умеет работать в многопроцессорной конфигурации, и уменьшить время ответа системы.

20. Арифметико-логическое устройство: назначение, классификация, структура и функционирование.

Арифме́тико-логи́ческое устро́йство (АЛУ) - блок процессора, который под управлением устройства управления (УУ) служит для выполнения арифметических и логических преобразований (начиная от элементарных) над данными, представляемыми в виде машинных слов, называемыми в этом случае операндами. Арифметическо-логическое устройство в зависимости от выполнения функций можно разделить на две части: микропрограммное устройство (устройство управления), задающее последовательность микрокоманд (команд); операционное устройство (АЛУ), в котором реализуется заданная последовательность микрокоманд (команд).

Развитие структуры АЛУ

АЛУ первого поколения строились по принципу распределения микроопераций и их закрепления за отдельными элементами устройства, для выполнения операций в регистрах они дополнялись логическими схемами. В АЛУ первого поколения использовался сумматор накапливающего типа. Сумматор накапливающего типа строится на триггерах и для выполнения операций в нем данные должны подаваться в виде импульсных сигналов последовательно, например, сначала подается первое слагаемое, затем второе, затем перенос из предыдущего (младшего) разряда. Понятно, что такой сумматор не может обеспечить высокое быстродействие АЛУ. На рисунке 4.4 показана структура АЛУ первого поколения.

Классификация АЛУ

    АЛУ можно классифицировать по ряду признаков, приведенных ниже.

 Классификация по способу представления данных:

• с фиксированной запятой;

• с плавающей запятой.