- •Организация эвм
- •Принципы Неймана построения эвм. Элемент Неймана. Автомат Неймана.
- •Структура классической эвм. Назначение и взаимосвязь ее основных устройств.
- •Машина Тьюринга.
- •Команда и ее формат. Взаимосвязь формата команды и основных параметров эвм
- •Системы кодирования команд. Структура одно-, двух-, трех-, четырехадресной эвм. Естественный и принудительный порядок выполнения программы.
- •Стековая память. Структура безадресной эвм.
- •Цикл выполнения команды. Взаимодействие основных узлов и устройств эвм при автоматическом выполнении команды в трехадресной эвм.
- •Основы схемотехнической реализации эвм
- •Системы логических элементов. Основные параметры логических элементов. Условно-графические обозначения основных логических элементов.
- •Этапы проектирование логических схем на элементах “и-не”, “или-не”. Быстродействие логических схем.
- •Д ешифратор: назначение, таблица истинности. Условно-графическое обозначение.
- •Триггер. Назначение. Классификация триггерных схем.
- •Асинхронный двоичный счетчик. Назначение. Временная диаграмма работы. Оценка быстродействия.
- •Регистры. Назначение. Регистр хранения. Регистр сдвига. Условно-графическое обозначение. Регистр хранения
- •Устройства эвм
- •Устройство управления (уу): назначение, принципы построения.
- •Структурная схема уу с жесткой логикой. Реализация датчика сигналов на счетчике с дешифратором и на сдвиговом регистре.
- •Структурная схема микропрограммного уу.
- •Запоминающие устройства (зу): назначение, основные параметры. Иерархическая структура зу современных эвм.
- •Конвейерная организация работы микропроцессора. Ступени конвейера.
- •Оценка производительности микропроцессора при конвейерной организации работы.
- •Типы конфликтов в конвейере и методы уменьшения их влияния на снижение производительности микропроцессора.
- •Недостаточное дублирование некоторых ресурсов.
- •Система управления памятью. Статическое и динамическое распределение памяти. Страничная организация памяти. Виртуальная память.
- •Система прерываний. Назначение. Последовательность действий компьютера при обработке запросов прерываний.
- •Мультипрограммная эвм
- •Мультипрограммный режим работы эвм. Процесс и ресурс в мультипрограммных эвм.
- •Структура мультипрограммной эвм и особенности ее функционирования. Основные характеристики работы эвм в мультипрограммном режиме.
- •Счет1 - ввод - счет2 - вывод.
- •Одноочередные дисциплины распределения ресурсов в мультипрограммных эвм: fifo, lifo, круговой циклический алгоритм.
- •Многоочередная дисциплина распределения ресурсов в мультипрограммных эвм и ее модификации.
- •Режимы работы мультипрограммных эвм: пакетный, разделения времени, реального времени.
- •Организация работы персональной эвм
- •Структура персональной эвм.
- •Структура микропроцессора 8086, состав и назначение его основных блоков.
- •Организация памяти в ibm pc: физическое адресное пространство, адрес байта, слова, двойного слова.
- •Символическое и машинное представление команд: назначение, область применения.
- •Формат двухоперандной команды ibm pc общего вида. Назначение полей команды.
- •Режимы адресации операндов в ibm pc.
- •Формирование физического адреса в ibm pc в реальном режиме работы.
- •Формат команды ibm pc, использующей непосредственный операнд. Назначение полей команды.
- •Структура 32-разрядного микропроцессора, состав и назначение его основных блоков. Структура 32-разрядного универсального микропроцессора
- •Обработка прерываний в персональной эвм.
- •Порядок обработки прерываний
- •Контроллер приоритетных прерываний. Назначение. Порядок работы. Контроллер приоритетных прерываний
- •Каскадное включение контроллеров приоритетных прерываний
- •Защита памяти в мультипрограммных эвм. Назначение. Классические методы защиты Защита отдельных ячеек памяти. Метод граничных регистров. Метод ключей защиты памяти.
- •Организация защиты памяти в персональной эвм. Защита при управлении памятью. Защита по привилегиям.
- •Ввод-вывод информации в эвм. Проблемы организации ввода вывода и пути их решения.
- •Основные интерфейсные сигналы шины isa.
Мультипрограммная эвм
Мультипрограммный режим работы эвм. Процесс и ресурс в мультипрограммных эвм.
Мультипрограммным режимом работы (многозадачностью) называется такой способ организации работы системы, при котором в ее памяти одновременно содержатся программы и данные для выполнения нескольких процессов обработки информации (задач). При этом должна обеспечиваться взаимная защита программ и данных, относящихся к различным задачам, а также возможность перехода от выполнения одной задачи к другой (переключение задач).
Мультипрограммирование позволяет повысить производительность работы ЭВМ за счет более эффективного использования ее ресурсов.
Базовыми понятиями мультипрограммного режима функционирования ЭВМ являются процесс и ресурс
В строгом понимании процесс - это система действий, реализующая определенную функцию в вычислительной системе и оформленная так, что управляющая программа вычислительной системы может перераспределять ресурсы этой системы в целях обеспечения мультипрограммирования. То есть процесс - это некоторая деятельность, связанная с исполнением программы на процессоре.
Процесс может находиться в следующих состояниях:
порождение - подготавливаются условия для первого исполнения на процессоре;
активное состояние - исполнение программы на центральном процессоре;
готовность (Ready) - программа не исполняется, но для исполнения предоставлены все необходимые в текущий момент ресурсы, кроме центрального процессора;
исполнение программы на каком-либо другом устройстве компьютера, например, устройстве ввода/вывода, имеющем собственные средства управления;
ожидание (Wait) - программа не исполняется по причине занятости какого-либо ресурса ;
окончание - нормальное или аварийное завершение исполнения программы, после которого процессор и другие ресурсы ей не предоставляются.
Время между порождением и окончанием процесса называется интервалом существования процесса.
Понятие ресурса строго не определено. Будем считать, что всякий потребляемый объект (независимо от формы его существования), обладающий некоторой практической ценностью для потребителя, является ресурсом.
Ресурсы различаются по запасу выделяемых единиц ресурса и бывают в этом смысле исчерпаемыми и неисчерпаемыми.
К исчерпаемым ресурсам относится, например, центральный процессор.
В качестве неисчерпаемого ресурса можно представить, например, память, выделяемую программе, если рассматривать ее как совокупность всех имеющихся в компьютере запоминающих устройств. В то же время, запоминающее устройство, состоящее только из оперативной памяти с единственным трактом записи/считывания, представляет собой исчерпаемый ресурс.
Исчерпаемость ресурса, как правило, приводит к конфликтам среди потребителей этого ресурса. Для регулирования конфликтов ресурсы должны распределяться между потребителями по каким-то правилам, в наибольшей степени их удовлетворяющим.
Основные черты мультипрограммного режима:
в оперативной памяти находятся несколько пользовательских программ в состояниях активности, ожидания или готовности;
время работы процессора разделяется между программами, находящимися в памяти в состоянии готовности;
параллельно с работой процессора происходит подготовка и обмен с несколькими устройствами ввода-вывода.