2015-05-27
1378
Существует великое множество типов компьютеров, которые собираются из деталей, изготовленных разными производителями. Важным является совместимость обеспечения компьютера:
· аппаратная совместимость (платформа IBM PC и Apple Macintosh)
· совместимость на уровне операционной системы;
· программная совместимость;
· совместимость на уровне данных.
2. Архитектура вычислительной сети. Модель OSI.
Вычислительная сеть – это система ЭВМ, связанных между собой при помощи специализированных каналов.
Архитектура сети – понятие, которое полностью характеризует вычислительную сеть и включает следующие компоненты:
· Топологическая структура. Это – географическое построение сети, конфигурация расположения и соединения сетевых узлов. Виды: звездообразная, кольцевая, шинная, полносвязная, ячеистая, решетчатая, иерархическая
· Комплекс технических средств (рабочие станции, магистральные приемники, терм. устройства)
· Программное обеспечение. Это – совокупность программ системы обработки информации программных документов, необходимых для эксплуатации этих программ
|
|
|
· Методы доступа и протоколы обмена. Это совокупность правил, процедур, механизмов, которые регламентируют взаимодействие элементов сети
Модель OSI (Open System Interconnection) – это абстрактная сетевая модель для коммуникации и разработки сетевых протоколов. Каждый уровень обслуживает свою часть процесса взаимодействия, подчиняется определенному протоколу и определяет набор сетевых служб или функций, который данный уровень выполняет для выше лежащих уровней.
Физический. Обеспечивает путь электрических или оптических сигналов, представляет реальную взаимосвязь между элементами сети. Т. е. это кабель витая пара, оптоволоконный кабель, беспроводная передача.
Канальный. Регламентирует работу звена передачи данных: формирует кадр из пакета, управляет физической передачей кадров между узлами сети, контролирует прохождения кадра в звене передачи данных
Сетевой. Отвечает за адресацию, маршрутизацию сообщений, коммутацию пакетов. Предназначен для определения пути передачи данных, отвечает за трансляцию логических адресов в физические.
Транспортный. Отвечает за обмен информацией в канале, выполняет функции контроля передаваемых данных, регулирует нагрузки с целью обеспечения высокой пропускной способности.
Сеансовый. Отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Этот уровень определяет правила инициализации, ведения и завершения сеанса обмена данными.
Представительный. Это уровень представления данных, осуществляет интерпретацию данных.
|
|
|
Прикладной. Реализует интерфейс между прикладной программой и программами сети.
4. SELECT Fname
FROM Student
WHERE stip > (SELECT AVG(stip)
FROM Student)
ORDER BY stip DESC
Билет №2
1. Особенности структуры и основные параметры процессоров для современных персональных компьютеров.
Работа процессора состоит в выборе из памяти в определенной последовательности команд и данных и их выполнении. Скорость его работы определяет быстродействие компьютера. Процессор имеет специальные ячейки - регистры. Именно в регистрах помещаются команды, которые выполняются процессором, а также данные, которыми оперируют команды. В ПК обязательно должен присутствовать центральный процессор, который выполняет все основные операции. Часто ПК оснащен дополнительными сопроцесорами, ориентированными на эффективное выполнение специфических функций, такие как, графический сопроцесор для обработки графических изображений, сопроцесор ввода/вывода для выполнения операции взаимодействия с периферийными устройствами.
Основными параметрами процессоров являются:
· тактовая частота,
· разрядность,
· рабочее напряжение,
· коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты,
· размер кеш памяти.
Тактовая частота определяет количество элементарных операций (тактов), выполняемые процессором за единицу времени. Тактовая частота современных процессоров измеряется в МГц (1 Гц соответствует выполнению одной операции за одну секунду, 1 МГц=106 Гц). Чем больше тактовая частота, тем больше команд может выполнить процессор, и тем больше его производительность. Рабочие частоты современных процессоров достигают отметки в 2 ГГц (1 ГГц = 103 МГц).
Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один такт. Разрядность процессора определяется разрядностью командной шины, то есть количеством проводников в шине, по которой передаются команды. Современные процессоры семейства Intel являются 32-разрядными.
Рабочее напряжение процессора обеспечивается материнской платой, поэтому разным маркам процессоров отвечают разные материнские платы. Рабочее напряжение процессоров не превышает 3 В. Снижение рабочего напряжения разрешает уменьшить размеры процессоров, а также уменьшить тепловыделение в процессоре, что разрешает увеличить его производительность без угрозы перегрева.
Коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты - это коэффициент, на который следует умножить тактовую частоту материнской платы, для достижения частоты процессора. Тактовые сигналы процессор получает от материнской платы, которая из чисто физических причин не может работать на таких высоких частотах, как процессор. На сегодня тактовая частота материнских плат составляет 100-133 Мгц. Для получения более высоких частот в процессоре происходит внутреннее умножение на коэффициент 4, 4.5, 5 и больше.
Кэш-память. Обмен данными внутри процессора происходит намного быстрее, чем обмен данными между процессором и оперативной памятью. Поэтому, для того чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают так называемую сверхоперативную или кэш-память. Когда процессору нужны данные, он сначала обращается к кэш-памяти, и только тогда, когда там отсутствуют нужные данные, происходит обращение к оперативной памяти. Чем больше размер кэш-памяти, тем большая вероятность, что необходимые данные находятся там.
В процессе работы процессор обрабатывает данные, находящиеся в его регистрах, оперативной памяти и внешних портах процессора. Часть данных интерпретируется как собственно данные, часть данных - как адресные данные, а часть - как команды. Совокупность разнообразных команд, которые может выполнить процессор над данными, образовывает систему команд процессора. Чем больше набор команд процессора, тем сложнее его архитектура, тем длиннее запись команд в байтах и тем дольше средняя продолжительность выполнения команд.
|
|
|
Процессоры Intel, используемые в IBM-совместных ПК, относятся к процессорам с расширенной системой команд - CISC-процессоров. В противоположность CISC-процессорам разработаны процессоры архитектуры RISC с сокращенной системой команд. При такой архитектуре количество команд намного меньше, и каждая команда выполняется быстрее. Таким образом, программы, состоящие из простых команд, выполняются намного быстрее на RISC-процессорах. А CISC-процессоры используются в универсальных компьютерных системах, а RISC-процессоры - в специализированных.
2. Понятие маршрутизации и общая классификация алгоритмов маршрутизации
Алгоритм маршрутизации – это правило назначения выходного порта устройства на основе данных, которые содержатся в заголовке пакета и данных, которые описывают состояние сети.
Простая.
· Случайная. Пакеты передаются в любом случайном направлении
· Лавинная. Делаются копии, отправляются во всех направлениях.
Фиксированная.
· Однопутевая. Для каждой пары абонентов существует 1 путь передачи данных.
· Многопутевая. Для каждой пары абонентов указывается несколько альтернативных рациональных маршрутов. Один – основной, остальные – резервные.
Адаптивная
· Локальная. При выборе маршрута используют информацию о загрузке очередей только текущего узла коммутации.
· Централизованная. Все узлы периодически посылают информацию о состоянии своих очередей в один центральный узел. Он обрабатывает эти данные, анализирует состояние сети, разрабатывает таблицы маршрутов и рассылает их по другим узлам.
· Распределенная. Наряду с состоянием очередей собственного узла используется информация о загруженности близжайших узлов.
· Гибридная. Соединение централизованного и локального. Центральный узел по запросу высылает отдельному узлу его таблицу маршрутизации. Она может корректироваться в зависимости от загруженности очередей локального узла.
|
|
|
4. SELECT Fname
FROM Student
WHERE stip = (SELECT MAX(stip)
FROM Student)
Билет №3
1. Состав регистров процессора ЭВМ фон-неймановского типа. Основные стадии выполнения команд (машинный цикл).
В АЛУ имеется набор программно-доступных быстродействующих ячеек памяти, которые называются регистрами процессора.
Регистры составляют основу архитектуры процессора. Среди обязательного набора регистров можно отметить следующие.
Регистр данных – служит для временного хранения промежуточных результатов при выполнении операций.
Регистр аккумулятор – регистр временного хранения, который используется в процессе вычислений (например, в нем формируется результат выполнения команды умножения).
Регистр указатель стека – используется при операциях со стеком, т.е. такой структурой данных, которая работает по принципу: последним вошел — первым вышел, т.е. последнее записанное в него значение извлекается из него первым. Пока отметим только, что стеки используются для организации подпрограмм.
Индексные, указательные и базовые регистры используются для хранения и вычисления адресов операндов в памяти.
Регистры-счетчики используются для организации циклических участков в программах.
Регистры общего назначения, имеющиеся во многих ЭВМ, могут использоваться для любых целей. Точное назначение такого регистра определяет программист при написании программы. Они могут использоваться для временного хранения данных, в качестве аккумуляторов, а также в качестве индексных, базовых, указательных регистров. Количество регистров и связей между ними оказывает существенное влияние на сложность и стоимость процессора. Однако, с другой стороны, наличие большого количества регистров с богатым набором возможностей упрощает программирование и повышает гибкость программного обеспечения.
Кроме перечисленных регистров в состав АЛУ могут входить внутренние системные регистры, не доступные программно и используемые во время внутренних пересылок информации при выполнении команд.
В различных архитектурах и для различных команд могут потребоваться дополнительные этапы. Например, для арифметических команд могут потребоваться дополнительные обращения к памяти, во время которых производится считывание операндов и запись результатов.
Этапы цикла выполнения:
Процессор выставляет число, хранящееся в регистре счётчика команд, на шину адреса и отдаёт памяти команду чтения. Выставленное число является для памяти адресом; память, получив адрес и команду чтения, выставляет содержимое, хранящееся по этому адресу, на шину данных и сообщает о готовности.
Процессор получает число с шины данных, интерпретирует его как команду (машинную инструкцию) из своей системы команд и исполняет её. Если последняя команда не является командой перехода, процессор увеличивает на единицу (в предположении, что длина каждой команды равна единице) число, хранящееся в счётчике команд; в результате там образуется адрес следующей команды. Данный цикл выполняется неизменно, и именно он называется процессом (откуда и произошло название устройства).
Во время процесса процессор считывает последовательность команд, содержащихся в памяти, и исполняет их. Такая последовательность команд называется программой и представляет алгоритм работы процессора. Очерёдность считывания команд изменяется в случае, если процессор считывает команду перехода, — тогда адрес следующей команды может оказаться другим. Другим примером изменения процесса может служить случай получения команды остановка или переключение в режим обработки прерывания.
Команды центрального процессора являются самым нижним уровнем управления компьютером, поэтому выполнение каждой команды неизбежно и безусловно. Не производится никакой проверки на допустимость выполняемых действий, в частности, не проверяется возможная потеря ценных данных. Чтобы компьютер выполнял только допустимые действия, команды должны быть соответствующим образом организованы в виде необходимой программы.
Скорость перехода от одного этапа цикла к другому определяется тактовым генератором. Тактовый генератор вырабатывает импульсы, служащие ритмом для центрального процессора. Частота тактовых импульсов называется тактовой частотой.
2. Принципы межсетевого взаимодействия
Сети, использующие различные архитектуры и протоколы не могут непосредственно взаимодействовать друг с другом. Стандарт IEEE 802.1 определяет соотношения по взаимодействию различных протоколов и их реализации в объединенных сетях. 3 типа протоколов:
1. Физический. Описывает физические подключения аналогичной аппаратуры и протоколы по связи между этой аппаратурой
2. Межсетевые. Описывают подключение аналогичной и различающейся аппаратуры через мосты и маршрутизаторы.
3. Прикладные. Определяют возможность совместной работы ОС и приложений.
Существуют специализированные устройства, которые позволяют рабочим станциям и системам взаимодействовать друг с другом.
1. Концентратор (repeater) – на физическом уровне. Принимает физический сигнал, усиливает его для дальнейшей передачи. Взаимодействие одинаковых сетевых сегментов с одинаковыми протоколами методами доступа.
2. Мост (bridge) – на канальном уровне. Предназначен для:
· Соединения сетей с различной физической средой
· Соединения сетей с различными протоколами
· Связи сетей с одинаковыми протоколами и физической средой для логической развязки и сегментации разгрузки
3. Маршрутизатор (router) – на сетевом уровне. Определяет оптимальный маршрут передачи пакетов на основе протоколов маршрутизации. Используется в качестве узлов глобальной сети или устройства связи глобальной сети с локальной.
4. Шлюз (gateway) – на одном из 5 верхних уровней. Обеспечивает наиболее развитый способ соединения принципиально различающихся сетевых архитектур.
4. SELECT Fname
FROM Student
WHERE stip = (SELECT MAX(stip)
FROM Student)
OR stip = (SELECT MIN (stip)
FROM Student)
