- •1. Программирование.
- •1.1. Программное обеспечение. Основные этапы решения задач на эвм. Жизненный цикл программного средства
- •Программирование:
- •Каскадная модель.
- •Характеристика объектно-ориентированного программирования.
- •Использование инкапсуляции в ооп.
- •Использование наследования объектов в ооп.
- •Использование полиморфизма в ооп.
- •2. Математическая логика и теория алгоритмов.
- •2.1. Логические операции. Таблицы истинности.
- •2.2. Логика высказывани и предикатов.
- •Интуитивное и формальное определение алгоритма.
- •Теория сложности в теории алгоритмов.
- •Организация эвм и систем.
- •Принцип программного управления
- •Структуры эвм и вычислительных систем.
- •Структуры вычислительных машин
- •Структуры вычислительных систем.
- •Cisc и risc процессоры
- •Иерархическая система памяти эвм. Общие сведения и классификация памяти эвм.
- •Классификация зу по функциональному назначению (иерархия запоминающих устройств)
- •Классификация зу по принципу организации.
- •Вычислительные системы (вс). Уровни параллелизма. Классификация вс Флинна. Закон Амдала.
- •4. Операционные системы.
- •Определение операционной системы. Функции ос.
- •Классификация ос.
- •Средства синхронизации и взаимодействия процессов.
- •Файловая система.
- •Сегментно-страничное распределение памяти.
- •Страничное распределение памяти
- •Сегментное распределение памяти.
- •Сегментно-страничное распределение.
- •5. Базы данных.
- •База данных. Субд.
- •По модели данных:
- •По степени распределенности:
- •По способу доступа к бд:
- •Модели данных.
- •Реляционная модель данных.
- •Нормальные формы.
- •2) Вторая нормальная форма.
- •3) Третья нормальная форма.
- •Физическая организация данных.
- •6. Компьютерная графика.
- •Растровые (матричные) изображения.
- •Векторные модели изображений.
- •Представление геометрических моделей в программе и базе данных.
- •Графические библиотеки
- •Информационные технологии.
- •Информационная технология как составная часть информатики.
- •Базовая ит. Концептуальный уровень.
- •Структура базовой ит. Логический уровень.
- •Базовая ит. Физический уровень. Преобразование информации в данные.
- •Графические модели ит.
- •8. Сети эвм и телекоммуникации.
- •Структура и характеристики вычислительных сетей.
- •Топологии вычислительных сетей
- •Кольцо.
- •Архитектура сетей Ethernet.
- •Стандарт 10BaseT
- •Стандарт 10Base2
- •Стандарт 10Base5
- •8.4. Сети 802.11
- •Режимы работы 802.11
- •8.5. Сетевые операционные системы.
Структуры вычислительных машин
В настоящее время примерно одинаковое распространение получили два способа построения вычислительных машин: с непосредственными связями и на основе шины.
Типичным представителем первого способа может служить классическая фон-неймановская ВМ (рис.).
В ней между взаимодействующими устройствами (процессор, память, устройство ввода/вывода) имеются непосредственные связи. Особенности связей (число линий в шинах, пропускная способность и т. п.) определяются видом информации, характером и интенсивностью обмена.
Основным достоинством такой архитектуры является возможность расширения узких каналов данных только определенных связей, что экономически может быть наиболее выгодным решением.
Недостатком этой структуры является то, что ВМ с непосредственными связями плохо поддаются реконфигурации.
В варианте с общей шиной все устройства вычислительной машины подключены к магистральной шине, служащей единственным трактом для потоков команд, данных и управления. Наличие общей шины существенно упрощает реализацию ВМ, позволяет легко менять состав и конфигурацию машины. Благодаря этим свойствам шинная архитектура получила широкое распространение в мини и микро ЭВМ. Вместе с тем, именно с шиной связан и основной недостаток архитектуры: в каждый момент передавать информацию по шине может только одно устройство. Основную нагрузку на шину создают обмены между процессором и памятью, связанные с извлечением из памяти команд и данных и записью в память результатов вычислений. На операции ввода/вывода остается лишь часть пропускной способности шины. Практика показывает, что даже при достаточно быстрой шине для 90% приложений этих остаточных ресурсов обычно не хватает, особенно в случае ввода или вывода больших массивов данных.
Для повышения эффективности обмена данными между компонентами ВМ используется архитектура с иерархией шин, где помимо магистральной шины имеется еще несколько дополнительных шин. Они могут обеспечивать непосредственную связь между устройствами с наиболее интенсивным обменом, например процессором и кэш-памятью. Другой вариант использования дополнительных шин — объединение однотипных устройств ввода/вывода с последующим выходом с дополнительной шины на магистральную. Все эти меры позволяют снизить нагрузку на общую шину и более эффективно расходовать ее пропускную способность.
Структуры вычислительных систем.
Понятие «вычислительная система» предполагает наличие множества процессоров или законченных вычислительных машин, при объединении которых используется один из двух подходов: ВС с общей памятью и распределенная система.
В вычислительных системах с общей памятью имеется общая основная память, совместно используемая всеми процессорами системы. Связь процессоров с памятью обеспечивается с помощью коммуникационной сети, чаще всего вырождающейся в общую шину. Таким образом, структура ВС с общей памятью аналогична рассмотренной выше архитектуре с общей шиной, в силу чего ей свойственны те же недостатки. Применительно к вычислительным системам данная схема имеет дополнительное достоинство: обмен информацией между процессорами не связан с дополнительными операциями и обеспечивается за счет доступа к общим областям памяти.
Альтернативный вариант организации – распределенная система, где общая память вообще отсутствует, а каждый процессор обладает собственной локальной памятью. Обмен информацией между составляющими системы обеспечивается с помощью коммуникационной сети посредством обмена сообщениями.
Подобное построение ВС снимает ограничения, свойственные для общей шины, но приводит к дополнительным издержкам на пересылку сообщений между процессорами или машинами.