- •1.1 Понятие вычислительной системы. Архитектура вычислительной системы. Принцип программного управления. Основные хар-ки эвм. Классификация эвм.
- •1.2 Функциональная организация эвм. Представление данных в эвм. Машинные операции. Методы и способы адресации информации. Форматы команд. Общий алгоритм выполнения команды.
- •1.3 Память вычислительных систем. Принципы действия ячеек памяти (динамические и статические запоминающие устройства), контроллер динамического зу. Энергонезависимая память.
- •1.4. Критерии, методы и способы распределения адресного пространства. Организация основной памяти. Буферные зу. Организация виртуальной памяти.
- •1.5 Кэш память и принцип кэширования. Основные методы построения кэш-памяти. Кэш-контроллер. Основные алгоритмы перезаписи кэша.
- •1.6 Интерфейсы вм и систем и их характеристики. Функции интерфейса. Реализация интерфейсных функций. Организация и назначение шин интерфейсов.
- •1.7 Методы передачи информации. Оценка производительности сопряжения. Примеры стандартных интерфейсов.
- •1.8 Общие технические требования, предъявляемые к конструкции эвм. Типовые конструкции эвм. Анализ методов конструирования.
- •1.10 Основные понятия теории надежности. Количественные характеристики для оценки надежности узлов и блоков.
- •1. 13 Однокристальные микроконтроллеры. Обзор основных архитектур. 8-ми, 16-ти и 32-х разрядные микроконтроллеры ведущих мировых производителей. Критерии, методы и способы выбора микроконтроллера.
- •1.15 Организация интерфейса в мп и мп-системах.
- •1.16 Методы и способы обмена информацией в эвм. Организация передачи данных с использованием систем прерывания и прямого доступа к памяти.
- •1.17 Понятие мультипроцессорной вс. Классификация параллельных вс. Методы построения мп-систем.
- •Классификация по Флинну
- •Классификация по типу строения оперативной памяти
- •1.18 Мультипроцессорные системы на базе разделяемой памяти. Мп системы на базе разделяемой шины. Оценка пропускной способности шины.
- •1. 19 Мп системы на базе перекрестного коммутатора и многовходовой памяти.
- •1.20 Организация многомашинных комплексов.
- •1.21 Конвееpные вс. Понятие конвейеpа, ступени, фиксатоpа. Типичная структура конвейерной вм. (этот вопрос из билетов изъят)
- •1.22 Эвм с нетрадиционной архитектурой. Общие принципы построения. Сравнительные характеристики.
- •1.23 Классификация пу эвм, систем и сетей. Классификация интерфейсов (каналов ввода-вывода) современных вс.
- •1.24 Локальные шины вс. Особенности построения локальных шин (pci, agp). Сигналы локальной шины pci. Особенности реализации и функц-ования agp-порта
- •Спецификация шины pci
- •Основные сведения
- •Конфигурирование
- •Доступ к памяти
- •Очередь запросов
- •1.25 Интерфейсы ide (ata), scsi. Временные диаграммы обмена для ide-интерфейса. Сигналы интерфейсов. Характеристики производительности.
- •1.26 Малые интерфейсы вс. Порт usb. Особенности организации и обмена по шине usb. Структура пакетов для usb-шины.
- •1.27 Накопители на жёстких дисках. Блок схема контроллера нмд. Функции контроллера. Характеристики современных накопителей на мд.
- •1.28 Оптические и магнитооптические диски. Блок-cхема накопителя на од. Характеристики. Области применения.
- •1.29 Дисплеи. Графические контроллеры
- •1.30 Принтеры.
- •1.31 Сканеры, схема, характеристики, области применения
- •1.32 Модемы и факс–модемы, схема, структура пакетов, характеристики, области применения.
- •2.1 Критерии эффективности функционирования вс. Выбор функции обслуживания. Система приоритетного обслуживания. Загрузка системы.
- •2.2 Понятие модели смо. Представления эмм и вс в виде стохастической сети. Характеристики сети. (этот вопрос из билетов изъят)
- •2.3 Понятие глобальной вычислительной сети. Общая структура сети. Базовая сеть передачи данных. Сеть эвм. Терминальная сеть.
- •2.4 Многоуровневая организация управления. Характеристики и назначение каждого уровня управления в сети.
- •2.5 Понятие маршрутизации в сети. Классификация способов маршрутизации. Способы адресации. Протоколы. Сравнительные характеристики современных гвс.
- •2.6 Базы данных. Основные понятия. Типы организации данных. Архитектура систем баз данных. Структура хранения. Модели данных: реляционная , иерархическая, сетевая.
- •Иерархическая модель данных
- •Сетевая модель данных
- •Реляционная модель данных
- •2.7 Система управления базами данных. Сравнительная характеристика современных субд.
- •2.8 Экспертные системы. Назначение. Общие принципы построения. Режимы работы.
1.18 Мультипроцессорные системы на базе разделяемой памяти. Мп системы на базе разделяемой шины. Оценка пропускной способности шины.
Симметричная многопроцессорная архитектура SMP
Главной особенностью систем с архитектурой SMP (symmetric multiprocessing) является наличие общей физической памяти, разделяемой всеми процессорами.
П амять служит, в частности, для передачи сообщений между процессорами, все устройства при обращении к ней имеют равные права и одну и ту же адресацию для всех ячеек памяти, что позволяет эффективно обмениваться данными. SMP-система строится на основе высокоскоростной системной шины (SGI PowerPath, Sun Gigaplane, DEC TurboLaser), к слотам которой подключаются функциональные блоки типов: процессоры (ЦП), подсистема ввода/вывода (I/O) и т. п. Для подсоединения к модулям I/O используются уже более медленные шины (PCI, VME64). Наиболее известными SMP-системами являются SMP-cерверы и рабочие станции на базе процессоров Intel (IBM, HP, Compaq, Dell, ALR, Unisys, DG, Fujitsu и др.). Вся система работает под управлением единой ОС (обычно UNIX-подобной, но для Intel-платформ поддерживается Windows NT). ОС автоматически (в процессе работы) распределяет процессы по процессорам, но иногда возможна и явная привязка.
Основные преимущества SMP-систем:
• простота и универсальность для программирования.
• простота эксплуатации.
• относительно невысокая цена.
Недостаток SMP-систем – системы с общей памятью плохо масштабируются.
В момент времени шина способна обрабатывать только одну транзакцию, вследствие чего возникают проблемы разрешения конфликтов при одновременном обращении нескольких процессоров к одним и тем же областям общей физической памяти. Кроме того, системная шина имеет ограниченную пропускную способность и ограниченное число слотов.
Массивно-параллельная архитектура MPP
Главная особенность массивно-параллельной архитектуры (MPP – massive parallel processing) состоит в том, что память физически разделена. Система строится из отдельных модулей, содержащих процессор, локальный банк операционной памяти (ОП), коммуникационные процессоры (рутеры) или сетевые адаптеры, иногда – жесткие диски и/или другие устройства ввода/вывода. Доступ к банку ОП из данного модуля имеют только процессоры (ЦП) из этого же модуля. Используются два варианта работы операционной системы (ОС) на машинах MPP-архитектуры. В одном полноценная операционная система (ОС) работает только на управляющей машине (front-end), на каждом отдельном модуле функционирует сильно урезанный вариант ОС, обеспечивающий работу только расположенной в нем ветви параллельного приложения. Во втором варианте на каждом модуле работает полноценная UNIX-подобная ОС, устанавливаемая отдельно.
Главным преимуществом систем с раздельной памятью является хорошая масштабируемость.
Недостатки:
• отсутствие общей памяти снижает скорость межпроцессорного обмена. Требуется специальная техника программирования для реализации обмена сообщениями между процессорами;
• каждый процессор может использовать только ограниченный объем локального банка памяти;
• требуются значительные усилия для того, чтобы максимально использовать системные ресурсы, высокая цена программного обеспечения для массивно-параллельных систем с раздельной памятью.
Коммуникационную среду, реализующую множество соединений между процессорами или вычислительными узлами в многопроцессорных системах, называют коммутатором. По способу реализации различают коммутаторы с временной и пространственной коммутацией.
При временной коммутации передача информации осуществляется методами разделения времени или мультиплексирования. Такой коммутатор называется в простейшем случае общей шиной (ОШ).
В каждый момент времени ОШ способна, передавать лишь одно сообщение, т. е. она представляет собой разделенную во времени шину. Обычно шина является пассивным элементом, управление передачами осуществляется передающими и принимающими устройствами. Приоритеты доступа:
Статические приоритеты. Каждое устройство в системе получает уникальный приоритет.
Динамические приоритеты. Приоритеты динамически изменяются, предоставляя устройствам более или менее равные шансы получения доступа к шине.
Фиксированные временные интервалы. Все устройства по порядку получают одинаковые временные интервалы для осуществления передачи. Если устройство не имеет данных для передачи, интервал все равно ему предоставляется.
Очередь FIFO. «первый пришел – первый ушел».