Відповіді на квитки після іспиту ВМС і СТК в МЕСІ

№ 1. Основні тенденції розвитку ЕОМ (склад і співвідношення технічних і програмних засобів, швидкодія, пам'ять, інтелектуальність)
Існують три глобальні галузі застосування ЕОМ:
1. Автоматизація обчислень
2. Застосування ЕОМ в автоматизованих системах управління.
Новий напрямок зажадало зміна класичної структури фон Неймана.
Потрібно було додатково автоматизувати збір інформації і розподілрезультатів. ЕОМ стали підключати до каналів зв'язку запаралелевалісь процесипередачі та обробки інформації. З'явилася многогопрограмность, засобизмінити час, системи переривань і пріоритетів.
3. Застосування ЕОМ в особистих цілях для спрощення і скорочення робочого часу.
4. Рішення задач штучного інтелекту
З процесом розвитку людства поступово висуваються нові й новіобчислювальні задачі (які включають не тільки розрахункові завдання),відповідно зростає вимога до ЕОМ Покращення її характеристик такихяк пам'ять, швидкодія, інтелектуальність. Останнє особливозатребуване у великих автоматизованих системах управління. В данийчас інтелектуальність реалізується шляхом використання досконалихпрограмних засобів. Постійно зростає підвищену вимогу дозбільшення обсягу зберігання інформації. Сучасні програмні засобивимагають великої місця як в оперативній пам'яті так і великого місця напостійних носіях інформації. Тенденції розвитку ЕОМ зростають зкожним роком. Прогрес розвитку ЕОМ, особливо в останні 10 років, ідедуже швидкими етапами. За останні два роки типи процесорів змінюютьсякожен півроку, збільшується їх продуктивність. Відповіднозмінюються обсяги носіїв інформацію Буквально 1,5 роки тому 3 гігабайтина жорстких дисках вважалася досить значною цифрою, але зараз цяцифра дуже мала, так як на зміну приходять носії з розміром від 15 до 25гігабайт. Ціни на різні компоненти та й на самі ЕОМ у зборівідповідно падають з розробкою нових конфігурацій. З такоюшвидкістю прогресу виробники програмного забезпечення просто невстигають і часом, програмне забезпечення відстає від прогресу технічнихкоштів. Крупна корпорація Інтел останнім часом стала замислюватися, аЧи не знизити темпи розробок нових поколінь процесорів, до того яквиробники ПЗ доженуть повною мірою технічні засоби.

№ 2 Класифікація засобів ЕОТ (поняття машинного парку, співвідношення типів

ЕОМ)
Для різних типів завдань потрібна відповідно і різна обчислювальнатехніка. Тому ринок комп'ютерів постійно має широку градацію класіві моделей ЕОМ. Фірми-виробники засобів Вт дуже уважно відстежуютьстан ринку ЕОМ. Вони не просто констатують окремі факти ітенденції, а прагнуть активно впливати на них і випереджатипотреби споживачів. Так, наприклад, фірма IBM, що випускає приблизно
80% світового машинного «парку», в даний час випускає в основномучотири класи комп'ютерів, перекриваючи ними широкий клас задачкористувачів.
- суперЕОМ для вирішення великомасштабних обчислювальних задач, дляобслуговування найбільших інформаційних банків даних (150-200 штук).
- Великі ЕОМ для комплектування відомчих, територіальних ірегіональних обчислювальних центрів. (2500)
- Середні ЕОМ широкого призначення для управління - складнимитехнологічними виробничими процесами. ЕОМ цього типу можутьвикористовуватися і для керування розподіленою обробкою інформації вяк мережевих серверів. (25000)
- Персональні та професійні ЕОМ, що дозволяють задовольняти індивідуальні потреби користувачів. На базі цього класу ЕОМ будуються автоматизовані робочі місця (АРМ) для фахівців різного рівня. (мільйони)
- Також останнім часом з'явилося поняття як мережевий комп'ютер. Він може мати невелике швидкодію. Але принцип обчислень будується на передачі даних по мережі обчислювальному комп'ютера і одержання вже готових результатів.

Поняття машинного парку можна визначити як совукупность різнихтипів ЕОМ всередині окремого взятого комплексу (наприклад країни).

№ 3 Узагальнена структура ЕОМ. Склад і призначення пристроїв. Принцип роботи.

Основним принципом побудови всіх сучасних ЕОМ є програмнеуправління. В основі його лежить подання алгоритму розв'язання будь-якої задачіу вигляді програми обчислень.
Класична структура ЕОМ повністю відповідає послідовного методувиконання команд програми і складається з

У будь-якій ЕОМ є пристрої введення інформації (УВВ), за допомогою якихкористувачі вводять в ЕОМ програми вирішуваних завдань і дані до них.
При обчисленні програма виконує послідовність операцій:
Пристрій керування розшифровує чергову команду і налаштовує АЛУна виконання операції. Одночасно визначаються адреси операндів, яківикликаються в АЛП для обробки.
Таким чином команда за командою обробляються програми. Результатобробки через ОЗУ надсилається до Увив (з метою фіксації та поданнямкористувачеві)
Виконання кожної команди здійснюється у кілька етапів:
- Формування адреси
- Вибірка з пам'яті команди
- Розшифровка і вибірка операндів
- Виконання операцій
- Відсилання результатів

За кожний етап відповідає певний блок. Всі сучасні машини маютьсуміщення операцій, при якому всі блоки працюють паралельно,одночасно.
При використання файлу в обчислювальному процесі його вмістпереноситися в ОЗУ. Потім програмна інформація команда за командоюзчитується в пристрій керування (УУ). Пристрій керуванняпризначається для автоматичного виконання програм шляхомпримусової координації всіх інших пристроїв ЕОМ. АЛП виконуєарифметичні та логічні операції над даними. Воно щоразуперенастроюється на виконання чергової операції. Результати виконанняокремих операцій зберігаються для подальшого використання на одному зрегістрів АЛП або записуються в пам'ять. Потім результати обчисленьподаються на пристрої виведення інформації (дисплей, принтер і т.д.)
У подальшому сильно пов'язані пристрої АЛП та УО отримали назвупроцесор, тобто пристрій для обробки даних. Поєднання операційдозволяє значно повісити швидкодію.
Такий конвеєр характерний для лінійних ділянок програми. Командирозгалуження (умовного та безумовного переходів) переривають конвеєр,знижується швидкодію.
У машинах Pentium для ліквідації розривів використовуються блоки предсказаниярозгалужень і запуску двох конвеєрів із подальшому відсіканням одного з них.
У реальних обчисленнях лінійні ділянки програм займають 10-30 команд.
№ 4. Еволюція структур обчислювальних машин. Криза класичної структури
ЕОМ.

Вже в перших ЕОМ для збільшення їх продуктивності широкозастосовувалося поєднання операцій. При цьому послідовні фази виконанняокремих команд програми (формування адрес операндів, вибіркаоперандів, виконання операції, відсилання результату) виконувалися окремимифункціональними блоками. У своїй роботі вони утворювали своєріднийконвеєр, а їх паралельна робота дозволяла обробляти різні фазицілого блоку команд. Цей принцип отримав подальший розвиток в ЕОМнаступних поколінь. Але все ж перші ЕОМ мали дуже сильну централізаціюуправління, єдині стандарти форматів команд і даних, «жорстке» побудовациклів виконання окремих операцій, що багато в чому пояснюєтьсяобмеженими можливостями що використовується в них елементної бази. Центральне
УУ обслуговувало не лише обчислювальні операції, але й операції вводу -виводу, пересилань даних між ЗУ та ін Все це дозволяло в якійсьмірою спростити апаратуру ЕОМ, але сильно стримувало зростання їхпродуктивності.
У ЕОМ третього покоління відбулося ускладнення структури за рахунок розділенняпроцесів введення-виведення інформації та її обробки

Сильно пов'язані пристрої АЛП та УО отримали назву процесор, тобтопристрій, призначений для обробки даних. У схемі ЕОМ з'явилисятакож додаткові пристрої, які мали назви: процесори введення -висновку, пристрої керування обміном інформацією, канали введення-виведення
(КВВ). Остання назва отримало найбільше розповсюдження стосовнодо великих ЕОМ. Тут намітилася тенденція до децентралізації управління тапаралельної роботи окремих пристроїв, що дозволило різко підвищитишвидкодія ЕОМ в цілому.
Серед каналів вводу-виводу виділяли мультиплексний канали, здатніобслуговувати велику кількість повільно працюють пристроїв введення-виведення
(УВВ), і селекторні канали, які обслуговують в багатоканальних режимахшвидкісні зовнішні запам'ятовуючі пристрої (ВЗП).
У персональних ЕОМ, що відносяться до ЕОМ четвертого покоління, відбулосяподальша зміна структури (див. рис.). Вони успадкували її від міні-ЕОМ.
З'єднання всіх пристроїв в єдину машину забезпечується за допомогоюзагальної шини, що представляє собою лінії передачі даних, адрес, сигналівуправління та харчування. Єдина система апаратурних сполук значноспростила структуру, зробивши її ще більш децентралізованою. Всі передачіданих по шині здійснюються під керуванням сервісних програм.

Ядро ПЕОМ утворюють процесор і основна пам'ять (ОП), що складається зоперативної пам'яті і постійного пам'яті (ПЗУ). ПЗУпризначається для запису і постійного зберігання найбільш частовикористовуваних програм управління. Підключення всіх зовнішніх пристроїв (СНУ),дисплея, клавіатури, зовнішніх ЗУ та інших забезпечується черезвідповідні адаптери - соглосователі швидкостей роботи сполученихпристроїв або контролери - спеціальні пристрої управління периферійноїапаратурою. Контролери в ПЕОМ відіграють роль каналів вводу-виводу. Уяк особливих пристроїв слід виділити таймер - пристрій вимірюваннячасу і контролер прямого доступу до пам'яті (ККД) - пристрій,що забезпечує доступ до ОП, минаючи процесор.

Спосіб формування структури ПЕОМ є досить логічним іприродним стандартом для даного класу ЕОМ.
Децентралізація побудови та управління викликала до життя такі елементи,які є загальним стандартом структур сучасних ЕОМ: модульністьпобудови, магістральних, ієрархія управління.
Як видно з півстолітній історії розвитку ЕОТ дала не дуже широкий спектросновних структур ЕОМ. Всі наведені структури не виходять за межікласичної структури фон Неймана. Їх об'єднують слід. традиційніознаки:

• ядро ЕОМ утворює процесор - єдиний обчислювач в структурі,доповнений каналами обміну інформацією і пам'яттю.

• лінійна організація осередків усіх видів пам'яті фіксованого розміру;

• однорівнева адресація комірок пам'яті, стирає відмінності між усіматипами інформації;

• внутрішній машинний мова низького рівня, при якому команди містятьелементарні операції перетворення простих операндів;

• послідовне централізоване управління обчисленнями;

• досить примітивні можливості пристроїв вводу-виводу. Незважаючи навсі досягнуті успіхи, класична структура ЕОМ не забезпечуєможливостей подальшого збільшення продуктивності. Намітився криза,обумовлений рядом істотних недоліків:

• погано розвинені засоби обробки нечислових даних (структури,символи, пропозиції, графічні образи, звук, дуже великі масивиданих тощо);

• невідповідність машинних операцій операторам мов високого рівня;

• примітивна організація пам'яті ЕОМ;

• низька ефективність ЕОМ при вирішенні завдань, допускаютьпаралельну обробку і т.п.
Всі ці недоліки призводять до надмірного ускладнення комплексу програмнихкоштів, що використовується для підготовки і рішення задач користувачів.

№ .5 Принцип програмного керування ЕОМ.
Основним принципом побудови всіх сучасних ЕОМ є програмнеуправління. В основі його лежить подання алгоритму розв'язання будь-якої задачіу вигляді програми обчислень.
. Принцип програмного управління може бути здійснено різнимиспособами. Стандартом для побудови практично всіх ЕОМ став спосіб,описаний Дж. фон Нейманом в 1945 р. при побудові ще перших зразків
ЕОМ. Суть його полягає в наступному.

Всі обчислення, визначені алгоритмом рішення завдання, повинні бутипредставлені у вигляді програми, що складається з послідовності керуючихслів-команд. Кожна команда містить вказівки на конкретну виконувануоперацію, місце знаходження (адреса) операндів і ряд службових ознак.
Операнди - змінні, значення яких беруть участь в операціяхперетворення даних. Список (масив) всіх змінних (вхідних даних,проміжних значень і результатів обчислень) є ще однимневід'ємним елементом будь-якої програми.
Для доступу до програм, командам і операнда використовуються їх адреси. Уяк адрес виступають номери комірок пам'яті ЕОМ, призначених длязберігання об'єктів. Інформація (командна і дані: числова, текстова,графічна тощо) кодується двійковими цифрами 0 і 1. Тому різнітипи інформації, розміщені в пам'яті ЕОМ, практично неможливо розрізнити,ідентифікація їх можлива лише при виконанні програми, згідно з їїлогіці, за контекстом.
Кожен тип інформації має формати - структурні одиниці інформації,закодовані двійковими цифрами 0 і 1. Зазвичай всі формати даних,що використовуються в ЕОМ, кратні байту, тобто складаються з цілого числа байтів.
Послідовність бітів у форматі, що має певний сенс, називаєтьсяполем. Наприклад, у кожній команді програми розрізняють поле коду операцій,полі адрес операндів. Стосовно числової інформації виділяютьзнакові розряди, поле значущих розрядів чисел, старші та молодші розряди.
Послідовність, що складається з певного прийнятого для даної ЕОМкількості байтів, називається словом. Для великих ЕОМ розмір слова складаєчотири байти, для ПЕОМ - два байти. В якості структурних елементівінформації розрізняють також півслова, подвійне слово і ін

У будь-якій ЕОМ є пристрої введення інформації (УВВ), за допомогоюяких користувачі вводять в ЕОМ програми вирішуваних завдань і дані до них.
Введена інформація повністю або частково спочатку запам'ятовується воперативному запам'ятовуючому пристрої (ОЗУ), а потім переноситься у зовнішнюзапам'ятовуючий пристрій (ВЗП), призначене для тривалого зберіганняінформації, де перетвориться в спеціальний програмний об'єкт - файл.
При використанні файлу в обчислювальному процесі його вмістпереноситься в ОЗУ. Потім програмна інформація команда за командоюзчитується в пристрій керування (УУ).
Пристрій керування призначається для автоматичного виконанняпрограм шляхом примусової координації всіх інших пристроїв ЕОМ.
Викликаються з ОЗУ команди дешіфріруются пристроєм управління:
- Визначаються код операції, яку необхідно виконати наступної, іадреси операндів, які беруть участь у цій операції.
Залежно від кількості використовуваних у команді операндів розрізняютьсяодно-, дво-, трехадресние та безадресні команди. У одноадресних командахвказується, де знаходиться один з двох оброблюваних операндів. Другийоперанд повинен бути поміщений заздалегідь у арифметичний пристрій (для цьогов систему команд вводяться спеціальні команди пересилання даних міжпристроями).
Двоадресного команди містять вказівки про двох операндів, що розміщуються впам'яті (або в регістрах і пам'яті). Після виконання команди в один з цихадрес засилається результат, а що знаходився там операнд втрачається.
У трехадресних командах зазвичай дві адреси вказують, де знаходяться вихідніоперанди, а третій - куди необхідно помістити результат.
У безадресних командах зазвичай обробляється один операнд, який до іпісля операції перебуває на одному з регістрів арифметико-логічногопристрою (АЛП). Крім того, безадресні команди використовуються длявиконання службових операцій (очистити екран, заблокувати клавіатуру,зняти Блокування та ін.)
Всі команди програми виконуються послідовно, команда за командою, втому порядку, як вони записані в пам'яті ЕОМ (природний порядок проходженнякоманд). Цей порядок характерний для лінійних програм, тобто програм, неутримуютьх розгалужень. Для організації розгалужень використовуються команди,порушують природний порядок проходження команд. Окремі ознаки
, результатів r (r = 0, r <0. r> 0 та ін,), пристрій. управліннявикористовує, щоб змінити порядок виконання команд програми.

№ 6. Принципи побудови і розвитку елементної бази сучасних ЕОМ.
Всі сучасні обчислювальні машини будуються на комплексах (системах)інтегральних мікросхем (ІС) (основу яких складають великі інадвеликі інтегральні схеми).
Інтегральні схеми мають єдиний технологічний принцип побудови вінполягає в циклічному і пошаровому виготовленні частин електронних схемпо циклу програма - малюнок - схема: береться кремнієва підкладкапокривається фоторезисторів, за програмами наноситься малюнок (літографія)майбутнього шару мікросхеми. Потім малюнок протравлюючих, фіксується,закріплюється і ізолюється від нових шарів і т.д. На основі цього створюєтьсяпросторова твердотільна структура. Наприклад, НВІС типу Pentiumвключає близько трьох з половиною мільйонів транзисторів, що розміщуються вп'ятишаровий структурі.
Ступінь мікромініатюризації, розмір кристала ІС, продуктивність івартість технології безпосередньо визначаються типом літографії. До теперішньогочасу домінуючою залишалася оптична літографія, тобто пошаровімалюнки на фоторезистори мікросхем наносилися світловим променем. В данийчас провідні компанії, що виробляють мікросхеми, реалізують кристали зрозмірами приблизно 400 мм2 - для процесорів (наприклад, Pentium) і 200 мм2
- Для схем пам'яті. Мінімальний топологічний розмір (товщина ліній) прицьому становить 0,5 - 0,35 мкм. Для порівняння можна навести такий приклад.
Товщина людського волосся складає приблизно 100 мкм. Отже, при такомудозвіл на товщині волосся можуть викреслювати більше двохсот ліній.
Подальші досягнення в мікроелектроніці зв'язуються з електронною
(лазерної), іонної і рентгенівської літографією. Це дозволяє вийти нарозміри 0.25, 0.18 і навіть 0.08мкм.
При таких високих технологіях виникає цілий ряд проблем. Мікроскопічнатовщина ліній, порівнянна з діаметром молекул, вимагає високої чистотивикористовуваних і напилюваної матеріалів, застосування вакуумних установок ізниження робочих температур. Дійсно, досить потрапляння найменшоїпорошинки при виготовленні мікросхеми, як вона потрапляє в шлюб. Тому новізаводи з виробництва мікросхем мають унікальне обладнання, розташовуванев чистих приміщеннях класу 1, мікросхеми в яких транспортуються відобладнання до встаткування в замкнутих надчистих міні-атмосферах класу
1000. Міні-атмосфера створюється, наприклад, надчисті азотом або іншимінертним газом при тиску 10-4 торр [З].
Зменшення лінійних розмірів мікросхем і підвищення рівня їх інтеграціїзмушують проектувальників шукати засоби боротьби з споживаної Wn ірозсіюваною Wp потужністю. При скороченні лінійних розмірів мікросхем у 2рази їх обсяги змінюються в 8 разів. Пропорційно цих цифр повиннізмінюватися і значення Wn і Wp, в іншому випадку схеми будуть перегріватися івиходити з ладу. В даний час основою побудови всіх мікросхем булаі залишається КМОП-технологія (компліментарні схеми, тобто спільновикористовують n-і р-переходи в транзисторах із структурою метал - оксид
-напівпровідник).
Відомо, що W = U * I. Напруга живлення сучасних мікросхем становить 5
- 3V. З'явилися схеми з напругою живлення 2,8 V, що виходить за рамкиприйнятих стандартів. Подальше зниження напруги небажано, тому щозавжди в електронних схемах повинно бути забезпечено необхідне співвідношеннясигнал-шум, що гарантує стійку роботу ЕОМ.
Протікання струму по мікроскопічних провідникам пов'язане з виділеннямвеликої кількості тепла. Тому, створюючи надвеликі інтегральнісхеми, проектувальники змушені знижувати тактову частоту роботи мікросхем.
На ріс.3.18 показано, що використання максимальних частот роботи можливетільки в мікросхемах малої та середньої інтеграції. Максимальна частота
доступна далеко не всім матеріалами: кремнію Si, арсеніду галію GaAsі деяким іншим. Тому вони найчастіше і використовуються в якостіпідкладок в мікросхемах.
Таким чином, перехід до конструювання ЕОМ на НВІС та ультра-НВІС повиненсупроводжуватися зниженням тактової частоти роботи схеми. Подальший прогресу підвищенні продуктивності може бути забезпечений або за рахунокархітектурних рішень, або за рахунок нових принципів побудови і роботимікросхем. Альтернативних шляхів розвитку проглядається не дуже багато.
Так як мікросхеми НВІС не можуть працювати з високою тактовою частотою, то в
ЕОМ майбутніх поколінь їх доцільно комплексіровать в системи. При цьомукілька НВІС повинні працювати паралельно, а злиття робіт у системіповинна забезпечувати надшвидкісні ІС (ССІС), які не можуть мативисокого ступеня інтеграції.
Великі дослідження проводяться також у галузі використання явищанадпровідності і тунельного ефекту - ефекту Джозефсона. Роботамікросхем при температурах, близьких до абсолютного нуля (-273 ° С), дозволяєдосягти максимальної частоти цьому Wp = Wn = 0. Дуже цікаві результати повикористання "теплої надпровідності". Виявляється, що для деякихматеріалів, зокрема для солей барію, + кремній явище надпровідностінаступає вже при температурах близько -150 ° С. Висловлювалися міркування, щоможуть бути отримані матеріали, які мають надпровідність при температурах,близьких до кімнатної. З упевненістю можна сказати, що поява такихелементів знаменувало б революцію в розвитку засобів обчислювальноїтехніки нових поколінь.
Як ще один з альтернативних шляхів розвитку елементної бази
ЕОМ майбутніх поколінь слід розглядати і бімолекулярную технологію. Уданий час є досліди по синтезу молекул на основі їхстереохімічні генетичного коду, здатних змінювати орієнтацію іреагувати на тік, на світло і т.п. Однак побудова з них біологічнихмікромашин ще знаходиться на стадії експериментів. Таким чином, можназробити висновок, що в даний час можливості мікроелектроніки ще невичерпані, але тиск меж вже відчутно. Основою для ЕОМ майбутніхпоколінь будуть БІС і НВІС спільно з ССІС (Надшвидкісні ІС). При цьомуструктури ЕОМ та НД будуть широко використовувати паралельну роботумікропроцесорів

№ 7. Пам'ять ЕОМ. Ієрархічне побудова пам'яті ЕОМ.
Пам'ять будь-який ЕОМ складається з кількох видів пам'яті (оперативна,постійна і зовнішня - різні накопичувачі). Пам'ять є одним знайважливіших ресурсів. Тому операційна система керує процесамивиділення обсягів пам'яті для розміщення інформації користувачів. У будь-яких
ЕОМ пам'ять будується за ієрархічним принципом. Це обумовлюєтьсянаступним:

Оперативна пам'ять призначена для зберігання змінної інформації, такяк вона допускає зміну свого вмісту в ході виконаннямікропроцесоромвідповідних операцій. Оскільки в будь-який момент часу доступ можездійснюватися до довільно вибраної комірки, то цей вид пам'яті називаютьтакож пам'яттю з довільною вибіркою - RAM (Random Access Memory).
Всі програми, в тому числі й ігрові, виконуються саме в оперативнійпам'яті. Постійна пам'ять звичайно містить таку інформацію, яка неповинна змінюватися протягом тривалого часу. Постійна пам'ять маєвласна назва - ROM (Read Only Memory), яке вказує на те, щонею забезпечуються тільки режими зчитування і зберігання.
З точки зору користувачів бажано було б мати в ЕОМ єдину понадбільшу пам'ять великої продуктивності, однак ємність пам'яті і часобігу зв'язані між собою (чим більший об'єм тим більше час зверненнядо неї).
| Тип | Місткість | t |
| пам'яті. | ь | звернень |
| | Пам'яті | вання. |
| |. | |
| Понад | 10-16 | 20-30 (|
| оперативної | | 40) |
| ва | | н.с. |
| КЕШ | | |
| пам'ять | | |
| (пам'ять | | |
| блокнотн | 8 кб. | 100-20 |
| ого | 128-25 | 0 н. |
| типу) | 6кб. | Сек |
| 1-го | 1-2 | 200 н. |
| рівня | Мбайт. | Сек |
| 2-го | | 300-40 |
| рівня | | 0 н. |
| 3-го | | сек |
| рівня | | |
| Оператив | 4-256 (| 0,2 - |
| ва | та | 2 мк. |
| пам'ять | більше) | Сек. |
| НМД (нако | 1-20 | Десятки |
| Питель | Гбайт | і мк |
| на | | сек |
| магнітних | | (сотні |
| х дисках | |) |
| ІМЛ (нако | Одиниць | хвилини |
| Питель | и | (десят |
| на | Гбайт | ки) |
| магнітних | | |
| х | | |
| стрічках) | | |
| Архіви |------| Десятки |
| |-//---| І |
| |----- | Хвилин |

Для спрощення всі пересилання інформації здійснюється не по вертикалі, ачерез оперативну пам'ять. Де-не-які процедури планування теперздійснюються компіляторами мов високого рівня.

№ 8. Узагальнена структура запам'ятовуючих пристроїв. Принцип роботи

(Типова структура пристрою, що запам'ятовує.)
Будь-яке запам'ятовуючий пристрій може працювати в двох режимах:
1. режим запису
2. режим читання
Режим запису:
За командою запису РА (регістр адреси) приймає адресу комірки, в якійіснуватиме запис, а РІ приймає ті дані, які підлягаютьзберігання. Дешифратор адреси (ТАК) розшифровує адреса і вибираєпевну лінію запису.
Режим читання:
Змінює режим руху інформації. Адреса розглядається так само, як іпри записі. Та шина, яка буде обрана зчитує інформацію на РІ. Якщозчитування переноситься з стиранням еталона, то виникає додатковийтакт, тобто подальшої перезапису в цю адресу.
У сучасних ПЕОМ використовуються ємні ЗУ, які вимагають періодичноговідновлення інформації.

№ 9 Системи адресації в сучасних ЕОМ.

Існує кілька типів адресації
- пряма
- безпосередня
- непряма
- відносна < br> Пряма адресація:
Aісполнітельний = Aчасті команд.
Сл. 0100, 0200, (0250
Досить проста, але має істотні недоліки.
1. Для виконання кожної команди необхідні додаткові звернення на адресу кожного операнда.
2. Довжина кожної команди, а отже довжина всієї програми і ємність пам'яті під зберігання програми залежить від ємності оперативної пам'яті.rразрядность адреси = Log2En код

10 ------- 1Кб 0100

20 -------- 1Мб 0200

0250
Пряма адресація дуже неефективна при великих розмірах пам'яті. З цього вНині пряма адресація використовується тільки в пам'яті невеликогорозміру (сверхоператівной, КЕШ I рівня).
Безпосередня адресація:
Приватний вид адресації в сучасних ЕОМ. З усіх команд ЕОМ тількиневелика частина команд допускає безпосередню адресацію
Безпосередня адресація передбачає запис в адресних частинах командизначень аргументів. З огляду на обмежену довжину адресній частині командиможна записувати тільки малоразрдние значення операндів. Тобто певніconst обчислювального процесу: кількість розрядів зсуву.
Основний недолік - мала розрядність використовуваних операндів.
Перевага - для виконання кожної команди потрібно тільки однезвернення до оперативної пам'яті для вибірки самої команди.
Відносна адресація:
Найбільш уживаний метод. У ПЕОМ ця адресація називається сегментно -сторінкової
У відносної адресації є два (три) частини адреси: постійна частинаадреси знаходиться на одному або декількох регістрах сверхоператівной пам'яті
За рахунок ускладнення алгоритмів формування адрес забезпечуєтьсяпереваги:
Скорочення довжини команд, довжини програми, всієї місткості пам'яті.
1) замість повної адреси операнда в команді міститься лише малоразрядноезсув адрес.
2) Відносна адресація дає переместімость програми. Не вимагаєтьсязавантажувальний модуль програми налаштовувати за місцем розміщення самоїпрограми
Налаштування програми забезпечується завантаженням базової адреси. Ця властивістьможна поширити на складні програмні структури. Відноснаадресація дозволяє зробити команди зі змінними вагами.
Непряма адресація:
Чи є подальшим розвитком відносної адресації.
Адресна частина команди може містити будь-який з з попередніх типівадрес. Прочитавши вміст внутрішнього адреси ми формуємо виконавчийадреса операнда.
Позитивні сторони:
- дозволяє формувати адреса як завгодно великий оперативної пам'яті
- Використовуючи виконавчий адресу як операнд можна складати і віднімати адреси.
Недоліки:
Додаткове звернення до оперативної пам'яті за остаточним адресоюоперанда.

№ 10. Особливості побудови пам'яті ЕОМ.

Пам'ять ЕОМ будуватися досить своєрідно, завдяки еволюційномурозвитку цих вичілітельних машин. Початковою ці машини мали дужемалу пам'ять 64кб, 840кб, 1мб і т.д
Вважається що основною пам'яттю з адреси 00000 та 10000 це 640 кб.

Постійно розподілена пам'ять (дірявий) з адресами (А0000 - F0000).

Нумерація адрес - єдина, наскрізна. До 386 мікропроцесора вважалося,що ЕОП під ДОС 64кб.
Все що вище за 1 Мб - розширена пам'ять, на адресацію машини не булирозраховані.
Розширена пам'ять (extended) розташовується вище області адрес 1Мбайт.
Для роботи з розширеною пам'яттю мікропроцесор повинен переходити зреального у захищений режим і назад.

№ 11 Режими роботи ЕОМ і нд Однопрограмних режими роботи.
Кожне завдання складається з 3 фаз: уведення, рішення, висновок.
Режим безпосереднього доступу: припускає монопольне володіння користувача чсемі ресурсами системи.
Відрізняється дуже низьким ККД. Завантаження процесора 1-3%. Однак він єосновним для ПЕОМ, оскільки критерієм роботи ЕОМ є максимальнізручності користувача, а не завантаження обладнання.
Режим роботи-це особливості планування і розподілу основнихресурсів системи.
Режим роботи з непрямим доступом:
Висока ефективність безпосереднього доступу змусила шукати шляхи більшповного завантаження дорогих ресурсів ЕОМ.
ККД RISC

Intel => CISL
RISC структури дозволяють скоротити час звернення до оперативної пам'яті до
2:1.б) Поява ВМ з дуже довгим командним словом VLIW. Оскільки машиникласичної структури зосереджені навколо оперативної пам'яті, тодоцільно вибирати інформації вибирати інформаційними блокамивикористовуючи властивість централізації. Вибірка інформації та її запису в пам'ятьздійснюється більш великими об'єктами, що використовуються в пам'яті.

№ 44.Основние структури обчислювальних систем в архітектурі ОКМД і МКОД.
1.МКОД. До цієї системи належать структури типу «конвеєр»

ОК-1 OK-2

OK-n
ОД

t to tn
Переваги конвеєра зрозумілі: при правильній роботі конвеєра після його
«Розгону» через кожну одиницю часу на виході конвеєра з'являютьсярезультати наступного кроку обробки.
Прообраз такої системи знаходиться в кожному ПК при поєднанні операцій, коликожен функціональний блок машини виконує певні операціїпри виконанні кожної команди.
При побудові обчислювальних систем функціональна орієнтація процесорівне може бути повною, тому що вони всі універсальні. Тому «довгих»конвеєрів в обчислювальних системах не може бути знайдено в стандартнихалгоритми обробки. Однак у спеціальних системах і в супер ЕОМ, уЗокрема, подібні конвеєри використовуються. Наприклад, підкачка команд іданих через КЕШ пам'яті для процесорів.
За типом конвеєра працюють мережі, що реалізують архітектуру «клієнт-сервер».
В архітектурі МКОД немає розвинених систем з великою кількістю процесорів.
Однак в останніх Pentiumов є блоки, що забезпечують передбаченнярозгалужень вич. процесу та блоки виконання команд не пов'язаних спільнимиданими. Це дозволяє підвищити конвеєрну обробку команд.
2.ОКМД. ОК

ОД-1

ОД-2

ОД-n

Ця архітектура, на відміну від попередньої, є векторної абоматричної. Вона дозволяє обробляти однією командою відразу групу з nданих, що істотно прискорює продуктивність.
Матриця процесорів зазвичай має зв'язки з даними.
Регулярний характер зв'язків забезпечує ефективні рішення відповіднорегулярних завдань (завдання матричного численнія, задачі теорії поля, системалінійних і нелінійних рівнянь і т.д.).
Всі машини високої продуктивності мають вбудовані співпроцесориматричного типу.
Всі сучасні супер-ЕОМ комбінують векторну і конвеєрну обробку тавідрізняються один від одного тільки видами цих комбінацій.

У ОКМД спостерігається поява співпроцесорів прискорюють обчислення поспецифічними видами обробки. Ці співпроцесори підключаються до великихобчислювальних машин чи серверів, які обслуговують великі сховищаінформації.

№ 45.Классіфікація структур обчислювальних систем в архітектурі МКМД.

ОД-n ОК-2 ОК-n

ОД-2 ОК-1

ОД-1

МКМД-багаторазово повторений ОКОД.
Архітектура МКМД припускає, що всі процесори системи працюють за своїмипрограмами з власним потоком команд. У простому випадку вони можуть бутиавтономні й незалежні.
Після розчарувань при побудові супер-ЕОМ високої продуктивностідослідження всіх фірм переключилися на архітектуру МКМД. Успіхимікроелектроніки дозволяють тут кожному обчислювача-процесору дативласну ОП та забезпечувати довільні зв'язку обчислювачів один з однимв ході обчислювального процесу.
За системами цього типу є велике майбутнє, особливо в частині створення
MPP-систем (систем масового паралелізму). Існують розробки, якідозволяють поєднувати в рамках однієї системи тисячі мікропроцесорів.

№ 46 Системи масового паралелізму (MPP). Проблеми їх побудови і роботи.
Системи масового паралелізму - системи, де можлива побудова системиз десятками, сотнями і навіть тисячами процесорних елементів з розміщеннямїх у безпосередній близькості один від одного.
МРР системи відносяться до слобосвязанним це означає, що в даних системахпередбачається невисока оперативність обміну, при цьому відповіднознімається загальне число конфліктов.Еслі кожен процесор має власнупам'ять, то він також буде зберігати певну автономію в обчисленнях. Всіпроцесорні елементи в таких системах повинні бути пов'язані єдиноюкомутаційної середовищем. Тут виникають проблеми, аналогічні ОКМД --системам, але на новій технологічній основі. Передача даних в MPP --системах передбачає обмін не окремими даними під централізованимуправлінням, а підготовленими процесами (програмами разом з даними).
Цей принцип побудови обчислень вже не відповідає принципампрограмного управління класичної ЕОМ. Передача даних процесу за йогоготовності більше відповідає принципам побудови "потокових машин"
(машин, керованих потоками даних). Подібний підхід дозволяє будуватисистеми з величезною продуктивністю і реалізовувати проекти з будь-якимивидами паралелізму, наприклад, перейти до "систолічним обчислень" здовільним паралелізмом. Однак для цього необхідно вирішити цілий рядпроблем, пов'язаних з описом, програмуванням комутацій процесів іуправлінням ними. Математична база цієї науки в даний часпрактично відсутня.

№ 47. Сист. мас