Скачиваний:
21
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
163.84 Кб
Скачать

Тема 1: Архитектура вычислительных систем.

Bios, Chipset

CPU

OS

System compiler

Virtual Machine (V.M)

Application compiler

Applications (apps)


Современная вычислительная система представляет собой комплекс блоков, каждый из которых является надстройкой вышестоящего уровня.

Функции ОС:

  1. Управление процессами

  2. Управление памятью

  3. Управление вводом-выводом

  4. Управление сетевыми ресурсами

  5. Подключение GUI.

Первые 3 функции выполняютсятак называемымядром ОС.

Классификация современных компьютерных систем:

  1. Системы специального назначения, в них входят: встроенные вычислительные системы (станки с ЧПУ, автоматизированные поточные линии); распределенные системы (выполняются в разных местах, стекаются в один центр)

  2. Функционально-ориентированные системы(самые быстрые, но выполняются узкий круг задач)

  3. Система общего назначения:

- персональные компьютеры PC

IBMPC(х86-архитектура)

AppleMac(Macintosh)

- Рабочие станции (workstation)– это компьютер, работающий под управлением х86 совместимой ОС (чаще всего используются различные версииUNIX), сRISC-процессорами

CPU

CISC= Complex Instruction Set (Сложный набор команд)

RISC= Redundant Instruction Set (Упрощенный набор команд)

RISC-процессоры выпускаются множеством компаний, и они до сих пор весьма популярны для определенного круга задач.

Компания SunвыпускаетRISC-процессорыSPARC

HP –> PA–RISC

MIPS –> MIPS

DEC –> ALPHA

IBM, Motorola –> POWER, PowerPC

Transmeta –> TSMT

- Сервер– это вычислительный комплекс, который может строиться на любой аппаратной платформе и имеет серверную ОС, которая обслуживает запросы клиентских машин и рабочих станций.

- Мейнфрейм (Mainframe)– представляют собой многопроцессорную систему, содержащую один или несколько центральных и периферийных процессоров с общей памятью, связанные между собой высокоскоростными магистралями передачи данных при этом основная вычислительная нагрузка ложится на центральный процессор, а периферийные процессоры обеспечивают работу с широкой номенклатурой периферийных устройств.

Основными поставщиками мейнфреймов являются компании IBM,ICL,SiemensNixdorf.

1-й мейнфрейм – 1964.

Как правило, мейнфреймы управляются ОС UNIXсобственной разработки.

Главный недостаток мейнфреймов – высокая стоимость. В последнее время с переходом на клиент-серверную архитектуру мейнфреймы стали уступать место кластерам.

- Кластеры– объединение вычислительных машин, представляющихся единым целым для ОС системного ПО, прикладных программ и пользователей, для выполнения единой задачи, используя ресурсы всех машин (узлы) для единого вычислительного процесса.

Тема 2: Компьютерные интерфейсы.

Интерфейс– это граница разделов 2-х систем (аппаратных или программных), имеющая элементы соединения систем физически (схемы, разъемы, среда передачи), электрически (контроллер) или программно (драйвер).

Интерфейс- в широком смысле - определенная стандартами граница между взаимодействующими независимыми объектами.Интерфейсзадает параметры, процедуры и характеристики взаимодействия объектов.

Все интерфейсы можно разделить на 2 группы:

- внутренние,

- внешние.

Внутренние интерфейсыпредназначены для соединения процессора, памяти и других обязательных системных ресурсов. (BIOS,Chipset…)

Внешние интерфейсыпредназначены для подключения не обязательных периферийных устройств.

Любой интерфейсобязательновключаетприемник, передатчик, контроллер и среду передачи данных. Кроме того, внешний интерфейс может содержать разъемы.

Физическийинтерфейс- устройство, преобразующее сигналы и передающее их от одного компонента оборудования к другому. Физическийинтерфейсопределяется набором электрических связей и характеристиками сигналов.

Все интерфейсыстандартизируются одной из патентующих организаций под какую-либо архитектуру ПК, в связи с этим могут возникать несовместимости между архитектурой компьютера и используемыми интерфейсами, а так же между версиями базового стандарта интерфейса и его последующими релизами (версиями).

Интерфейс передачи данных-интерфейс, обеспечивающий передачу двоичных данных. В зависимости от способа передачи данных различают последовательный и параллельныйинтерфейсы.

Передачей данных в интерфейсе может управлять как контроллер, входящий в состав чипсета, так и контроллер ПУ. В любом случае, контроллер интерфейса определяет напряжение питания интерфейса, уровни напряжения логической 1 и 0, разрядность, скорость передачи, длину линий связи, алгоритм и режим передачи, а также помехоустойчивость!

Напряжения питания, уровни логических сигналов и помехоустойчивостьзависят о того, на какой схемной логике выполнен контроллер. Как правило, используется ТТЛ и КМОП. Первая – в МИС, СИС и БИС, а вторая – в СБИС (таких как чипсет, микросхемы памяти,CPU). ТТЛ строго определяет напряжение питания +5 В, в то время как КМОП позволяет использовать широкий диапазон питающих напряжений – от +1,5 до 9 В.

Кроме того, могут использовать цифровые и аналоговые сигналы.

Цифровые могут быть однополярными и двуполярными, инверсными и неинверсными.

Аналоговые могут быть синусоидальными и несинусоидальными.

Разрядностьопределяется способом передачи сигналов в интерфейсе. Различают последовательные и параллельные интерфейсы. В первых данные передаются последовательно бит за битом по одному проводнику, в параллельных – по параллельным линиям данных, причем кол-во этих линий соответствует разрядности интерфейса. Сама же разрядность (то есть кол-во линий) определяется разрядностью регистров контроллера, к которому линии подключены.

Длина линий связи зависит от помехоустойчивости интерфейса, частоты передачи данных и кол-ва параллельных линий. Чем последние параметры меньше, чем выше помехоустойчивость. Длина линий связисвязана с затуханием сигнала, которое резко возрастает на больших частотах. Параллельные лини, в свою очередь, накладывают дополнительные ограничения на синхронность и целостность передачи данных, так как между параллельными линиями часто имеют место перекрестные помехи и наводки.