(4) Маленькая шпорка2

1)Организация питания ЭВМ. Роль заземления аппаратуры.
Блок питания: При поломке блок питания не ремонтируется.
Основная задача блока питания это преобразование напряжения сети 220-240 В в напряжение питания конструктивных элементов компьютера ±12 и ±5 В. Раньше для этого применялись силовые трансформаторы. Основное преимущество современных блоков питания перед такими антикварными трансформаторами их вес. Трансформатор соответствующей мощности весит около 5 кг, а вес современных импульсных блоков питания составляет всего 900 г.
Недостатком импульсных блоков питания по сравнению с блоками питания на основе силового трансформатора является небольшой срок их службы. Надежность работы импульсного блока питания, в основном, зависит от надежности электронных компонентов, срок годности которых редко превышает 3 года, что связано со старением и соответствующим изменением их электрических параметров.
Размер блока питания определяется конструкцией корпуса. Промышленными стандартами можно считать шесть моделей корпусов и блоков питания:
РС/ХТ Baby AT
At/Desktop Slimline
AT Tower АТХ
Существует множество модификаций блоков питания каждого типа. Все они различаются выходными мощностями.
Последним стандартом на рынке РС стал стандарт АТХ, разработанный фирмой Intel в 1995 г. Этот стандарт, завоевавший особую популярность и в 1996 г. с появлением нового процессора Pentium Pro, определил новую конструкцию материнской платы и блока питания.
Часто между питающей сетью и блоком питания ЭВМ специальное устройство бесперебойного электропитания.
Заземление: прежде всего выполняет функции защиты людей от поражения током, а также обеспечивает пожаробезопасность зданий и сооружений. Сейчас все чаще выдвигаются предположения, что для нормального функционирования компьютерной техники, информационных сетей и систем связи необходимо применять отдельное, чистое заземление, изолированное от общей системы защитного заземления здания. Однако реализация этих решений является не только ошибочной и приводящей к выходу из строя электронных устройств, но в ряде случаев и опасной для здоровья и жизни людей.
Главная идея заключается в том, что все заземляемые части оборудования должны быть объединены в основную систему уравнивания потенциалов. Для соединения с основной системой уравнивания потенциалов все заземляемые части должны быть присоединены к главной заземляющей шине.
Подобный подход минимизирует помехи, возникающие от протекания токов по системе заземления в аварийных режимах, обеспечивая тем самым надежное функционирование оборудования и безопасность людей. В этом случае по поврежденной линии будет протекать гораздо больший ток (определяемый сопротивлением петли фаза-нуль), что позволит электромагнитному расцепителю автоматического выключателя быстро отключить поврежденную линию, а ток равномерно растечется по системе заземления и не вызовет помех благодаря наличию системы уравнивания потенциалов.
Для подавления высокочастотных помех основную систему защитного заземления можно дополнять установкой рабочего (функционального) заземления. Однако необходимо помнить, что функциональное заземление служит только для обеспечения работы оборудования, но ни в коем случае не для обеспечения электробезопасности. Поэтому использовать рабочее заземление в качестве единственной системы заземления категорически запрещается.
2)Особенности архитектуры CIS, RISC микропроцессоров.
Важной составной частью архитектуры ЭВМ является система команд. Несмотря на большое число разновидностей ЭВМ, на самом низком (“машинном”) уровне они имеют много общего.
Под командой понимают совокупность сведений, представленных в виде двоичных кодов, необходимых процессору для выполнения очередного шага. В ходе команды для сведений о типе операции, адресной информации о нахождении обрабатываемых данных, а также для информации о месте хранения результатов выделяются определенные разряды (поля).
В зависимости от состава команд выделяют несколько различных типов архитектуры:
CISC ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Complex Instruction Set Computing) концепция проектирования [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], которая характеризуется следующим набором свойств:
Нефиксированным значением длины команды.
Исполнение операций, таких, как загрузка в память, арифметические действия, кодируется в одной инструкции.
Небольшим числом регистров, каждый из которых выполняет строго определённую функцию.
Типичными представителями являются процессоры на основе x86 команд (исключая современные [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]–
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·15 которые являются гибридными).
Наиболее распространённая архитектура современных настольных, серверных и мобильных процессоров построена по архитектуре Intel x86 (или х86-64 в случае 64-разрядных процессоров). Формально, все х86-процессоры являлись CISC-процессорами, однако новые процессоры, начиная с Intel486DX, являются CISC-процессорами с RISC-ядром. Они непосредственно перед исполнением преобразуют CISC-инструкции процессоров [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] в более простой набор внутренних инструкций RISC. В микропроцессор встраивается аппаратный транслятор, превращающий команды x86 в команды внутреннего RISC-процессора. При этом одна команда x86 может порождать несколько RISC-команд(в случае процессоров типа P6-до 4-х RISC комманд в большинстве случаев). Исполнение команд происходит на суперскалярном конвейере одновременно по несколько штук. Это потребовалось для увеличения скорости обработки CISC-команд, так как известно, что любой CISC-процессор уступает RISC-процессорам по количеству выполняемых операций в секунду. В итоге, такой подход и позволил поднять производительность CPU
RISC ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Reduced Instruction Set Computing) вычисления с сокращённым [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Это концепция проектирования [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], которая во главу ставит следующий принцип: более компактные и простые инструкции выполняются быстрее. Простая архитектура позволяет удешевить процессор, поднять [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], а также распараллелить исполнение команд между несколькими блоками исполнения (т.н. суперскалярные архитектуры процессоров). Многие ранние RISC-процессоры даже не имели команд умножения и деления. Идея создания RISC процессоров пришла после того, как в 1970-х годах ученые из [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] обнаружили, что многие из функциональных особенностей традиционных [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] игнорировались [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Отчасти это был побочный эффект сложности [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. В то время компиляторы могли использовать лишь часть из набора команд процессора. Следующее открытие заключалось в том, что, поскольку некоторые сложные операции использовались редко, они как правило были медленнее, чем те же действия, выполняемые набором простых команд. Это происходило из-за того, что создатели процессоров тратили гораздо меньше времени на улучшение сложных команд, чем на улучшение простых.
Первые RISС-процессоры были разработаны в начале 1980-х годов в Стэнфордском и Калифорнийском университетах [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Они выполняли небольшой (50
· 100) набор команд, тогда как обычные [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (Сomplex Instruction Set computer) выполняли 100200.
Характерные особенности RISC-процессоров:
Фиксированная длина машинных инструкций (например, 32 бита) и простой формат команды.
Специализированные команды для операций с памятью чтения или записи. Операции вида «прочитать-изменить-записать» отсутствуют. Любые операции "изменить" выполняются только над содержимым регистров (т.н. load-and-store архитектура).
Большое количество регистров общего назначения (32 и более).
Отсутствие поддержки операций вида "изменить" над укороченными типами данных - байт, 16битное слово. Так, например, система команд [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] содержала только операции над 64битными словами, и требовала разработки и последующего вызова процедур для выполнения операций над байтами, 16- и 32-битными словами.
Отсутствие микропрограмм внутри самого процессора. То, что в CISC процессоре исполняется микропрограммами, в RISC процессоре исполняется как обыкновенный (хотя и помещенный в специальное хранилище) машинной код, не отличающийся принципиально от кода ядра ОС и приложений. Так, например, обработка отказов страниц в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и интерпретация таблиц страниц содержалась в так называемом PALCode (Privileged Architecture Library), помещенном в ПЗУ. Заменой PALCode можно было превратить процессор Alpha из 64битного в 32битный, а также изменить порядок байт в слове и формат входов таблиц страниц виртуальной памяти.
Как оказалось в начале 90х годов, RISC-архитектуры позволяют получить большую производительность, чем CISC, за счет использования суперскалярного и VLIW подхода, а также за счет возможности серьезного повышения тактовой частоты [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и за счет упрощения кристалла с высвобождением площади под [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], могущую достигнуть огромных размеров. Также RISC-архитектуры позволили сильно снизить энергопотребление процессора за счет уменьшения числа транзисторов (ARM).
Первое время RISC-архитектуры с трудом принимались рынком из-за отсутствие программного обеспечения для них. Эта проблема была быстро решена переносом [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]-подобных операционных систем ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]) на RISC архитектуры.
В настоящее время многие архитектуры процессоров являются RISC-подобными, к примеру, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]–
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·–
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·o "MIPS (архитектура)" 14MIPS15, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Наиболее широко используемые в настольных компьютерах процессоры архитектуры [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ранее являлись [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]-процессорами, однако новые процессоры, начиная с Intel486DX, являются [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]-процессорами с RISC-ядром. Они непосредственно перед исполнением преобразуют [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]-инструкции процессоров [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] в более простой набор внутренних инструкций RISC.
С отказом компаний Apple и Sun от использования серии CISC-процессоров Motorola 68xxx (в пользу PowerPC у Apple и в пользу SPARC у Sun), приведшем к фактическому прекращению производства серии, а также с переводом внутренней архитектуры серии x86 на суперскалярную RISC-архитектуру, подавляющее большинство существующих процессоров используют архитектуру RISC.
Архитектуры, обычно обсуждаемые в связи с RISC:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (первоначально Sun SPARC, начиная с Pentium использованы в семействе x86). Распараллеливание исполнения команд между несколькими устройствами исполнения, причем решение о параллельном исполнении двух или более команд принимается аппаратурой процессора на этапе исполнения. Эффективное использование такой архитектуры требует специальной оптимизации машинного кода в компиляторе для генерации пар независимых (результат одной не является входом другой) команд.
Архитектуры [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (Very Long Instruction Word - Очень Длинное Слово Команды). Отличаются от суперскалярной архитектуры тем, что решение о распараллеливании принимается не аппаратурой на этапе исполнения, а компилятором на этапе генерации кода. Команды очень длинны, и содержат явные инструкции по распараллеливанию нескольких субкоманд на несколько устройств исполнения. Элементы архитектуры содержались в серии [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. VLIW-процессором в его классическом виде является [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], долгое время бывший самым мощным процессором в мире. Разработка эффективного компилятора для VLIW является сложнейшей задачей, решить которую не получалось долгое время. Преимущество VLIW перед суперскалярной архитектурой - компилятор является более сложной и "умной" системой, чем устройства управления процессора, системой, способной хранить больше контекстной информации и принимать более верные решения об оптимизации.
VLIW ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Very long instruction word «очень длинная машинная команда») архитектура [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] с несколькими [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Характеризуется тем, что одна инструкция процессора содержит несколько операций, которые должны выполняться параллельно.
В [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] также есть несколько вычислительных модулей, но задача распределения между ними работы решается аппаратно. Это сильно усложняет дизайн процессора, и может быть чревато ошибками. В процессорах VLIW задача распределения решается во время [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и в инструкциях явно указано, какое вычислительное устройство должно выполнять какую команду.
VLIW можно считать логическим продолжением идеологии [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], расширяющей её на архитектуры с несколькими вычислительными модулями. Так же, как в RISC, в инструкции явно указывается, что именно должен делать каждый модуль процессора. Из-за этого длина инструкции может достигать 128 или даже 256 бит.
Подход VLIW сильно упрощает архитектуру процессора, перекладывая задачу распределения вычислительных устройств на [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Поскольку отсутствуют большие и сложные узлы, сильно снижается энергопотребление.
В то же время, код для VLIW обладает невысокой плотностью. Из-за большого количества пустых инструкций для простаивающих устройств программы для VLIW-процессоров могут быть гораздо длиннее, чем аналогичные программы для традиционных архитектур.
Архитектура VLIW выглядит довольно экзотической и непривычной для программиста. Из-за сложных внутренних зависимостей кода, программирование на уровне машинных кодов для VLIW-архитектур практически невозможно вручную. Приходится полагаться на оптимизацию компилятора, который сам может содержать ошибки.
MISC ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Minimal Instruction Set Computer) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], работающий с минимальным набором длинных команд. Увеличение разрядности процессоров привело к идее укладки нескольких команд в одно большое слово. Это позволило использовать возросшую производительность компьютера и его возможность обрабатывать одновременно несколько потоков данных. Кроме этого MISC использует стековую модель вычислительного устройства и основные команды работы со стеком [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] языка. MISC принцип может лежать в основе [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] выполнения [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] программ, хотя по количеству используемых команд они нарушают принцип MISC
Процессоры, образующие «компьютеры с минимальным набором команд» MISC, как и процессоры [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], характеризуются небольшим числом чаще всего встречающихся команд. Вместе с этим, принцип «очень длинных слов команд» [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] обеспечивает выполнение группы непротиворечивых команд за один цикл работы процессора. Порядок выполнения команд распределяется таким образом, чтобы в максимальной степени загрузить маршруты, по которым проходят потоки данных. Таким образом архитектура MISC объединила вместе [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] концепции. Компоненты процессора просты и работают с высокими скоростями.
3)Источники бесперебойного питания. Структурные схемы OnLine и StandBY UPS.
Сбои электропитания
Исто
·чник бесперебо
·йного пита
·ния автоматическое устройство, позволяющее подключенному оборудованию некоторое (как правило непродолжительное) время работать от аккумуляторов ИБП, при пропадании электрического тока или при выходе его параметров за допустимые нормы. Кроме того, оно способно корректировать параметры (напряжение, частоту) электропитания. Часто применяется для обеспечения бесперебойной работы компьютеров. Может совмещаться с различными видами генераторов электроэнергии.
Характеристики ИБП
выходная мощность;
выходное напряжение; время переключения, то есть время перехода ИБП на питание от аккумуляторов;
время автономной работы, определяется ёмкостью батарей и мощностью подключённого к ИБП оборудования;
ширина диапазона входного (сетевого) напряжения, при котором ИБП в состоянии стабилизировать питание без перехода на аккумуляторные батареи;
срок службы аккумуляторных батарей

Типы источников бесперебойного питания
- ИБП с двойным преобразованием энергии (On-Line)

Принцип работы состоит в двойном преобразовании рода тока. Сначала входное переменное напряжение преобразуется в постоянное, затем обратно в переменное напряжение с помощью обратного преобразователя (инвертора).
Выпрямитель этого ИБП не только подзаряжает батарею ИБП, но и снабжает постоянно работающий инвертор ИБП постоянным напряжением. Байпас - это специальная линия, которая позволяет в случае необходимости питать нагрузку напрямую от электрической сети.

- ИБП с переключением (англ.: off-line UPS или standby UPS)

Когда блок анализа напряжения сочтет сетевое напряжение "неправильным", ИБП переключается в режим работы от батареи. Нагрузку начинает питать инвертор, разряжая батарею
В режиме работы от сети (нормальная работа) напряжение от входа ИБП поступает к нагрузке через фильтры шумов и импульсов. Часть мощности поступает к выпрямителю. Батарея получает зарядный ток, если она разряжена, или поддерживается в заряженном состоянии под так называемым плавающим потенциалом.
Когда блок анализа напряжения сочтет сетевое напряжение "неправильным" (а этот критерий, вообще говоря, разный для разных моделей ИБП), ИБП переключается в режим работы от батареи. Нагрузку начинает питать инвертор, разряжая батарею.
Если через некоторое время напряжение в сети становится нормальным, ИБП возвращается в режим работы от сети и начинает подзаряд батареи.
4)Команды процессора, цикл выполнения команд
Центральное процессорное устройство (ЦПУ) (central processing unit CPU)  часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера, отвечающая за выполнение работ по обработке информации  вычислительный процесс.
Современные ЦПУ, выполняемые в виде отдельных [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (чипов), реализующих все особенности, присущие данного рода устройствам, называют [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Большинство современных процессоров для персональных компьюте-ров в общем основаны на циклическом процессе последовательной обработки информации, изобретённым [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]

Отличительной особенностью архитектуры фон Неймана является то, что инструкции и данные хранятся в одной и той же памяти.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Команда - описание операции, которую должен выполнить компьютер.
В общем случае, команда содержит: код выполняемой операции; указания по определению операндов (или их адресов); указания по размещению получаемого результата.

В зависимости от количества операндов возможны одноадресные, двухадресные, трехадресные и переменноадресные команды.
Последовательность выполнения команд определяется счетчиком команд.

Счетчик команд - регистр управляющего устройства компьютера, содержимое которого соответствует адресу очередной выполняемой команды.

Счетчик команд служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти
Система команд - совокупность машинных команд, выполняемых тем или иным компьютером
Машинное слово - набор из 2-х, 4-х, 8-ми и более последовательных байтов, обрабатываемый аппаратной частью вычислительной системы как единое целое.
Прикладная программа - выполняет функции, необходимые пользователю.
Прерывание - сигнал, по которому компьютер прекращает выполнение текущей программы и начинает выполнять служебную программу.

Для определения очередности прерываний устанавливаются приоритеты прерываний.

Возможны аппаратные и программные прерывания
Этапы цикла работы CPU:

Процессор выставляет число, хранящееся в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], на [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], и отдаёт [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] команду чтения;
Выставленное число является для памяти [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]; память, получив адрес и команду чтения, выставляет содержимое, хранящееся по этому адресу, на [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], и сообщает о готовности;
Процессор получает число с шины данных, интерпретирует его как команду ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]) из своей [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и исполняет её;
Если последняя команда не является [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], процессор увеличивает на единицу (в предположении, что длина каждой команды равна единице) число, хранящееся в счётчике команд; в результате там образуется адрес следующей команды;
Снова выполняется п. 1.
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 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и представляет [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] полезной работы процессора.

Очерёдность считывания команд изменяется в случае считывания процессором команды перехода тогда адрес следующей команды может оказаться другим.

Изменение процесса возможно при получении [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] или переключения в режим обработки [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Команды центрального процессора являются самым нижним уровнем управления компьютером, поэтому выполнение каждой команды неизбежно и безусловно
Скорость перехода от одного этапа цикла к другому определяется [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
5)Архитектура компьютера. Основные компоненты ЭВМ - их роль и взаимодействие.

Компьютер - сложная вычислительная система, состоящая из взаимодействующих подсистем. Функции компьютера связаны с обработкой, хранением, перемещением и обработкой данных.
Все операции, выполняемые в компьютерной системе, можно разделить на следующие:
Перемещение данных без изменения их содержимого от одного абонента другому
Хранение данных при записи или выдаче данных из компьютера
Преобразование данных при внутреннем изменении, когда данные извлекаются из хранилища и результаты помещаются туда же
Обработка данных поступающих от периферийных устройств с хранением результатов обработки в компьютере
Взаимодействовие компьютера с внешней средой подразделяется на две группы:
с локальными периферийными устройствами;
с устройствами передачи данных на расстоянии
Основной принцип построения ЭВМ
Основным принципом построения современных ЭВМ является программное управление. В основе его лежит представление алгоритма решения любой задачи в виде программы вычислений.
Алгоритм это конечный набор предписаний, определяющий решение задачи посредством конечного количества операций.
Программа (для ЭВМ) это упорядоченная последовательность команд, подлежащая обработке.
Архитектура универсальной ЭВМ фон Неймана предусматривается пять базовых компонентов:
1) Центральное арифметико-логическое устройство (АЛУ).
2) Центральное устройство управления (УУ), ответственное за функционирование всех основных устройств ЭВМ.
3) Запоминающее устройство (ЗУ).
4) Система ввода информации.
5) Система вывода информации

Компьютер может быть представлен четырьмя основными компонентами:

Центральный процессор (ЦП), который выполняет функции обработки информации и управляет действиями всей системы.
Оперативная память, в которой хранятся исходные данные, промежуточные данные и необходимая для обработки информация.
Устройства ввода-вывода для связи с внешней средой.
Системные внутренние связи для обмена информацией между компонентами компьютера.

В центральном процессоре также можно выделить четыре компоненты.

Арифметическое и логическое устройство (АЛУ) для выполнения операций обработки.
Регистры общего назначения, хранящие оперативную информацию, которая используется процессором при выполнении текущей операции.
Микропрограммное управления
Внутренние связи процессора.

6)Организация хранения данных во внешних магнитных дисках
7)Электронные компоненты, применяемые в ЭВМ. Триггер. Регистр, мультиплексор, коммутатор, счетчик, сумматор, компаратор.
Триггер – простейшее последовательностное устройство, которое может длительно находиться в одном из нескольких возможных устойчивых состояний и переходить из одного в другое под воздействием входных сигналов. Последовательностными называют[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] такие [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], выходные [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] которых определяются не только сигналами на входах, но и предысторией их работы, то есть состоянием элементов памяти. Триггер один из базовых элементов [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Классификация: Триггерные схемы классифицируют по следующим признакам:
способу приёма логических сигналов;
функциональным возможностям;
принципу построения;
числу устойчивых состояний (обычно устойчивых состояний два, реже - больше, см. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]);
числу уровней два уровня (высокий, низкий) в двухуровневых элементах, три уровня (положительный, ноль, отрицательный) в трёхуровневых элементах[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]]
По способу работы с сигналами различают синхронные, асинхронные и смешанные триггерные схемы.
Асинхронный триггер изменяет своё состояние непосредственно в момент появления соответствующего информационного сигнала. Синхронные триггеры реагируют на информационные сигналы только при наличии соответствующего сигнала на так называемом входе синхронизации С (от англ. clock). Этот вход также обозначают терминами «строб», «такт». Синхронные триггеры в свою очередь подразделяют на триггеры со статическим (статические) и динамическим (динамические) управлением по входу синхронизации С. Статические триггеры воспринимают информационные сигналы при подаче на вход С логической единицы (прямой вход) или логического нуля (инверсный вход). Динамические триггеры воспринимают информационные сигналы при изменении (перепаде) сигнала на входе С от 0 к 1 (прямой динамический С-вход) или от 1 к 0 (инверсный динамический С-вход). Статические триггеры в свою очередь подразделяют на одноступенчатые (однотактные) и двух-ступенчатые (двухтактные). В одноступенчатом триггере имеется одна ступень запоминания информации, а в двухступенчатом две такие ступени. Вначале информация записывается в первую ступень, а затем переписывается во вторую и появляется на выходе. Двухступенчатый триггер обозначают ТТ.
По структурному построению однотактные (триггеры защёлки), двухтактные и триггеры с динамическим управлением. По способу реакции на помехи прозрачные и непрозрачные. Непрозрачные, в свою очередь, делятся на проницаемые и непроницаемые. По функциональному назначению RS, D, JK, T, RR, SS, EE, DV.
При изготовлении триггеров применяются преимущественно полупроводниковые приборы (обычно полевые [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]), в прошлом [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. В настоящее время логические схемы, в том числе с использованием триггеров, создают в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] под различные [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Используются в основном в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] для организации компонентов вычислительных систем: в процессорах, регистров, счётчиков, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
По функциональным возможностям триггеры разделяют на следующие классы:
с раздельной установкой состояния 0 и 1 (RS-триггеры). Если триггер является синхронным добавляется вход синхронизации C.;
универсальные (JK-триггеры);
с приёмом информации по одному входу D (D-триггеры, или триггеры задержки);
со счётным входом Т (Т-триггеры).
Каждый тип триггера имеет собственную таблицу работы ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]). Выходное состояние триггера обычно обозначают буквой Q. Индекс возле буквы означает состояние до подачи сигнала (t) или после подачи сигнала (t+1).
Если триггер синхронный, то существует также дополнительный вход синхронизации. Для того, чтобы такой триггер учёл информацию на синхронных входах, на входе синхронизации необходимо сформировать активный фронт (обычно положительный фронт).
Входы триггера: Входы триггеров обычно обозначают следующим образом:
S (от [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Set, установить) вход в RS-триггере;
R (от [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Reset, сброс) вход в RS-триггере;
J (от [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Jump[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], прыжок) вход в JK-триггере;
К (от [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Kill, убить) вход в JK-триггере;
Т (от [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Toggles, переключить) счётный вход в Т-триггере;
С (от [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Clock, время) вход синхронизирующего сигнала. При тактировании по фронту он часто обозначается стрелкой: стрелка внутрь тактирование по переднему фронту, наружу по заднему.
D (от [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Delay, задержка) вход в D-триггере;
E или EN (от [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Enable, разрешить) дополнительный асинхронный управляющий вход для разрешения приёма информации (иногда используют букву V).
Входы J,К,Т,D всегда синхронные, т.е. тактируются по синхронизирующему сигналу на входе C. Разумеется, в каждом конкретном триггере имеются лишь некоторые из перечисленных входных линий. Входы S и R зачастую присутствуют не только в RS триггерах, но и в других типах триггеров, где предназначены, в основном, для асинхронного сброса устройства в 0 или установки в 1.
SR-триггер или RS-триггер
Одна из наглядных схем реализации асинхронного RS-триггера на базе двух элементов 2И-НЕ(NAND2)
RS-триггер или SR-триггер триггер, который сохраняет своё предыдущее состояние при нулевых входах, и меняет своё выходное состояние при подаче на один из его входов единицы. При подаче единицы на вход S (от английского [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Set - установить) выходное состояние становится равным логической единице. А при подаче единицы на вход R (от английского [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Reset - сбросить) выходное состояние становится равным логическому нулю. Если RS-триггер синхронный, то состояние его входов учитывается только в момент тактирования, например по переднему фронту импульса. Состояние, при котором на оба входа R и S одновременно поданы логические единицы
S
R
Q(t)
Q(t+1)

0
0
0
0

0
0
1
1

0
1
0
0

0
1
1
0

1
0
0
1

1
0
1
1

1
1
0
*

1
1
1
*

является запрещённым. Так, например, схема RS-триггера изображённая на рисунке, при подаче на оба инверсных входа логиче
ского нуля перейдёт в состояние, когда на обоих выходах будут единицы, что не соответствует логике выхода триггера, поскольку инверсный выход будет равен неинверсному , т.е. .
RS-триггер используется для создания сигнала с положительным и отрицательным фронтами, отдельно управляемыми посредством стробов, разнесённых во времени.
JK-триггер
Символ JK-триггера с дополнительными асинхронными входами S и R, аналогично представлению в среде разработки [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Quartus
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
J
K
Q(t)
Q(t+1)

0
0
0
0

0
0
1
1

0
1
0
0

0
1
1
0

1
0
0
1

1
0
1
1

1
1
0
1

1
1
1
0

JK-триггер работает также как RS-триггер, с одним лишь исключением: при подаче логической единицы на оба входа J и K состояние выхода триггера изменяется на противоположное. Вход J (от [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Jump - прыжок) аналогичен входу S у RS-триггера. Вход K (от [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Kill - убить) аналогичен входу R у RS-триггера. При подаче единицы на вход J и нуля на вход K выходное состояние триггера становится равным логической единице. А при подаче единицы на вход K и нуля на вход J выходное состояние триггера становиться равным логическому нулю. JK-триггер в отличие от RS-триггера не имеет запрещённых состояний на основных входах, однако это никак не помогает при нарушении правил разработки логических схем. На практике применяются только синхронные JK-триггер, то есть состояния основных входов J и K учитываются только в момент тактирования, например по положительному фронту импульса на входе синхронизации.
На базе JK-триггера возможно построить D-триггер или Т-триггер. Как можно видеть в таблице истинности JK-триггера, он переходит в инверсное состояние каждый раз при одновременной подаче на входы J и K логической 1. Это свойство позволяет создать на базе JK-триггера Т-триггер, объединив входы J и К[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].





D-триггер
Символ D-триггера с дополнительными асинхронными входами S и R.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
D
Q(t)
Q(t+1)

0
0
0

0
1
0

1
0
1

1
1
1

D-триггер (D от [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] delay - задержка) - запоминает состояние входа и выдаёт его на выход. D-триггеры имеют, как минимум, два входа: информационный D и синхронизации С. Сохранение информации в D-триггерах происходит в момент прихода активного фронта на вход С. Так как информация на выходе остаётся неизменной до прихода очередного импульса синхронизации, D-триггер называют также триггером с запоминанием информации или триггером-защёлкой. Рассуждая чисто теоретически, D-триггер можно образовать из любых RS- или JK-триггеров, если на их входы одновременно подавать взаимно [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] сигналы.
D-триггер в основном используется для реализации защёлки. Так, например, для снятия 32 бит информации с параллельной шины, берут 32 D-триггера и объединяют их входы синхронизации для управления записью информации в защёлку, а 32 D входа подсоединяют к шине.
T-триггер

Работа схемы T-триггера (при T=1) на базе восьми 2И-НЕ [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Слева входы, справа выходы. Синий цвет соответствует 0, красный  1
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
T
Q(t)
Q(t+1)

0
0
0

0
1
1

1
0
1

1
1
0

Т-триггер по каждому такту изменяет своё логическое состояние на противоположное при единице на входе Т, и не изменяет выходное состояние при нуле на входе T. Т-триггер часто называют счётным триггером. Т-триггер может строиться как на JK, так и на D-триггерах. Как можно видеть в таблице истинности JK-триггера, он переходит в инверсное состояние каждый раз при одновременной подаче на входы J и K логической 1. Это свойство позволяет создать на базе JK-триггера Т-триггер, объединяя входы J и К. Наличие в D-триггере динамического С входа позволяет получить на его основе T-триггер. При этом вход D соединяется с инверсным выходом, а на вход С подаются счётные импульсы. В результате триггер при каждом счётном импульсе запоминает значение , то есть будет переключаться в противоположное состояние.
Т-триггер часто применяют для понижения частоты в 2 раза, при этом на Т вход подают единицу, а на С сигнал с частотой, которая будет поделена.
Регистр последовательностное логическое устройство, используемое для хранения n-разрядных двоичных чисел и выполнения преобразований над ними.
Регистр представляет собой упорядоченную последовательность [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], число которых соответствует числу разрядов в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. С каждым регистром обычно связано комбинационное цифровое устройство, с помощью которого обеспечивается выполнение некоторых операций над словами.
Фактически любое цифровое устройство можно представить в виде совокупности регистров, соединённых друг с другом при помощи комбинационных цифровых устройств.
Основой построения регистров являются [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Операции в регистрах
Типичными являются следующие операции:
приём слова в регистр;
передача слова из регистра;
поразрядные логические операции;
сдвиг слова влево или вправо на заданное число разрядов;
преобразование [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] слова в параллельный и обратно;
установка регистра в начальное состояние (сброс).
Классификация регистров
Регистры классифицируются по следующим видам:
накопительные (регистры памяти, хранения);
сдвигающие.
В свою очередь сдвигающие регистры делятся:
по способу ввода-вывода информации:
параллельные - запись и считывание информации происходит одновременно на все входы и со всех выходов;
последовательные - запись и считывание информации происходит в первый триггер, а та информация, которая была в этом триггере, перезаписывается в следующий - то же самое происходит и с остальными триггерами;
комбинированные;
по направлению передачи информации:
однонаправленные;
реверсивные.
по основанию [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
двоичные
троичные
десятичные
Mультиплексор  устройство, имеющее несколько сигнальных входов, один или более управляющих входов и один выход. Мультиплексор позволяет передать сигнал с одного из входов на выход; при этом выбор желаемого входа осуществляется подачей соответствующей комбинации управляющих сигналов.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] мультиплексоры значительно различаются по принципу работы. Первые электрически соединяют выбранный вход с выходом (при этом [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] между ними невелико  порядка единиц/десятков [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]). Вторые же не образуют прямого электрического соединения между выбранным входом и выходом, а лишь «копируют» на выход логический уровень ('0' или '1') с выбранного входа. Мультиплексоры сокращённо обозначаются как MUX (от [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] multiplexer), а также MS (от [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] multiplexer selector).
Обобщенная схема мультиплексора приведена на рис. 1. Мультиплексор MUX в общем случае можно представить в виде коммутатора, управляемого входной логической схемой. Входные логические сигналы Xi поступают на входы коммутатора и через коммутатор передаются на выход Y. Управление коммутатором осуществляется входной логической схемой. На вход логической схемы подаются адресные сигналы Ak (от [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Address). Мультиплексоры могут иметь дополнительный управляющий вход E (от [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Enable), который может выполнять стробирование выхода Y. Кроме этого, некоторые мультиплексоры могут иметь выход с тремя состояниями: два логических состояния 0 и 1, и третье состояние  отключённый выход (выходное сопротивление равно бесконечности). Перевод мультиплексора в третье состояние производится снятием управляющего сигнала OE (от [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Output Enable).
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Коммутатор - (новолат. commutator, от лат. commute меняю, изменяю), переключатель, распределитель, устройство, обеспечивающее посредством включения, отключения и переключения выбор требуемой выходной цепи (цепей) и соединение с ней входной цепи (цепей).
Счётчик устройство, на выходах которого получается [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]) код, определяемый числом поступивших импульсов. Счётчики могут строится на [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Основной параметр счётчика модуль счёта максимальное число единичных сигналов, которое может быть сосчитано счётчиком. Счётчики обозначают через СТ (от англ. counter).
Счётчики классифицируют:
по модулю счёта:
двоично-десятичные;
двоичные;
с произвольным постоянным модулем счёта;
с переменным модулем счёта;
по направлению счёта:
суммирующие;
вычитающие;
реверсивные;



по способу формирования внутренних связей:
с последовательным переносом;
с параллельным переносом;
с комбинированным переносом;
кольцевые;

Сумматор логический операционный узел, выполняющий арифметическое сложение двоичных кодов двух чисел. При арифметическом сложении выполняются и другие дополнительные операции: учёт знаков чисел, выравнивание порядков слагаемых и тому подобное.

По числу входов и выходов одноразрядных двоичных сумматоров различают:
четвертьсумматоры, характеризующиеся наличием двух входов, на которые подаются два одноразрядных числа, и одним выходом, на котором реализуется их арифметическая сумма;
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], характеризующиеся наличием двух входов, на которые подаются одноимённые разряды двух чисел, и двух выходов: на одном реализуется арифметическая сумма в данном разряде, а на другом - перенос в следующий (старший разряд);
полные одноразрядные двоичные сумматоры, характеризующиеся наличием трёх входов, на которые подаются одноимённые разряды двух складываемых чисел и перенос из предыдущего (более младшего) разряда, и двумя выходами: на одном реализуется арифметическая сумма в данном разряде, а на другом - перенос в следующий (более старший разряд).
По способу представления и обработки складываемых чисел многоразрядные сумматоры подразделяются на:
последовательные, в которых обработка чисел ведётся поочередно, разряд за разрядом, на одном и том же оборудовании;
параллельные, в которых слагаемые складываются одновременно по всем разрядам, и для каждого разряда имеется своё оборудование.
Компаратор (аналоговых сигналов) электронная схема, принимающая на свои входы два аналоговых сигнала и выдающая логический «0» или «1», в зависимости от того, какой из сигналов больше.

Простейший компаратор представляет собой [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Компаратор отличается от линейного [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (ОУ) устройством и входного, и выходного каскадов:
Входной каскад компаратора должен выдерживать широкий диапазон входных напряжений между инвертирующим и неинвертирующим входами, вплоть до размаха питающих напряжений, и быстро восстанавливаться при изменении знака этого напряжения. В ОУ, охваченном [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], это требование некритично, так как дифференциальное входное напряжение измеряется милливольтами и микровольтами.
Выходной каскад компаратора выполняется соместимым по уровням и токам с конкретным типом логических схем ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и т.п.). Возможны выходные каскады на одиночном [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] с открытым коллектором (совместимость с ТТЛ и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] логикой).
Несколько реже применяются компараторы на основе логических элементов, охваченных [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (см., например, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - не компаратор по своей природе, но устройство с очень схожей областью применения).
Компараторы, построенные на двух дифференциальных усилителях, можно условно разделить на двухвходовые и трехвходовые. Двухвходовые компараторы применяются в тех случаях, когда сигнал изменяется достаточно быстро (не вызывает [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]), и на выходе генерируют один из потенциалов, которыми запитаны операционные усилители (как правило - +5В или 0). Трехвходовые компараторы имеют более широкую область применения и обладают двумя опорными потенциалами, за счет чего их [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] может представлять собой прямоугольную петлю [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
8)Типы файловых систем внешних магнитных дисков Все пространство на диске разделено на секторы по 512 байт, и данные записываются посекторно.
Кластер представляет собой несколько секторов, расположенных последовательно, и операционная система считает кластер наименьшим адресуемым "кусочком" диска. На жестких дисках в кластере чаще всего от восьми до 64 секторов. Кластеры размером более чем в 16 секторов (8 килобайт) не позволяют экономно расходовать место на диске: из-за того, что размеры файлов обычно не кратны размеру кластера, в последнем кластере остается неиспользованное пространство. И чем больше размер кластера, тем больше места на диске тратится впустую. В предельном случае для сохранения файла размером один байт операционная система выделит на диске один кластер размером 32 килобайта. Метод организации секторов в кластеры, адресации этих кластеров, выделения их записываемым файлам и хранения информации о файлах, имеющихся на диске, называется файловой системой.
Windows 98 может использовать файловые системы трех типов: FAT 12, FAT 16 и FAT 32. FAT 12, как правило, используется только для дискет. FAT 16 использовалась для жестких дисков в ДОС и предыдущих версиях Windows. FAT 32 - это файловая система, появившаяся во второй исправленной версии Windows 95
Как влияет на работу системы размер кластера? Назначение кластеров - распределение места на диске.
При записи или чтении данных ОС ищет нужный кластер и вычисляет, какие секторы ему соответствуют. Затем в эти секторы записываются или из них прочитываются данные. При этом совершенно не обязательно будет записан или прочитан весь кластер целиком.
При запросе на запись одного байта в кластер размером 32 КБ будет записан именно один байт. Но, поскольку диск читает или записывает сектор целиком, операционная система сначала прочитает этот сектор, затем исправит в нем требуемый байт и снова запишет сектор.
Размер кластера не влияет на количество прочитываемых/записываемых данных.
Что лучше: FAT 16 или FAT 32?
FAT 16: максимальный размер раздела - два гигабайта; при размере раздела свыше 512 мегабайт неэкономно расходует место на диске (из-за большого размера кластера); FAT 16 распознается и может использоваться практически всеми операционными системами, используемыми на ПК; позволяет уплотнять диск программой сжатия данных Drivespace; имеет корневой каталог фиксированного размера (512 записей).
FAT 32:работает чуть медленнее, чем FAT 16; позволяет создавать разделы размером до двух терабайт; диски почти любого размера может разбить на кластеры размером 4 КБ, уменьшая тем самым бесполезную трату места на диске; разделы с форматом FAT 32 нельзя уплотнить с помощью программы сжатия данных; старые версии ДОС и многие другие ОС не "видят" разделы с форматом FAT 32; корневой каталог является обычным каталогом, расширяемым по мере необходимости.
Файловая система NTFS NTFS - одна из самых сложных и удачных из существующих на данный момент файловых систем. Физическая структура NTFS
Максимальный размер раздела NTFS в данный момент ограничен лишь размерами жестких дисков.
Структура раздела - общий взгляд
Как и любая другая система, NTFS делит все полезное место на кластеры - блоки данных, используемые единовременно. NTFS поддерживает почти любые размеры кластеров - от 512 байт до 64 Кбайт, неким стандартом же считается кластер размером 4 Кбайт.
Диск NTFS условно делится на две части. Первые 12% диска отводятся под так называемую MFT зону - пространство, в которое растет метафайл MFT.
Запись каких-либо данных в эту область невозможна.
MFT-зона всегда держится пустой - для того, чтобы самый главный, служебный файл (MFT) не фрагментировался при своем росте.

Остальные 88% диска представляют собой обычное пространство для хранения файлов.
Свободное место диска, однако, включает в себя всё физически свободное место - незаполненные куски MFT-зоны туда тоже включаются. Механизм использования MFT-зоны таков: когда файлы уже нельзя записывать в обычное пространство, MFT-зона просто сокращается (в текущих версиях операционных систем ровно в два раза), освобождая таким образом место для записи файлов. При освобождении места в обычной области MFT зона может снова расширится.



MFT и его структура
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
В файловой системе NTFS каждый элемент системы представляет собой файл - даже служебная информация.
Самый главный файл на NTFS называется MFT, или Master File Table - общая таблица файлов. Именно он размещается в MFT зоне и представляет собой централизованный каталог всех остальных файлов диска.
MFT поделен на записи фиксированного размера (обычно 1 Кбайт), и каждая запись соответствует какому либо файлу (в общем смысле этого слова).
Первые 16 файлов носят служебный характер и недоступны операционной системе - они называются метафайлами, причем самый первый метафайл - сам MFT. Эти первые 16 элементов MFT - единственная часть диска, имеющая фиксированное положение. Вторая копия первых трех записей, для надежности - они очень важны - хранится ровно посередине диска.
Остальной MFT-файл может располагаться, как и любой другой файл, в произвольных местах диска - восстановить его положение можно с помощью его самого, "зацепившись" за самую основу - за первый элемент MFT.
Метафайлы
Первые 16 файлов NTFS (метафайлы) носят служебный характер. Каждый из них отвечает за какой-либо аспект работы системы.
Преимущество настолько модульного подхода - в поразительной гибкости - например, на FAT-е физическое повреждение в самой области FAT фатально для функционирования всего диска, а NTFS может сместить, даже фрагментировать по диску, все свои служебные области, обойдя любые неисправности поверхности - кроме первых 16 элементов MFT.
Метафайлы находятся корневом каталоге NTFS диска - и начинаются с символа имени "$", хотя получить какую-либо информацию о них стандартными средствами сложно. Любопытно, что и для этих файлов указан вполне реальный размер - можно узнать, например, сколько операционная система тратит на каталогизацию всего вашего диска, посмотрев размер файла $MFT.
В MFTхранится вся информация о файле, за исключением собственно данных. Имя файла, размер, положение на диске отдельных фрагментов, и т.д.
Если для информации не хватает одной записи MFT, то используются несколько, причем не обязательно подряд.
Опциональный элемент - потоки данных файла. Может показаться странным определение "опциональный", но, тем не менее, ничего странного тут нет. Во-первых, файл может не иметь данных - в таком случае на него не расходуется свободное место самого диска. Во-вторых, файл может иметь не очень большой размер. Тогда идет в ход довольно удачное решение: данные файла хранятся прямо в MFT, в оставшемся от основных данных месте в пределах одной записи MFT.
Файлы, занимающие сотни байт, обычно не имеют своего "физического" воплощения в основной файловой области - все данные такого файла хранятся в одном месте - в MFT.
Каталоги
Каталог на NTFS представляет собой специфический файл, хранящий ссылки на другие файлы и каталоги, создавая иерархическое строение данных на диске. Файл каталога поделен на блоки, каждый из которых содержит имя файла, базовые атрибуты и ссылку на элемент MFT, который уже предоставляет полную информацию об элементе каталога. Внутренняя структура каталога представляет собой бинарное дерево.
Для поиска файла с данным именем в линейном каталоге, таком, например, как у FAT-а, операционной системе приходится просматривать все элементы каталога, пока она не найдет нужный.
Бинарное же дерево располагает имена файлов таким образом, чтобы поиск файла осуществлялся более быстрым способом, поиск начинается с вопроса к среднему элементу, и каждый ответ сужает зону поиска в среднем в два раза.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Сжатие
Файлы NTFS имеют один довольно полезный атрибут - "сжатый". Дело в том, что NTFS имеет встроенную поддержку сжатия дисков - то, для чего раньше приходилось использовать Stacker или DoubleSpace. Любой файл или каталог в индивидуальном порядке может хранится на диске в сжатом виде - этот процесс совершенно прозрачен для приложений. Сжатие файлов имеет очень высокую скорость. Сжатие осуществляется блоками по 16 кластеров и использует так называемые "виртуальные кластеры" - опять же предельно гибкое решение, позволяющее добиться интересных эффектов - например, половина файла может быть сжата, а половина - нет.
Журналирование
NTFS - отказоустойчивая система, которая может привести себя в корректное состояние при практически любых реальных сбоях. Любая современная файловая система основана на таком понятии, как транзакция - действие, совершаемое целиком и корректно или не совершаемое вообще. У NTFS просто не бывает промежуточных (ошибочных или некорректных) состояний - квант изменения данных не может быть поделен на до и после сбоя, принося разрушения и путаницу - он либо совершен, либо отменен.
9)Назначение BIOS. Основные разделы BIOS.
BIOS ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Basic Input-Output System  базовая система ввода-вывода, БСВВ)  небольшая [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], находящаяся на [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и отвечающая за самые базовые функции интерфейса и настройки оборудования, на котором она установлена. Наиболее широко среди пользователей компьютеров известна BIOS материнской платы, но BIOS присутствуют почти у всех компонентов компьютера: у видеоадаптеров, сетевых адаптеров, модемов, дисковых контроллеров, принтеров.
Назначение BIOS материнской платы
Главная функция BIOS материнской платы инициализация устройств, подключённых к материнской плате, сразу после включения питания компьютера. BIOS проверяет работоспособность устройств, задаёт низкоуровневые параметры их работы (например, частоту шины центрального микропроцессора), и после этого ищет [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] на доступных носителях информации и передаёт управление операционной системе.
Также BIOS содержит минимальный набор сервисных функций (например, для вывода сообщений на экран или приёма символов с клавиатуры).
В системной BIOS содержатся драйверы основных компонентов, необходимые для начального запуска компьютера. Что же касается таких устройств, как видеоадаптеры, накопители CD-ROM, жёсткие диски с интерфейсом SCSI, звуковые адаптеры, сканеры, принтеры и др., то при запуске компьютера в них особой необходимости нет. Поэтому процедуры их инициализации в системной BIOS отсутствуют – нужные драйверы загружаются с жёсткого диска во время запуска операционной системы.
Содержание основных разделов программы BIOS Setup
Standard CMOS Features
Это раздел так называемых стандартных настроек компьютера, который содержит самые архаичные параметры. Опции этого раздела позволяют задавать базовую системную информацию для некоторых аппаратных средств (таких как жёсткие диски, различные дисководы), а также устанавливать системную дату и время. Здесь же находятся информационные поля, в которых указано количество установленной в компьютере памяти.
Advanced BIOS Features
В этом разделе сосредоточено большое количество предварительных установок, необходимых для эффективной работы компьютера. Параметры данного раздела позволяют определить режим работы компьютерной системы, такие как процесс первоначального тестирования, порядок загрузки системы (т.е. порядок опроса устройств на наличие загрузочной записи), режимы работы клавиатуры и памяти, работа кэш-памяти и многое другое.
Advanced Chipset Features
Этот раздел играет ключевую роль в оптимизации работы компьютера. Опции данного раздела позволяют настраивать работу оперативной памяти, чипсета материнской платы и других устройств компьютера. Большинство значений раздела устанавливают скорость работы компонентов конфигурации относительно частоты работы материнской платы (для процессора – это внешняя частота).
Integrated Peripherals
Данный раздел содержит опции для настройки устройств, интегрированных с чипсетом материнской платы, и в значительной мере сводится к возможности просто отключить некоторые устройства. Такое отключение необходимо, если данное интегрированное устройство конфликтует с другим устройством, реализованном в виде платы расширения.
В этом разделе, кроме того, можно настроить параметры интерфейсов IDE, встроенных последовательных и параллельных портов, а также интегрированный в современные материнские платы контроллер инфракрасного излучения.
Power Management Setup
В этом разделе назначение всех опций связано с функциями энергопотребления компьютера. Они позволяют на уровне BIOS управлять электропитанием компьютера и его переходом в режим пониженного энергопотребления – в так называемый «спящий» режим.
PnP/PCI Configurations
Этот раздел используется для управления тонкой настройкой распределения ресурсов компьютерной системы между устройствами, подключёнными к шине PCI – каналы DMA, прерывания, порты ввода/вывода.
PC Health Status
Этот раздел предназначен для отображения информации о состоянии отдельных компонентов компьютера, таких как центральный процессор и чипсет. Здесь отображается температура, напряжения питания, скорости вращения вентиляторов, но только в том случае, если в системе имеется встроенный механизм мониторинга соответствующих параметров.
Frequency/Voltage Control
В этом разделе можно выставить нестандартные значения частот процессора, модулей памяти, системной шины или графического акселератора, задать повышенное напряжения питания на этих компонентах компьютера.
10) Типы файловых систем внешних магнитных дисков. Влияние размера кластера на работу диска.
Тоже самое что и 8
11) Физические принципы записи информации в магнитных дисках. Эффект суперпармагнетизма.
При изменении направления намагниченности и повышении температуры домен может поменять направленность магнитного момента. Уменьшение размеров частицы в 2 раза уменьшает энергетический барьер, который необходимо преодолеть для смены направления, и она становится менее стабильной.
Период стабильности может измениться со 100 лет (стабильная частица) до 100 нс (не постоянный магнит). В последнем случае мы получим хаотически расположенные намагниченных частицы, произвольно меняющих свою направленность. Это явление называется.
суперпарамагнетизмом
В реальности всё сложнее. При традиционном методе параллельной записи на диск магнитные частицы располагаются магнитными моментами параллельно плоскости диска. Постоянные магниты, расположенные одинаковыми полюсами друг к другу, отталкиваются, а разными – притягиваются. Между ними происходит энергетическое взаимодействие. У границ возникает поле рассеяния, забирающее энергию у магнитных полей обеих частиц. В результате крайние домены частицы теряют часть заряда и становятся менее стабильными
История накопителей на базе жестких дисков началась в 1952 году
поиск альтернативы чрезвычайно медленным перфокартам и магнитным
лентам, требовались высокоемкие накопители информации с произвольным
доступом. IBM 350 Disk 1955г. 24”, 5Mb, 1200об/мин, 2кбит/дюйм2
Современный рекорд WD – 520Гбит/ дюйм2 , 15000об/мин
Технология параллельной записи на магнитные диски

Информация хранится не на одном домене, а на областях, состоящих минимум из 70-100 «зерен».
Перпендикулярная запись: забытое старое (в 1976г. Iwasaki)
Метод перпендикулярной записи на магнитный носитель был применен в конце 19 века датским ученым Поульсеном для магнитной записи звука

При перпендикулярной записи магнитные частицы располагаются под углом 90° к плоскости магнитного диска. Поэтому домены, хранящие разные значения, не отталкиваются друг от друга, так как намагниченные частицы повернуты друг к другу разными полюсами.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Процесс перпендикулярной записи на диск

13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
При перпендикулярной записи используется сложный состав магнитного слоя. Под тонким защитным слоем расположен записывающий слой состоящий из окисленного сплава кобальта, платины и хрома. Подложка состоит из двух слоев сложного химического состава, называемых антиферромагнитносвязанными слоями. Именно они позволяют снять внутренние напряженности магнитного поля
12)Устройство ввода информации - мышь. Принципы функционирования.
Манипуля
·тор «мышь» (в обиходе просто «мышь» или «мышка») одно из указательных [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] pointing device), обеспечивающих интерфейс пользователя с компьютером.
Мышь воспринимает своё перемещение в рабочей плоскости (обычно на участке поверхности стола) и передаёт эту информацию компьютеру. Программа, работающая на компьютере, в ответ на перемещение мыши производит на экране действие, отвечающее направлению и расстоянию этого перемещения.
Первую компьютерную мышь создал сотрудник лаборатории Xerox.
Типы мышей (по принципам функционирования):
Прямой привод Изначальная конструкция датчика перемещения мыши, изобретённой [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] в Стенфордском исследовательском институте в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] году, состояла из двух перпендикулярных колес, выступающих из корпуса устройства. При перемещении мыши колеса крутились каждое в своем измерении.
Шаровой привод В шаровом приводе движение мыши передается на выступающий из корпуса гуммированный стальной. Два прижатых к шарику ролика снимают его движения по каждому из измерений и передают их на датчики, преобразующие эти движения в электрические сигналы.
Контактные датчики Контактный датчик представляет из себя [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] диск с лучевидными металлическими дорожками и тремя контактами, прижатыми к нему. Такой датчик достался шаровой мыши «в наследство» от прямого привода.
Оптопарные (оптомеханические) датчики
Оптронный датчик состоит из двойной [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] светодиода и двух фотодиодов и диска с отверстиями или лучевидными прорезями, перекрывающего световой поток по мере вращения. При перемещении мыши диск вращается, и с фотодиодов снимается сигнал с частотой, соответствующей скорости перемещения мыши.
Второй фотодиод, смещённый на некоторый угол или имеющий на диске датчика смещённую систему отверстий/прорезей, служит для определения направления вращения диска.
Оптические мыши первого поколения
Оптические датчики призваны непосредственно отслеживать перемещение рабочей поверхности относительно мыши.
Первое поколение оптических датчиков было представлено различными схемами оптопарных датчиков с непрямой оптической связью светоизлучающих и воспринимающих отражение от рабочей поверхности светочувствительных диодов. Такие датчики имели одно общее свойство они требовали наличия на рабочей поверхности специальной штриховки (перпендикулярными или ромбовидными линиями).
Оптические мыши второго поколения
Оптические мыши второго поколения сделаны на базе микросхемы, содержащей [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и процессор обработки изображения. Фотосенсор периодически сканирует участок рабочей поверхности под мышью. При изменении рисунка процессор определяет, в какую сторону и на какое расстояние сместилась мышь. Сканируемый участок подсвечивается светодиодом (обычно красного цвета) под косым углом.
Лазерные мыши
В последние годы была разработана новая, более совершенная разновидность оптического датчика, использующего для подсветки полупроводниковый [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Индукционные мыши
Графический планшет с индукционной мышью
Индукционные мыши используют специальный коврик, работающий по принципу [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], или собственно, входят в комплект графического планшета.
Индукционная мышь может быть «беспроводной» (к компьютеру подключается планшет, на котором она работает), и иметь индукционное же питание, следовательно, не требовать аккумуляторов, как обычные беспроводные мыши.
Инерционные мыши
Инерционные мыши используют [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] для определения движений мыши по каждой из осей. Обычно инерционные мыши являются беспроводными и имеют выключатель для отключения детектора движений, для перемещения мыши без влияния на указатель.
Гироскопические мыши
Мышь, оснащённая [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], распознаёт движение не только на поверхности, но и в пространстве: её можно взять со стола и управлять движением кисти в воздухе.
Мыши с MEMS-датчиками
Мышь, использующая MEMS (микроэлектромеханические системы) для отслеживания движения также способна работать в пространстве.
13)Команды ЭВМ. Машинные коды и команды ассемблера. Функциональные группы команд.
Важной составной частью архитектуры ЭВМ является система команд. Несмотря на большое число разновидностей ЭВМ, на самом низком (“машинном”) уровне они имеют много общего.
Под командой понимают совокупность сведений, представленных в виде двоичных кодов, необходимых процессору для выполнения очередного шага. В ходе команды для сведений о типе операции, адресной информации о нахождении обрабатываемых данных, а также для информации о месте хранения результатов выделяются определенные разряды (поля).
Система команд любой ЭВМ обязательно содержит следующие группы команд обработки информации:
1. Команды передачи данных (перепись), копирующие информацию из одного места в другое.
2. Арифметические операции, которым фактически обязана своим названием вычислительная техника. Конечно, доля вычислительных действий в современном компьютере заметно уменьшилась, но они по-прежнему играют в программах важную роль. Отметим, что к основным арифметическим действиям обычно относятся сложение и вычитание (последнее в конечном счете чаще всего тем или иным способом также сводится к сложению). Что касается умножения и деления, то они во многих ЭВМ выполняются по специальным программам.
3. Логические операции, позволяющие компьютеру анализировать обрабатываемую информацию. Простейшими примерами могут служить сравнение, а также известные логические операции И, ИЛИ, НЕ (инверсия). Кроме того к ним часто добавляются анализ отдельных битов кода, их сброс и установка.
4. Сдвиги двоичного кода влево и вправо. Для доказательства важности этой группы команд достаточно вспомнить правило умножения столбиком: каждое последующее произведение записывается в такой схеме со сдвигом на одну цифру влево. В некоторых частных случаях умножение и деление вообще может быть заменено сдвигом (вспомните, что дописав или убрав ноль справа, т.е. фактически осуществляя сдвиг десятичного числа, можно увеличить или уменьшить его в 10 раз).
5. Команды ввода и вывода информации для обмена с внешними устройствами. В некоторых ЭВМ внешние устройства являются специальными служебными адресами памяти, поэтому ввод и вывод осуществляется с помощью команд переписи.
6. Команды управления, реализующие нелинейные алгоритмы. Сюда прежде всего следует отнести условный и безусловный переход, а также команды обращения к подпрограмме (переход с возвратом). Некоторые ЭВМ имеют специальные команды для организации циклов, но это не обязательно: цикл может быть сведен к той или иной комбинации условного и безусловного переходов. Часто к этой же группе команд относят немногочисленные операции по управлению процессором -типа “останов” или НОП (“нет операции”). Иногда их выделяют в особую группу.
С ростом сложности устройства процессора увеличивается и число команд, воздействующих на них. Здесь для примера можно назвать биты режима работы процессора и биты управления механизмами прерываний от внешних устройств.
В последнее время все большую роль в наборе команд играют команды для преобразования из одного формата данных в другой (например, из 8-битного в 16-битный и т.п.), которые заметно упрощают обработку данных разного типа, но в принципе могут быть заменены последовательностью из нескольких более простых команд.
Рассматривая систему команд, нельзя не упомянуть о двух современных взаимно конкурирующих направлениях в ее построении: компьютер с полным набором команд CISC (Complex Instruction Set Computer) и с ограниченным набором – RISC (Reduced Instruction Set Computer). Разделение возникло из-за того, что основную часть времени компьютеру приходится выполнять небольшую часть из своего набора команд, остальные же используются эпизодически. Таким образом, если существенно ограничить набор операций до наиболее простых и коротких, зато тщательно оптимизировать их, получится достаточно эффективная и быстродействующая RISC-машина. Правда за скорость придется платить необходимостью программной реализации “отброшенных” команд, но часто эта плата бывает оправданной: например, для научных расчетов или машинной графики быстродействие существенно важнее проблем программирования.
Как уже отмечалось в п.2, важной составной частью фон-неймановской архитектуры является счетчик адреса команд. Этот специальный внутренний регистр процессора всегда указывает на ячейку памяти, в которой хранится следующая команда программы. При включении питания или при нажатии на кнопку сброса (начальной установки) в счетчик аппаратно заносится стартовый адрес находящейся в ПЗУ программы инициализации всех устройств и начальной загрузки. Дальнейшее функционирование компьютера определяется программой. Таким образом, вся деятельность ЭВМ – это непрерывное выполнение тех или иных программ, причем программы эти могут в свою очередь загружать новые программы и т.д.
Каждая программа состоит из отдельных машинных команд. Каждая машинная команда, в свою очередь, делится на ряд элементарных унифицированных составных частей, которые принято называть тактами. В зависимости от сложности команды она может быть реализована за разное число тактов. Например, пересылка информации из одного внутреннего регистра процессора в другой выполняется за несколько тактов, а для перемножения двух целых чисел их требуется на порядок больше. Существенное удлинение команды происходит, если обрабатываемые данные еще не находятся внутри процессора и их приходится считывать из ОЗУ.
При выполнении каждой команды ЭВМ проделывает определенные стандартные действия:
1) согласно содержимому счетчика адреса команд, считывается очередная команда программы (ее код обычно заносится на хранение в специальный регистр УУ, который носит название регистра команд);
2) счетчик команд автоматически изменяется так, чтобы в нем содержался адрес следующей команды (в простейшем случае для этой цели достаточно к текущему значению счетчика прибавить некоторую константу, определяющуюся длиной команды);
3) считанная в регистр команд операция расшифровывается, извлекаются необходимые данные и над ними выполняются требуемые действия.
Затем во всех случаях, за исключением команды останова или наступления прерывания (см. ниже в п. 3.5), все описанные действия циклически повторяются.
После выборки команды останова ЭВМ прекращает обработку программы. Для выхода из этого состояния требуется либо запрос от внешних устройств, либо перезапуск машины.
Рассмотренный основной алгоритм работы ЭВМ позволяет шаг за шагом выполнить хранящуюся в ОЗУ линейную программу. Если же требуется изменить порядок вычислений для реализации развилки или цикла, достаточно в счетчик команд занести требуемый адрес (именно так происходит условный или безусловный переход).
В компьютерах на базе микропроцессоров INTEL 80286 и более поздних моделей для ускорения основного цикла выполнения команды используется метод конвейеризации (иногда применяется термин “опережающая выборка”). Идея состоит в том, что несколько внутренних устройств процессора работают параллельно: одно считывает команду, другое дешифрует операцию, третье вычисляет адреса используемых операндов и т.д. В результате по окончании команды чаще всего оказывается, что следующая уже выбрана из ОЗУ, дешифрована и подготовлена к исполнению. Отметим, что в случае нарушения естественного порядка выполнения команд в программе (например, при безусловном переходе) опережающая выборка оказывается напрасной и конвейер очищается. Следующая за переходом команда выполняется дольше, так как, чтобы конвейер “заработал на полную мощность”, необходимо его предварительно заполнить. Иными словами, в конвейерной машине время выполнения программы может зависеть не только от составляющих ее команд, но и от их взаимного расположения.
Cпособы указания адреса расположения информации Команда ЭВМ обычно состоит из двух частей – операционной и адресной. Операционная часть (иначе она еще называется кодом операции – КОП) указывает, какое действие необходимо выполнить с информацией. Адресная часть описывает, где используемая информация хранится. У нескольких немногочисленных команд управления работой машины адресная часть может отсутствовать, например, в команде останова; операционная часть имеется, всегда.
Код операции можно представить себе как некоторый условный номер в общем списке системы команд. В основном этот список построен в соответствии с определенными внутренними закономерностями, хотя они не всегда очевидны.
Адресная часть обладает значительно большим разнообразием и ее следует рассмотреть подробнее.
Прежде всего отметим, что команды могут быть одно-, двух- и трехадресные в зависимости от числа участвующих в них операндов.
Первые ЭВМ имели наиболее простую и наглядную трехадресную систему команд. Например: взять числа из адресов памяти А1 и А2, сложить их и сумму поместить в адрес A3. Если для операции требовалось меньшее число адресов, то лишние просто не использовались. Скажем, в операции переписи указывались лишь ячейки источника и приемника информации А1 и A3, а содержимое А2 не имело никакого значения.
Трехадресная команда легко расшифровывалась и была удобна в использовании, но с ростом объемов ОЗУ ее длина становилась непомерно большой. Действительно, длина команды складывается из длины трех адресов и кода операции. Отсюда следует, например, что для скромного ОЗУ из 1024 ячеек только для записи адресной части одной команды требуется 3*10 = 30 двоичных разрядов, что для технической реализации не очень удобно. Поэтому появились двухадресные машины, длина команды в которых сокращалась за счет исключения адреса записи результата. В таких ЭВМ результат операции оставался в специальном регистре (сумматоре) и был пригоден для использования в последующих вычислениях. В некоторых машинах результат записывался вместо одного из операндов. Дальнейшее упрощение команды привело к созданию одноадресных машин.
Машинный код (также употребляются термины собственные коды, или платформенно-ориентированные коды, или родной код, или нативный код от [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] native code) система команд (язык) конкретной [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (машинный язык), который [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] непосредственно [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] или [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] данной вычислительной машины.
Каждая модель процессора имеет свой собственный машинный язык, хотя во многих моделях эти наборы команд сильно перекрываются. Говорят, что процессор A совместим с процессором B, если процессор A полностью «понимает» машинный код процессора B. Если процессор A знает несколько команд, которых не понимает процессор B, то B несовместим с A.
«Слова» машинного языка называются машинными инструкциями. Каждая из них описывает элементарное действие, выполняемое процессором, такое как «переслать байт из памяти в регистр». [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] это просто длинный список инструкций, выполняемых процессором. Раньше процессоры просто выполняли инструкции одну за другой, но новые [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] способны выполнять несколько инструкций за раз. Прямой поток выполнения команд может быть изменён инструкцией перехода, которая переносит выполнение на инструкцию с заданным адресом. Инструкция перехода может быть [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], выполняющей переход только при соблюдении некоторого условия.
Также инструкции бывают постоянной длины (у [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]-архитектур) и диапазонной (у [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]-архитектур; например, для архитектуры [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] команда имеет длину от 8 до 120 битов).
Язык ассемблера (автокод) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] "низкого уровня". В отличие от языка [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] позволяет использовать более удобные для человека мнемонические (символьные) обозначения команд. При этом для перевода с языка ассемблера в понимаемый [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] машинный код требуется специальная программа, также называемая [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. (Ассе
·мблер (от [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] assembler  рабочий-сборщик)  компьютерная программа, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] исходного текста программы написанной на [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], в программу на [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Как и сам язык (ассемблера), ассемблеры, как правило, специфичны конкретной [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и варианту синтаксиса языка. Вместе с тем существуют, мультиплатформенные или вовсе универсальные (точнее, ограниченно-универсальные, потому что на языке низкого уровня нельзя написать аппаратно-независимые программы) ассемблеры, которые могут работать на разных платформах и операционных системах. Среди последних можно также выделить группу кросс-ассемблеров, способных собирать машинный код и исполняемые модули (файлы) для других архитектур и ОС).
Команды языка ассемблера один к одному соответствуют командам [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], фактически, они представляют собой более удобную для человека символьную форму записи (мнемокод) команд и их аргументов. Кроме того, язык ассемблера обеспечивает использование символических [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] вместо адресов ячеек памяти, которые при ассемблировании заменяются на автоматически рассчитываемые абсолютные или относительные адреса, а также так называемых директив [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] позволяют, в частности, включать блоки данных, задать ассемблирование фрагмента программы по условию, задать значения меток, использовать [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] с параметрами.
Каждая модель (или семейство) процессоров имеет свой набор команд и соответствующий ему язык ассемблера (автокод).
Существуют [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], реализующие в качестве машинного язык программирования высокого уровня ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ],Эль-76), фактически в них он является "ассемблером".
Достоинства языка ассемблера
Искусный программист, как правило, способен написать более эффективную программу на ассемблере, чем те, что генерируются трансляторами с языков программирования высокого уровня, то есть для программ на ассемблере характерно использование меньшего количества команд и обращений в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], что позволяет увеличить скорость и уменьшить размер программы.
Обеспечение максимального использования специфических возможностей конкретной платформы, что также позволяет создавать более эффективные программы с меньшими затратами ресурсов.
При программировании на ассемблере возможен непосредственный доступ к аппаратуре, в том числе [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] процессора, и др.
Недостатки языка ассемблера
В силу своей машинной ориентации («низкого» уровня) человеку по сравнению с языками программирования высокого уровня сложнее читать и понимать программу, она состоит из слишком «мелких» элементов  машинных команд, соответственно усложняются программирование и отладка, растет трудоемкость, велика вероятность внесения ошибок. В значительной степени возрастает сложность совместной разработки.
Как правило, меньшее количество доступных [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] по сравнению с современными индустриальными языками программирования.
Отсутствует переносимость программ на [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] с другой архитектурой и системой команд (кроме [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]).
14) Организация RAID массивов. Основная цель организации и способы реализации.
Плюсы четности очевидны. Использования чередования повышает скорость работы. Зеркалирование повышает надежность, но при четности «нерабочий» объем массива заметно уменьшается, он одинаков при любом количестве дисков и составляет емкость одного диска, то есть при 5 дисках в массиве пропадает всего 20% емкости. Но у четности есть весомый минус. Для формирования экстраблоков требуются вычисления! Их надо делать на лету! Если это дело поручить центральному процессору, мы получим очень медленную систему. Поэтому используются платы с RAID-контроллерами, которые «берут все вычисления на себя». В случае выхода из строя одного из дисков, процесс восстановления будет не столь быстрым, как при зеркалировании

Простейший массив, использующий чередование без четности. Вся входящая информация разбивается на блоки фиксированной длины (например, 16 кбайт) и раскидывается на все имеющиеся диски.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Суть данного режима RAID сводится к созданию копии (зеркала) диска с целью повышения отказоустойчивости. Идея этого метода близка к резервному копированию, но все происходит «на лету, равно как и восстановление после сбоя.
Минусом является отсутствие прироста производительности

Диски разбиваются на две группы: одна часть используется для хранения данных и работает аналогично RAID 0. разбивая блоки данных по разным дискам; вторая часть используется для хранения ЕСС-кодов. Из плюсов можно выделить исправление ошибок «на лету», высокую скорость потоковой передачи данных.
Главным минусом является высокая избыточность (при малом числе дисков она почти двойная).
Из-за громоздкости и высокой избыточности с малым числом дисков данный уровень RAID в данное время не используется
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Данный режим записывает данные по блокам на разные диски, как RAID 0. но использует еще один диск для четности.
Таким образом, избыточность намного ниже, чем в RAID 2 и составляет всего один диск. В случае сбоя одного диска скорость практически не меняется.
Из основных минусов надо отметить низкую скорость при работе с мелкими файлами и множеством запросов. Связано это с тем. что все контрольные коды хранятся на одном диске и при операциях ввода вывода их необходимо переписывать.

Данные записываются блоками на разные диски, один диск используется для хранения битов четности Отличие от RAID 3 в том, что блоки разбиваются не по битам и байтам, а по секторам. Преимущества заключаются в высокой скорости передачи при работе с большими файлами. Также высока скорость работы с большим числом запросов на чтение.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Наиболее распространенный в системах хранения данных – пятый уровень. Он характеризуется применением чередования и четности. В отличие от RAID 3, контрольные суммы не хранятся на одном диске, а разбрасываются по всем, что позволяет значительно поднять скорость записи.
Главный принцип распределения экстраблоков: они не должны располагаться на том же диске, с которого была зашифрована информация.

Для некоторых особо критичных приложений требуется повышенная надежность. Например, чтобы при выходе из строя даже двух дисков массив сохранил данные и даже остался работоспособным. Можно ли это сделать? Конечно, решение лежит на поверхности.
Используются все те же технологии чередования и четности. Но контрольная сумма вычисляется два раза и копируется на два разных диска. В итоге данные окажутся потерянными только в случае выхода из строя сразу трех жестких дисков. По сравнению с RAID 5 это более дорогое и медленное решение, которое может показать себя разве что при случайном чтении. На практике RAID 6 почти не используется, так как выход из строя сразу двух дисков – слишком редкий случай, а повысить надежность можно другими способами.
Составной RAID массив – это чаще всего сочетание быстрого RAID 0 с надежным RAID 1, 3 или 5. Итоговый массив обладает улучшенными характеристиками, но платить за это приходится повышением стоимости и сложностью решения. Недостаток–емкостm HDD – 50%.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
RAID 0+1 обладает высокой скоростью работы и повышенной надежностью, поддерживается даже дешевыми RAID контроллерами и является недорогим решением.

Также известен, как RAID 10. Является страйпом зеркал, то есть, массивом RAID 0, построенным из массивов RAID 1. Практически аналогичен предыдущему решению.


RAID 5+0 (50) Создается путем объединения массивов RAID 5 в массив RAID 0. Обладает высокой скоростью передачи данных и обработки запросов. Обладает средней скоростью восстановления данных и хорошей стойкостью при отказе. Комбинация RAID 0+5 также существует, но больше теоретически, так как дает слишком мало преимуществ

RAID 1E комбинирует в себе RAID 0 и RAID 1. Создается минимум на трех дисках. Данные пишутся с чередованием на три диска, а со сдвигом на 1 диск пишется их копия. Если пишется один блок на три диска, то копия первой части пишется на второй диск, второй части - на третий диск.


15) Электронные компоненты, применяемые в ЭВМ. Триггер. Регистр, мультиплексор, коммутатор, счетчик, сумматор, компаратор.
Тоже самое что и 7
16) Типы файловых систем внешних магнитных дисков
Это тоже самое что и 8 17)Стадии выполнения команды с точки зрения взаимодействия процессора и памяти.
Большинство современных процессоров для персональных компьютеров в общем основаны на той или иной версии циклического процесса последовательной обработки информации, изобретённого [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Д. фон Нейман придумал схему постройки компьютера в 1946 году.
Важнейшие этапы этого процесса приведены ниже. В различных архитектурах и для различных команд могут потребоваться дополнительные этапы. Например, для [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] могут потребоваться дополнительные обращения к памяти, во время которых производится считывание операндов и запись результатов. Отличительной особенностью архитектуры фон Неймана является то, что инструкции и данные хранятся в одной и той же памяти.
Этапы цикла выполнения:
Процессор выставляет число, хранящееся в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], на [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], и отдаёт [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] команду чтения;
Выставленное число является для памяти [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]; память, получив адрес и команду чтения, выставляет содержимое, хранящееся по этому адресу, на [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], и сообщает о готовности;
Процессор получает число с шины данных, интерпретирует его как команду ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]) из своей [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и исполняет её;
Если последняя команда не является [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], процессор увеличивает на единицу (в предположении, что длина каждой команды равна единице) число, хранящееся в счётчике команд; в результате там образуется адрес следующей команды;
Снова выполняется п. 1.
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 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и представляет [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] полезной 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 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] или переключение в режим обработки [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
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 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Тактовый генератор вырабатывает импульсы, служащие ритмом для центрального процессора. Частота тактовых импульсов называется [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Конвейерная архитектура
Конвейерная архитектура (pipelining) была введена в центральный процессор с целью повышения быстродействия. Обычно для выполнения каждой команды требуется осуществить некоторое количество однотипных операций, например: выборка команды из [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], дешифрация команды, адресация операнда в ОЗУ, выборка операнда из ОЗУ, выполнение команды, запись результата в ОЗУ. Каждую из этих операций сопоставляют одной ступени конвейера. Например, конвейер микропроцессора с архитектурой [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] содержит четыре стадии:
получение и декодирование инструкции (Fetch)
адресация и выборка операнда из ОЗУ (Memory access)
выполнение арифметических операций (Arithmetic Operation)
сохранение результата операции (Store)
После освобождения k-й ступени конвейера она сразу приступает к работе над следующей командой. Если предположить, что каждая ступень конвейера тратит единицу времени на свою работу, то выполнение команды на конвейере длиной в n ступеней займёт n единиц времени, однако в самом оптимистичном случае результат выполнения каждой следующей команды будет получаться через каждую единицу времени.
Действительно, при отсутствии конвейера выполнение команды займёт n единиц времени (так как для выполнения команды по прежнему необходимо выполнять выборку, дешифрацию и т. д.), и для исполнения m команд понадобится единиц времени; при использовании конвейера (в самом оптимистичном случае) для выполнения m команд понадобится всего лишь n + m единиц времени.
Считается, что впервые конвейерные вычисления были использованы либо в проекте [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]), либо в проекте [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]). Проект IBM Stretch предложил термины «получение» ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] «Fetch»), «расшифровка» ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] «Decode») и «выполнение» ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] «Execute»), которые затем стали общеупотребляемыми.
Многие современные [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] управляются таймером. Процессор внутри состоит из логики и памяти ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]). Когда приходит сигнал от таймера, триггеры приобретают своё новое значение и логике требуется отрезок времени для декодирования новых значений. Затем приходит следующий сигнал от таймера, триггеры снова принимают новые значения, и так далее. Разбивая логику на более мелкие части и вставляя триггеры между частями логики, время, необходимое логике для правильного вывода, уменьшается. В этом случае, интервал сработки таймера процессора может быть соответственно уменьшен. Например, конвейер [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]-процессоров разбит на 5 шагов, с набором триггеров между шагами:
получение [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Instruction Fetch);
раскодирование инструкции ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Instruction Decode) и чтение регистров ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Register fetch);
выполнение ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Execute);
доступ к [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Memory access);
запись в регистр ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Register write back);
Факторы, снижающие эффективность конвейера:
простой конвейера, когда некоторые ступени не используются (напр., адресация и выборка операнда из [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] не нужны, если команда работает с регистрами);
ожидание: если следующая команда использует результат предыдущей, то последняя не может начать выполняться до выполнения первой (это преодолевается при использовании внеочередного выполнения команд, out-of-order execution);
очистка конвейера при попадании в него команды перехода (эту проблему удаётся сгладить, используя предсказание переходов).
Некоторые современные процессоры имеют более 30 ступеней в конвейере, что увеличивает производительность процессора, однако приводит к большому времени простоя (например, в случае ошибки в предсказании условного перехода.)
Параллельная архитектура
Архитектура фон Неймана обладает тем недостатком, что она последовательная. Какой бы огромный массив данных ни требовалось обработать, каждый его байт должен будет пройти через центральный процессор, даже если над всеми байтами требуется провести одну и ту же операцию. Этот эффект называется [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] фон Неймана.
Для преодоления этого недостатка предлагались и предлагаются архитектуры процессоров, которые называются параллельными. Параллельные процессоры используются в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Возможными вариантами параллельной архитектуры могут служить (по [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]):
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]  один поток команд, один поток данных;
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]  один поток команд, много потоков данных;
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]  много потоков команд, один поток данных;
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]  много потоков команд, много потоков данных.

18)Интерфейсы РС. Основные группы сигналов и их назначение. 19)Динамическая память. Принцип функционирования SDRAM, DDR SDRAM, DDR2 SDRAM. Основные параметры.
DRAM (Dynamic Random Access Memory) один из видов компьютерной памяти с произвольным доступом (RAM), наиболее широко используемый в качестве ОЗУ современных компьютеров.
Конструктивно память DRAM состоит из «ячеек» размером в 1 или 4 бит, в каждой из которых можно хранить определённый объём данных. Совокупность «ячеек» такой памяти образуют условный «прямоугольник», состоящий из определённого количества строк и столбцов. Один такой «прямоугольник» называется страницей, а совокупность страниц называется банком. Весь набор «ячеек» условно делится на несколько областей.
Физическое представление
В современных компьютерах физически DRAM-память представляет собой электрическую плату модуль, на котором расположены микросхемы памяти и разъём, необходимый для подключения модуля к материнской плате. Роль «ячеек» играют конденсаторы и транзисторы, расположенные внутри микросхем памяти. Конденсаторы заряжаются в случае, когда в «ячейку» заносится единичный бит, либо разряжаются в случае, когда в «ячейку» заносится нулевой бит. Транзисторы необходимы для удержания заряда внутри конденсатора. При отсутствии подачи электроэнергии к оперативной памяти, происходит разряжение конденсаторов, и память опустошается. Это динамическое изменение заряда конденсатора является основополагающим принципом работы памяти типа DRAM. Элементом памяти этого типа является чувствительный усилитель (англ. sense amp), подключенный к каждому из столбцов «прямоугольника». Он, реагируя на слабый поток электронов, устремившихся через открытые транзисторы с обкладок конденсаторов, считывает всю страницу целиком. Именно страница является минимальной порцией обмена с динамической памятью, потому что обмен данными с отдельно взятой ячейкой невозможен.
Основными характеристиками DRAM являются тайминги и рабочая частота.
Синхронная DRAM
SDRAM (англ. Synchronous Dynamic Random Access Memory синхронная динамическая память с произвольным доступом) тип запоминающего устройства, использующегося в компьютерной технике.
В отличие от других типов DRAM, использовавших асинхронный обмен данными, ответ на поступивший в устройство управляющий сигнал возвращается не сразу, а лишь при получении следующего тактового сигнала. Тактовые сигналы позволяют организовать работу SDRAM в виде конечного автомата, исполняющего входящие команды. При этом входящие команды могут поступать в виде непрерывного потока, не дожидаясь, пока будет завершено выполнение предыдущих инструкций (конвейерная обработка): сразу после команды записи может поступить следующая команда, не ожидая, когда данные окажутся записаны. Поступление команды чтения приведёт к тому, что на выходе данные появятся спустя некоторое количество тактов это время называется задержкой (latency) и является одной из важных характеристик данного типа устройств.
Циклы обновления выполняются сразу для целой строки, в отличие от предыдущих типов DRAM, обновлявших данные по внутреннему счётчику, используя способ обновления по команде CAS перед RAS.
DDR SDRAM
DDR SDRAM (от англ. Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных) тип оперативной памяти, используемой в компьютерах. При использовании DDR SDRAM достигается удвоенная скорость работы, нежели в обыкновенной SDRAM, за счёт считывания команд и данных не только по фронту, как в SDRAM, но и по срезу тактового сигнала. За счёт этого удваивается скорость передачи данных, не увеличивая при этом частоты тактового сигнала шины памяти. Таким образом, при работе DDR на частоте 100 МГц мы получим эффективную частоту 200МГц (при сравнении с аналогом SDR SDRAM). В спецификации JEDEC есть замечание, что использовать термин «МГц» в DDR некорректно, правильно указывать скорость «миллионов передач в секунду через один вывод данных».
Ширина шины памяти составляет 64 бита, то есть по шине за один такт одновременно передаётся 8 байт. В результате получаем следующую формулу для расчёта максимальной скорости передачи для заданного типа памяти: тактовая частота шины памяти x 2 (передача данных дважды за такт) x 8 (число байтов передающихся за один такт). Например, чтобы обеспечить передачу данных дважды за такт, используется специальная архитектура «2n Prefetch». Внутренняя шина данных имеет ширину в два раза больше внешней. При передаче данных сначала передаётся первая половина шины данных по переднему фронту тактового сигнала, а затем вторая половина шины данных по срезу.
Помимо удвоенной передачи данных, DDR SDRAM имеет несколько других принципиальных отличий от простой памяти SDRAM. В основном они являются технологическими. Например, был добавлен сигнал QDS, который располагается на печатной плате вместе с линиями данных. По нему происходит синхронизация при передаче данных. Если используется два модуля памяти, то данные от них приходят к контроллеру памяти с небольшой разницей из-за разного расстояния. Возникает проблема в выборе синхросигнала для их считывания. Использование QDS успешно это решает.
JEDEC устанавливает стандарты для скоростей DDR SDRAM, разделённых на две части: первая для чипов памяти, а вторая для модулей памяти, на которых, собственно, и размещаются чипы памяти.
DDR2 SDRAM
DDR2 SDRAM (англ. double-data-rate two synchronous dynamic random access memory синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных, тип 2) это тип оперативной памяти используемой в компьютерах.
Как и DDR SDRAM, DDR2 SDRAM использует передачу данных по обоим срезам тактового сигнала, за счёт чего при такой же частоте шины памяти, как и в обычной SDRAM, можно фактически удвоить скорость передачи данных (например, при работе DDR2 на частоте 100 МГц эквивалентная эффективная частота для SDRAM получается 200 МГц). Основное отличие DDR2 от DDR - вдвое большая частота работы шины, по которой данные передаются в буфер микросхемы памяти. При этом работа самого чипа осталась такой-же, что и в просто DDR, то есть с теми же задержками, но при большей скорости передачи информации.
20) Арбитраж в интерфейсах. Основные типы арбитража и способы выполнения..
21) Понятие кэш-памяти. Принцип функционирования.
Кэш это память с большей скоростью доступа, предназначенная для ускорения обращения к данным, содержащимся постоянно в памяти с меньшей скоростью доступа (далее «основная память»). Кэширование применяется ЦПУ, жёсткими дисками, браузерами и веб-серверами.
Кэш состоит из набора записей. Каждая запись ассоциирована с элементом данных или блоком данных (небольшой части данных), которая является копией элемента данных в основной памяти. Каждая запись имеет идентификатор, определяющий соответствие между элементами данных в кэше и их копиями в основной памяти.
Когда клиент кэша (ЦПУ, веб-браузер, операционная система) обращается к данным, прежде всего исследуется кэш. Если в кэше найдена запись с идентификатором, совпадающим с идентификатором затребованного элемента данных, то используются элементы данных в кэше. Такой случай называется попаданием кэша. Если в кэше не найдено записей, содержащих затребованный элемент данных, то он читается из основной памяти в кэш, и становятся доступным для последующих обращений. Такой случай называется промахом кэша. Процент обращений к кэшу, когда в нём найден результат, называется уровнем попаданий или коэффициентом попаданий в кэш.
Например, веб-браузер проверяет локальный кэш на диске на наличие локальной копии веб-страницы, соответствующей запрошенному URL. В этом примере URL это идентификатор, а содержимое веб-страницы это элементы данных.
Если кэш ограничен в объёме, то при промахе может быть принято решение отбросить некоторую запись для освобождения пространства. Для выбора отбрасываемой записи используются разные алгоритмы вытеснения.
При модификации элементов данных в кэше выполняется их обновление в основной памяти. Задержка во времени между модификацией данных в кэше и обновлением основной памяти управляется так называемой политикой записи.
В кэше с немедленной записью каждое изменение вызывает синхронное обновление данных в основной памяти.
В кэше с отложенной записью (или обратной записью) обновление происходит в случае вытеснения элемента данных, периодически или по запросу клиента. Для отслеживания модифицированных элементов данных записи кэша хранят признак модификации (изменённый или «грязный»). Промах в кэше с отложенной записью может потребовать два обращения к основной памяти: первое для записи заменяемых данных из кэша, второе для чтения необходимого элемента данных.
В случае, если данные в основной памяти могут быть изменены независимо от кэша, то запись кэша может стать неактуальной. Протоколы взаимодействия между кэшами, которые сохраняют согласованность данных, называют протоколами когерентности кэша.
Кэш центрального процессора
Ряд моделей центральных процессоров (ЦП) обладают собственным кэшем, для того чтобы минимизировать доступ к оперативной памяти (ОЗУ), которая медленее, чем регистры. Кэш-память может давать значительный выигрыш в производительности, в случае когда тактовая частота ОЗУ значительно меньше тактовой частоты ЦП. Тактовая частота для кэш-памяти обычно ненамного меньше частоты ЦП. См. так же TLB.
Ассоциативность кэша
Одна из фундаментальных характеристик кэш-памяти уровень ассоциативности отображает её логическую сегментацию. Дело в том, что последовательный перебор всех строк кэша в поисках необходимых данных потребовал бы десятков тактов и свёл бы на нет весь выигрыш от использования встроенной в ЦП памяти. Поэтому ячейки ОЗУ жёстко привязываются к строкам кэш-памяти (в каждой строке могут быть данные из фиксированного набора адресов), что значительно сокращает время поиска. С каждой ячейкой ОЗУ может быть связано более одной строки кэш-памяти: например, n-канальная ассоциативность (англ. n-way set associative) обозначает, что информация по некоторому адресу оперативной памяти может храниться в n местах кэш-памяти.
При одинаковом объеме кэша схема с большей ассоциативностью будет наименее быстрой, но наиболее эффективной.
22)Стандарт RS-232. принцып обмена информацией. Режимы обмена данными.
RS-232 в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], стандарт последовательной [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] передачи двоичных данных между терминалом и конечным устройством. Обычно используется в последовательном ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]) порту компьютера.
RS-232 интерфейс передачи информации между двумя устройствами на расстоянии до 15 м. Информация передается по проводам с уровнями сигналов, отличающимися от стандартных 5В, для обеспечения большей устойчивости к [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Асинхронная передача данных осуществляется с установленной скоростью при синхронизации уровнем сигнала стартового импульса.
интерфейс RS-232-C соединяет два устройства. Линия передачи первого устройства соединяется с линией приема второго и наоборот (полный дуплекс) Для управления соединенными устройствами используется программное подтверждение (введение в поток передаваемых данных соответствующих управляющих символов). Возможна организация аппаратного подтверждения путем организации дополнительных RS-232 линий для обеспечения функций определения статуса и управления.
Стандарт
EIA RS-232-C, CCITT V.24

Скорость передачи
115 Кбит/с (максимум)

Расстояние передачи
15 м (максимум)

Характер сигнала
несимметричный по напряжению

Количество драйверов
1

Количество приемников
1

Схема соединения
полный дуплекс, от точки к точке


Рис. 8. Назначение контактов разъема DB25( параллельный порт)


Рис. 9. Назначение контактов разъема DB9 (последовательный порт)
Порядок обмена по интерфейсу RS-232C
Наименование
Направление
Описание
Контакт (25-контактный разъем)
Контакт (9-контактный разъем)

DCD
IN
Carrie Detect (Определение несущей)
8
1

RXD
IN
Receive Data (Принимаемые данные)
3
2

TXD
OUT
Transmit Data (Передаваемые данные)
2
3

DTR
OUT
Data Terminal Ready (Готовность терминала)
20
4

GND
-
System Ground (Корпус системы)
7
5

DSR
IN
Data Set Ready (Готовность данных)
6
6

RTS
OUT
Request to Send (Запрос на отправку)
4
7

CTS
IN
Clear to Send (Готовность приема)
5
8

RI
IN
Ring Indicator (Индикатор)
22
9


Интерфейс RS-232C предназначен для подключения к компьютеру стандартных внешних устройств (принтера, сканера, модема, мыши и др.), а также для связи компьютеров между собой. Основными преимуществами использования RS-232C по сравнению с Centronics являются возможность передачи на значительно большие расстояния и гораздо более простой соединительный кабель. В то же время работать с ним несколько сложнее. Данные в RS-232C передаются в последовательном коде побайтно. Каждый байт обрамляется стартовым и стоповыми битами. Данные могут передаваться как в одну, так и в другую сторону (дуплексный режим).
Компьютер имеет 25-контактный (DB25P) или 9-контактный (DB9P) разъем для подключения RS-232C. Назначение контактов разъема приведено в таблице.
Назначение сигналов следующее. FG - защитное заземление (экран). -TxD - данные, передаваемые компьютером в последовательном коде (логика отрицательная). -RxD - данные, принимаемые компьютером в последовательном коде (логика отрицательная). RTS - сигнал запроса передачи. Активен во все время передачи. CTS - сигнал сброса (очистки) для передачи. Активен во все время передачи. Говорит о готовности приемника. DSR - готовность данных. Используется для задания режима модема. SG - сигнальное заземление, нулевой провод. DCD - обнаружение несущей данных (детектирование принимаемого сигнала). DTR - готовность выходных данных. RI - индикатор вызова. Говорит о приеме модемом сигнала вызова по телефонной сети.
Наиболее часто используются трех- или четырехпроводная связь (для двунапрвленной передачи). Схема соединения для четырехпроводной линии связи показана на рисунке 1.1.
Для двухпроводной линии связи в случае только передачи из компьютера во внешнее устройство используются сигналы SG и TxD. Все 10 сигналов интерфейса задействуются только при соединении компьютера с модемом.
Формат передаваемых данных показан на рисунке 1.2. Собственно данные (5, 6, 7 или 8 бит) соопровождаются стартовым битом, битом четности и одним или двумя стоповыми битами. Получив стартовый бит, приемник выбирает из линии биты данных через определннные интервалы времени. Очень важно, чтобы тактовые частоты приемника и передатчика были одинаковыми, допустимое расхождение - не более 10%). Скорость передачи по RS-232C может выбираться из ряда: 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 бит/с.

Рис.1.1 Схема 4-проводной линии связи для RS-232C
Все сигналы RS-232C передаются специально выбранными уровнями, обеспечивающими высокую помехоустойчивость связи (рис.1.3.). Отметим, что данные передаются в инверсном коде (лоической единице соответствует низкий уровень, логическому нулю - высокий уровень).
Для подключения произвольного УС к компьютеру через RS-232C обычно используют трех- или четырехпроводную линию связи (см. рис. 1.1), но можно задействовать и другие сигналы интерфейса.

Рис.1.2 Формат данных RS-232C
Обмен по RS-232C осуществляется с помощью обращений по специально выделенным для этого портам COM1 (адреса 3F8h...3FFh, прерывание IRQ4), COM2 (адреса 2F8h...2FFh, прерывание IRQ3), COM3 (адреса 3F8h...3EFh, прерывание IRQ10), COM4 (адреса 2E8h...2EFh, прерывание IRQ11). Форматы обращений по этим адресам можно найти в многочисленных описаниях микросхем контроллеров последовательного обмена UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), например, i8250, КР580ВВ51.

Рис.1.3 Уровни сигналов RS-232C на передающем и принимающем концах линии связи.
23)Виртуальная память. Принцип работы.
Виртуа
·льная па
·мять схема адресации памяти компьютера, при которой память представляется программному обеспечению непрерывной и однородной, в то время как в реальности для фактического хранения данных используются отдельные (разрывные) области различных видов памяти, включая кратковременную (оперативную) и долговременную (жёсткие диски, твёрдотельные накопители).
В случае расположения данных на внешних запоминающих устройствах память может быть представлена, например, специальным разделом на жёстком диске (partition) или отдельным файлом на обычном разделе диска.
Также существует термин swap (англ. swap, /sw
·p/) также означающий виртуальную память (точнее способ её представления), или же означает подкачку данных с диска.
Применение механизма виртуальной памяти позволяет:
упростить адресацию памяти клиентским программным обеспечением;
рационально управлять оперативной памятью компьютера (хранить в ней только активно используемые области памяти);
изолировать процессы друг от друга (процесс полагает, что монопольно владеет всей памятью);
Страничная организация виртуальной памяти
В большинстве современных операционных систем виртуальная память организуется с помощью страничной адресации. Оперативная память делится на страницы: области памяти фиксированной длины (например, 4096 байт), которые являются минимальной единицей выделяемой памяти (то есть даже запрос на 1 байт от приложения приведёт к выделению ему страницы памяти). Процесс обращается к памяти с помощью адреса виртуальной памяти, который содержит в себе номер страницы и смещение внутри страницы. Операционная система преобразует виртуальный адрес в физический, при необходимости подгружая страницу с жёсткого диска в оперативную память. При запросе на выделение памяти операционная система может «сбросить» на жёсткий диск страницы, к которым давно не было обращений. Критические данные (например, код запущенных и работающих программ, код и память ядра системы) обычно находятся в оперативной памяти (исключения существуют, однако они не касаются той части, которая отвечает за использование файла подкачки).
В семействе операционных систем Microsoft Windows место для хранения страниц на жёстких дисках должно быть выделено заранее. Пользователь может положиться на автоматический механизм или самостоятельно указать размер области виртуальной памяти на каждом из разделов диска. На указанных разделах операционной системой создаётся файл pagefile.sys требуемого размера, который и хранит «сброшенные» из оперативной памяти страницы.
Сегментная организация виртуальной памяти
Механизм организации виртуальной памяти, при котором виртуальное пространство делится на части произвольного (но всегда кратного степени двойки) размера сегменты. Благодаря этому устраняется один из крупных недостатковстраничного механизма внутренняя фрагментация памяти (то есть наличие большого количества неиспользованных участковпамяти "внутри " страниц). Однако, сегментный механизм приводит к внешней фрагментации памяти (то есть наличиюбольшого количества мелких неиспользованных участков памяти "между " сегментами). Для каждого сегмента, как и для страницы,могут быть назначены права доступа к нему пользователя и его процессов.
Свопинг
Один из механизмов реализации виртуальной памяти, при котором отдельные запущенные процессы (обычно неактивные) перемещаются из ОЗУ на жёсткий диск, освобождая ОЗУ для загрузки других процессов. Основное отличие этого механизма от страничного заключается в том, что процессы перемещаются между ОЗУ и жестким диском целиком, поэтому иногда некоторые процессы могут полностью отсутствовать в ОЗУ. При наступлении условий активизации процесса он возвращается диспетчером памяти в ОЗУ.
Фрагментация файла подкачки
В процессе работы файл (раздел диска, или файл на разделе) подкачки может стать фрагментированым, то есть непрерывные виртуальные области памяти будут состоять из многочисленных отдельных (разрывных) областей в файле подкачки. При считывании и записи данных страниц много времени будет уходить на перепозиционирование головок жёсткого диска на начало очередной области. Это может привести к падению производительности всей системы.

Использование свопинга особенно эффективно, если запущено много интерактивных приложений, которые потребляют большой объем ОЗУ, но при этом практически не занимают процессорное время.

Методики эффективной организации файла подкачки

Одним из способов выделения места для swapфайла (раздела) является кратное выделение памяти, когда объём этого файла равен объёму оперативной памяти, умноженному на 1, на 2, на 3.
Если на компьютере имеется более одного жёсткого диска, то для более быстрого обращения к файлу подкачки его желательно разместить на наименее нагруженном запросами чтения/записи физическом диске. Хорошим выбором будет физический диск, с которого не запускается ОС или приложения.
Следует учесть пропускную способность интерфейса жёсткого диска (IDE/SATA), а также характеристики самих дисков. Лучше разместить файл подкачки на диске, который имеет наибольшую скорость чтения/записи.
В Windows скорость чтения из небольших разделов больше у FAT32 по сравнению с NTFS[2], однако, благодаря более высокой устойчивости NTFS к сбоям и значительным объёмам современных винчестеров, разделы с FAT32 ныне редко используются.
При наличии на компьютере значительного объёма ОЗУ (1 и более гигабайт) и использовании большинства популярных ОС семейств GNU/Linux и MS Windows (кроме Windows Vista) можно полностью отключить подкачку. При использовании различных версий Windows Vista также можно отключить подкачку, однако, в силу ресурсоёмкости этой системы, желательно при этом иметь не менее 2 Гб физической памяти.
24)Параллельный порт РС. Основные регистры. Способ организации обмена информацией.
Порт параллельного интерфейса был введен в PC для подключения принтера LP'T-порт (Line PrinTer построчный принтер).
Адаптер параллельного интерфейса представляет собой набор регистров, расположенных в пространстве ввода/вывода. Регистры порта адресуются относительно базового адреса порта, стандартными значениями которого являются 386h, 378h и 278h. Порт имеет внешнюю 8-битную шину данных, 5-битную шину сигналов состояния и 4-битную шину управляющих сигналов.
LPT-порт называют параллельным, так как он относится к разряду так называемых параллельных интерфейсов. То есть таких интерфейсов, по которым данные передаются по нескольким проводам одновременно. Параллельный порт является 8-разрядным, то есть он может за один цикл передачи переслать один байт информации. (Вообще-то, порт имеет 8-битную шину данных, 5-битную шину сигналов состояния и 4-битную шину управляющих сигналов.  Прим. ред.). За всю историю развития появилось 3 основных «подвида» этих портов, а именно SPP, EPP, ECP.
SPP (Standart Paralell Port)  самый старый вид параллельного порта. Он является однонаправленным, то есть предназначен только для вывода информации. Программный протокол обмена в режиме SPP соответствует интерфейсу Centronics.
Для программиста SPP-порт  это три регистра: данных, состояния и управления, в которые записываются передаваемые данные, данные о состоянии подключенного устройства и управляющая информация соответственно. В адресном пространстве они расположены в виде трех подряд идущих ячеек с адресами, начиная с базового. Для LPT1 базовый адрес  378h, содержащий регистр данных, регистр состояния соответственно имеет адрес 379h, а управления  37Аh.

Очередным этапом эволюции LPT-порта стал порт EPP (Enhanced Parallel Port  улучшенный параллельный порт), который был разработан компаниями Intel, Xircom и Zenith Data Systems. Порт стал двунаправленным (Bi-Directional) и мог работать в четырех режимах: запись/чтение данных и запись/чтение адреса. Начиная с этой модификации, протокол обмена начал организовываться аппаратно, что очень облегчало жизнь программистам. Достаточно записать в регистр данных значение, а все управляющие передачей сигналы будут выставлены портом автоматически. Максимальная скорость обмена по ЕРР-порту достигает 2 Мб/с. (То есть периферийное устройство, подключенное к параллельному порту ЕРР, может работать на уровне производительности, предельно достижимом для слота ISA).
С программной точки зрения, ЕРР отличается от SPP наличием еще двух регистров: регистра адреса ЕРР (ЕРР Address Port) и регистра данных (ЕРР Data Port), которые и используются при работе в режиме ЕРР. Применяя только первых три регистра, мы можем получить обычный порт SPP. (Вообще, достоинством ЕРР является то, что обращение процессора к периферийному устройству по этому порту осуществляется в реальном времени. Программный драйвер постоянно отслеживает состояние порта и подает команды в точно определенные моменты времени. Такой режим оптимален уже не только для устройств вывода (принтеров), но и для периферии, для которой критична работа в реальном времени. Это и сетевые адаптеры, и дисковые накопители, и всевозможные устройства сбора информации и управления (датчики) и т.п.  Прим. ред.).
И наконец, рассмотрим самый современный из параллельных портов ECP (Extended Capability Port  порт с расширенными возможностями), который был предложен компаниями Hewlett-Packard и Microsoft. Основные его преимущества таковы: аппаратная компрессия передаваемых данных, использование буферов FIFO и работа в режиме DMA. Все это позволило значительно повысить производительность LPT-порта.
Для обеспечения совместимости с более ранними спецификациями, ЕСР-порт может работать в нескольких режимах (таблица 1).

Введение канальной адресации ЕСР позволило работать с устройствами, которые состоят из нескольких отдельных полнофункциональных частей. Самым простым примером являются «офисные комбайны». Функционирует это все примерно таким образом: компьютер в адресном цикле передачи выбирает устройство, с которым будет работать (например, принтер или сканер такого «комбайна»), а потом связывается с ним как с обычным принтером или сканером. (На самом деле в случае многофункциональных девайсов канальная адресация ЕСР обеспечивает возможность одновременной (в отличие от ЕРР) работы нескольких устройств на LPT-порту, например, во время отправки факса можно печатать на принтере и т.п.  Прим. ред.).
Недостаток режима ECP заключается в том, что он будет поддерживаться только при наличии специальных драйверов в системе. И если для операционных систем семейства Windows они входят в состав стандартной библиотеки драйверов, то при работе в MS-DOS необходимо использовать дополнительное ПО.
Я рассказал вам только об основных модификациях LPT-порта, хотя за время его эволюции разные фирмы пытались изменять его по своему усмотрению. Чтобы хоть как-то унифицировать режимы параллельных портов, в 1994 году был принят стандарт IEEE 1284, который определил для LPT-порта режимы обмена данными (всего их пять, один из которых соответствует обмену по протоколу Centronics  прим. ред.), их согласование, а также физический (рис. 3, 4) и электрический интерфейсы.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]   [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Рис 3 рис 4


25)Программные и аппаратные прерывания.
Прерывания
Прерывание означает временное прекращение основного процесса вычислений для выполнения некоторых запланированных или незапланированных действий, вызываемых работой аппаратуры или программы.
Т.е. это процесс, временно переключающий микропроцессор на выполнение другой программы с последующим возвратом к прерванной программе.
Нажимая клавишу на клавиатуре, мы инициируем немедленный вызов программы, которая распознает клавишу, заносит ее код в буфер клавиатуры, из которого он считывается другой программой. Т.е. на некоторое время микропроцессор прерывает выполнение текущей программы и переключается на программу обработки прерывания, так наз. обработчик прерывания. После того, как обработчик прерывания завершит свою работу, прерванная программа продолжит выполнение с точки, где было приостановлено ее выполнение.
Адрес программы-обработчика прерывания вычисляется по таблице векторов прерываний.
Механизм прерываний поддерживается на аппаратном уровне.
В зависимости от источника, прерывания делятся на
· аппаратные - возникают как реакция микропроцессора на физический сигнал от некоторого устройства (клавиатура, системные часы, клавиатура, жесткий диск и т.д.), по времени возникновения эти прерывания асинхронны, т.е. происходят в случайные моменты времени;
· программные - вызываются искусственно с помощью соответствующей команды из программы (int), предназначены для выполнения некоторых действий операционной системы., являются синхронными;
· исключения - являются реакцией микропроцессора на нестандартную ситуацию, возникшую внутри микропроцессора во время выполнения некоторой команды программы.

По другой классификации прерывания делятся на

· внешние - вызываются внешними по отношению к микропроцессору событиями
(по существу - это группа аппаратных прерываний) Вложенных прерываний нет!
· внутренние - возникают внутри микропроцессора во время вычислительного процесса (по существу - это исключительные ситуации и программные прерывания).

Система прерываний - это совокупность программных и аппаратных средств, реализующих механизм прерываний.

К аппаратным средствам системы прерываний относятся:
· выводы микропроцессора (INTR, INTA, NMI) /// это доп. материал
· программируемый контроллер прерываний 8259А (предназначен для фиксирования сигналов прерываний от восьми различных внешних устройств; он выполнен в виде микросхемы; обычно используют две последовательно соединенные микросхемы, поэтому кол-во возможных источников внешних прерываний до 15 плюс одно немаскируемое прер.; именно он формирует номер вектора прерывания и выдает его шину данных);
· внешние устройства

К программным средствам системы прерываний Реального режима относятся:
· таблица векторов прерываний. Первый килобайт ОП (адреса 00000h-003FFh) занимает таблица векторов прерываний. Она содержит адреса (векторы) обработчиков прерываний и состоит из 256 (0..255) элементов по 4 байта каждый.
· два флага в регистре флагов flags/eflags:
· IF (Interrupt Flag) - флаг прерывания. Предназначен для маскирования (запрещения) аппаратных прерываний. Если IF=1, микропроцессор обрабатывает внешние прерывания, если = 0, то игнорирует;
· TF(Trace Flag) - флаг трассировки. Если он=1, то микропроцессор переходит в режим покомандной работы. В этом режиме в микропроцессоре генерируется внутреннее прерывание с номером 1;
· машинные команды микропроцессора: int, into, iret, cli, sti


26)Дисковые накопители. Принцип функционирования. Типы разметки поверхности магнитного диска. Параметры диска.
HDD
Накопи
·тель на жёстких магни
·тных ди
·сках, НЖМД, жёсткий диск, хард, харддиск, HDD, HMDD или винче
·стер, (англ. Hard (Magnetic) Disk Drive, HDD, HMDD) энергонезависимое, перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство. Является основным накопителем данных практически во всех современных компьютерах.
В отличие от «гибкого» диска (дискеты), информация в НЖМД записывается на жёсткие (алюминиевые или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома. В некоторых НЖМД используется одна пластина, в других несколько на одной оси. Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке набегающего потока воздуха, образуемого у поверхности при быстром вращении. Расстояние между головкой и диском составляет несколько нанометров (в современных дисках 5-10 нм), а отсутствие механического контакта обеспечивает долгий срок службы устройства. При отсутствии вращения дисков, головки находятся у шпинделя или за пределами диска в безопасной зоне, где исключён их нештатный контакт с поверхностью дисков.
Интерфейс (англ. interface) набор, состоящий из линий связи, сигналов, посылаемых по этим линиям, технических средств, поддерживающих эти линии, и правил обмена.
Ёмкость (англ. capacity) количество данных, которые могут храниться накопителем.
Физический размер (форм-фактор) (англ. dimension) почти все современные (20012008 года) накопители для персональных компьютеров и серверов имеют размер либо 3,5, либо 2,5 дюйма.
Время произвольного доступа (англ. random access time) время, за которое винчестер гарантированно выполнит операцию чтения или записи на любом участке магнитного диска.
Скорость вращения шпинделя (англ. spindle speed) количество оборотов шпинделя в минуту.
Надёжность (англ. reliability) определяется как среднее время наработки на отказ (Mean Time Between Failures, MTBF).
Количество операций ввода-вывода в секунду у современных дисков это около 50 оп./сек при произвольном доступе к накопителю и около 100 оп./сек при последовательном доступе.
Потребление энергии важный фактор для мобильных устройств.
Уровень шума шум, который производит механика накопителя при его работе. Указывается в децибелах. Тихими накопителями считаются устройства с уровнем шума около 26 дБ и ниже. Шум состоит из шума вращения шпинделя (в том числе аэродинамического) и шума позиционирования.
Объём буфера: Буфером называется промежуточная память, предназначенная для сглаживания различий скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу. В современных (2008 год) HDD он обычно варьируется от 8 до 32 Мб.
Жёсткий диск состоит из гермозоны и блока электроники. Гермозона включает в себя корпус из прочного сплава, собственно диски (пластины) с магнитным покрытием, блок головок с устройством позиционирования, электропривод шпинделя.
Блок головок пакет рычагов из пружинистой стали (по паре на каждый диск). Одним концом они закреплены на оси рядом с краем диска. На других концах (над дисками) закреплены головки.
Диски (пластины), как правило, изготовлены из металлического сплава.
Диски жёстко закреплены на шпинделе. Во время работы шпиндель вращается со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту (4200, 5400, 7200, 10 000, 15 000).
Устройство позиционирования головок состоит из неподвижной пары сильных, как правило неодимовых, постоянных магнитов и катушки на подвижном блоке головок.
Вопреки расхожему мнению, внутри гермозоны нет вакуума. Одни производители делают её герметичной (отсюда и название) и заполняют очищенным и осушенным воздухом или нейтральными газами, в частности, азотом; а для выравнивания давления устанавливают тонкую металлическую или пластиковую мембрану.
Низкоуровневое форматирование
На заключительном этапе сборки устройства поверхности пластин форматируются на них формируются дорожки и сектора.
Границы зон и количество секторов на дорожку для каждой зоны хранятся в ПЗУ блока электроники.
Кроме того, в действительности на каждой дорожке есть дополнительные резервные сектора. Если в каком либо секторе возникает неисправимая ошибка, то этот сектор может быть подменён резервным (remapping). Конечно, данные, хранившиеся в нём, будут потеряны, но ёмкость диска не уменьшится. Существует две таблицы переназначения: одна заполняется на заводе, другая в процессе эксплуатации.
Блок электроники
В ранних жёстких дисках управляющая логика была вынесена на MFM или RLL контроллер компьютера, а плата электроники содержала только модули аналоговой обработки и управление шпиндельным двигателем, позиционером и коммутатором головок. Увеличение скоростей передачи данных вынудило разработчиков уменьшить до предела длину аналогового тракта, и в современных жёстких дисках блок электроники обычно содержит: управляющий блок, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), буферную память, интерфейсный блок и блок цифровой обработки сигнала.
Интерфейсный блок обеспечивает сопряжение электроники жесткого диска с остальной системой.
Блок управления представляет собой систему управления, принимающую электрические сигналы позиционирования головок, и вырабатывающую управляющие воздействия приводом типа «звуковая катушка», коммутации информационных потоков с различных головок, управления работой всех остальных узлов (к примеру, управление скоростью вращения шпинделя).
Блок ПЗУ хранит управляющие программы для блоков управления и цифровой обработки сигнала, а также служебную информацию винчестера.
Буферная память сглаживает разницу скоростей интерфейсной части и накопителя (используется быстродействующая статическая память). Увеличение размера буферной памяти позволяет увеличить скорость работы накопителя.
Блок цифровой обработки сигнала осуществляет очистку считанного аналогового сигнала и его декодирование (извлечение цифровой информации). Для цифровой обработки применяются различные методы, например метод PRML (Partial Response Maximum Likelihood максимальное пpавдоподобие пpи неполном отклике). Осуществляется сравнении принятого сигнала с образцами. При этом выбирается образец наиболее похожий по форме и временным характеристикам с декодируемым сигналом.
Технологии записи данных
Принцип работы жестких дисков похож на работу магнитофонов. Рабочая поверхность диска движется относительно считывающей головки (например, в виде катушки индуктивности с зазором в магнитопроводе). При подаче переменного электрического тока (при записи) на катушку головки, возникающее переменное магнитное поле из зазора головки воздействует на ферромагнетик поверхности диска и изменяет направление вектора намагниченности доменов в зависимости от величины сигнала. При считывании перемещение доменов у зазора головки приводит к изменению магнитного потока в магнитопроводе головки, что приводит к возникновению переменного электрического сигнала в катушке из-за эффекта электромагнитной индукции.
Метод параллельной записи
На данный момент это самая распространенная технология записи информации на НЖМД. Биты информации записываются с помощью маленькой головки, которая проходя над поверхностью вращающегося диска намагничивает миллиарды горизонтальных дискретных областей доменов. Каждая из этих областей является логическим нулём или единицей, в зависимости от намагниченности.
Максимально достижимая при использовании данного метода плотность записи оценивается 150 Гбит/дюймІ (23 Гбит/смІ). В ближайшем будущем ожидается постепенное вытеснение данного метода методом перпендикулярной записи.
Метод перпендикулярной записи
Метод перпендикулярной записи это технология, при которой биты информации сохраняются в вертикальных доменах. Это позволяет использовать более сильные магнитные поля и снизить площадь материала, необходимую для записи 1 бита. Плотность записи у современных образцов 100150 Гбит/дюймІ (15-23 Гбит/смІ), в дальнейшем планируется довести плотность до 400500 Гбит/дюймІ (6075 Гбит/смІ).
Жесткие диски с перпендикулярной записью доступны на рынке с 2005 года.
Метод тепловой магнитной записи
Метод тепловой магнитной записи (англ. Heat-assisted magnetic recording, HAMR) на данный момент самый перспективный из существующих, сейчас он активно разрабатывается. При использовании этого метода используется точечный подогрев диска, который позволяет головке намагничивать очень мелкие области его поверхности. После того, как диск охлаждается, намагниченность «закрепляется».
27)CD-ROM. DVD-ROM BR диски. Принципы функционирования.
В начале 80-х годов голландская фирма " Philips "объявила о совершенной ею революцией в области звуковоспроизведения. Ее инженеры придумали то, что сейчас пользуется огромной популярностью - это лазерные диски и проигрыватели. В чем же состоит главное преимущество лазерного или компакт-диска? Прежде всего, это необычайно высокое качество воспроизведения информации. Поскольку при считывании компакт-дисков считывающим устройством является лазерный луч, а следовательно, между ним и диском нет механического контакта, то полностью отсутствуют посторонние шумы, шуршанье и треск свойственные обычным магнитным носителям. Таким образом, оптический метод хранения информации стал самым массовым и распространенным.
Конструктивные особенности приводов CD-ROM
Как известно, большинство накопителей бывают внешними и встраиваемыми (внутренними). Приводы компакт-дисков в этом смысле не являются исключением. Большинство предлагаемых в настоящее время накопителей CD-ROM являются встраиваемыми. Внешний накопитель стоит заметно дороже. Это легко объяснимо, так как в этом случае накопитель имеет собственный корпус и источник питания. Форм-фактор современного встраиваемого привода CD-ROM определяется двумя параметрами: половинной высотой (Half-High, HH) и горизонтальным размером 5.25 дюйма .
На передней панели каждого накопителя имеется доступ к механизму загрузки компакт-диска. Одним из самых распространенных является механизм загрузки CD-ROM с помощью tray-механизма. Tray-механизм действительно похож на поднос, который выдвигается из накопителя обычно после нажатия кнопки Eject. На него устанавливается компакт-диск, после чего “поднос” в накопитель задвигается посредством кнопки расположенной на передней панели привода. На передней панели привода, кроме того, расположены: индикатор работы устройства (busy), также предусмотрено отверстие, с помощью которого можно извлечь компакт-диск даже в аварийной ситуации, например, если не срабатывает кнопка Eject или подача электропитания приостановлена. Теперь поговорим о принципе работы CD - ROM .
Принцип работы дисковода CD-ROM
Принцип работы дисковода напоминает принцип работы обычных дисководов для гибких дисков. Поверхность оптического диска (CD-ROM) перемещается относительно лазерной головки постоянной линейной скоростью, а угловая скорость меняется в зависимости от радиального положения головки. Луч лазера направляется на дорожку, фокусируясь при этом с помощью катушки. Луч проникает сквозь защитный слой пластика и попадает на отражающий слой алюминия на поверхности диска. При попадании его на выступ, он отражается на детектор и проходит через призму, отклоняющую его на светочувствительный диод. Если луч попадает в ямку, он рассеивается и лишь малая часть излучения отражается обратно и доходит до светочувствительного диода. На диоде световые импульсы преобразуются в электрические, яркое излучение преобразуется в нули слабое - в единицы. Таким образом, ямки воспринимаются дисководом как логические нули, а гладкая поверхность как логические единицы. Таким образом считывается информация.
Принцип работы CD - ROM
Производительность CD-ROM обычно определяется его скоростными характеристиками при непрерывной передаче данных в течение некоторого промежутка времени и средним временем доступа к данным, измеряемыми соответственно в Кбайт/с и мс. В настоящий момент IT -технологии динамично развиваются, поэтому производительность приводов заметно возросла в отношении скорости чтения данных. Сегодня CD - ROM обладает как минимум 52х скоростью, что позволяет значительно быстрее считывать данные. Для повышения производительности дисководов их снабжают буферной памятью (стандартные объемы кэша: 64,128,256,512,1024,1536,2048 Кбайт) . Буфер дисковода представляет собой память для кратковременного хранения данных, после считывания их с CD-ROM, но до пересылки в плату контролера, а затем в ЦП. Такая буферизация дает возможность дисковому устройству передавать данные в процессор небольшими порциями, а не занимать его время медленной пересылкой постоянного потока данных. Например, согласно требованиям стандарта MPC уровня 2 накопитель CD-ROM удвоенной скоростью должен занимать не более 60% ресурсов ЦП.
Важной характеристикой дисковода является степень заполнения буфера, которая влияет на качество воспроизведения анимационных изображений и видеофильмов. Эта величина определяется как отношение числа блоков данных, переданных в буфер из накопителя и хранящихся в нем до момента начала их выдачи на системную шину, к общему числу блоков, которые способен вмещать буфер. Слишком большая степень заполнения может привести к задержкам при выдаче из буфера на шину; с дугой стороны, буфер со слишком малой степенью заполнения будет требовать больше внимания со стороны процессора. Обе эти ситуации приводят к скачкам и срывам изображения во время воспроизведения.

Схема конструкции оптического диска

1 наружный слой из прозрачной пластмассы
2 металлизированная отражающая дорожка записи
3 твердая непрозрачная пластиковая основа
28)2D и 3D графические ускорители. Эффекты, реализуемые на аппаратном уровне в 3D графическом процессоре.
Современные оконные интерфейсы требуют быстрой перерисовки содержимого экрана при открытии/закрытии окон, их перемещении и т. п. При стандартной процессорной обработке процессор должен был бы обрабатывать видеоданные и передавать их по шине со скоростью порядка сотни мегабайт в секунду, что практически нереально. Поэтому для повышения быстродействия системы были разработаны локальные шины, а позднее 2D-ускорители, которые представляют собой специализированные графические процессоры, способные самостоятельно рисовать на экране фигуры, предусмотренные GDI графической библиотекой Windows. 2D-ускорители обмениваются данными с видеопамятью по своей собственной шине, не загружая системную шину процессора. По системной шине 2D-ускоритель получает только GDI-инструкции от центрального процессора, при этом объем передаваемых данных и загрузка процессора в сотни раз меньше.
3D ускорители были созданы с аналогичной целью – разгрузить ЦПУ, но уже при работе с трехмерной графикой. Они более мощные чем 2D ускорители, т.к. требуется рассчитывать геометрию, текстуры, окружение, эффекты преломления и отражения, перспективу и т.д.

Аппаратные эффекты:
Удаление невидимых поверхностей. Как правило, используется Z-буфер, в котором хранятся расстояния «точка-камера». Для каждого пикселя ищется самая близкая точка, остальные считаются заслоненными и не показываются.
Закрашивание. Придает треугольникам, из которых составлен объект, цвет. Существует несколько видов блендинга, отличающихся качеством закрашивания.
Обрезание. Клиппинг – отсечение части объекта, не видимой камере.
Расчет освещения: расчеты освещения, прозрачности.
Наложение текстур: наложение двумерного изображения на трехмерный каркас для придания большей реалистичности.
Фильтрация и сглаживание: сглаживание «лесенки» границ изображений и фильтрация искажений текстур из-за расстояния (в частности для протяженных объектов).
Смешивание цветов: дизеринг предназначен для отрисовки многоцветных объектов на адаптере с меньшим поддерживаемым количеством цветов.




29)Принцип функционирования CRT мониторов. Основные типы, особенности и характеристики. Достоинства и недостатки

Принцип работы:
Для создания изображения в используется электронно-лучевая трубка. В электронно-лучевой трубке используются три пушки для каждого из основных цветов. Поток электронов формируется пушкой, модулируется и ускоряется, после чего электроны получают энергию, которая затем засвечивает определенные точки люминофора, которым покрыта внутренняя поверхность трубки. Эти светящиеся точки люминофора формируют изображение, которое мы видим на экране монитора. Для управления лучами используется отклоняющая система, которая направляет пучки электронов по всему экрану, рисуя одну строку за другой. После прорисовки экрана, он на время гаснет, в этот момент луч возвращается назад, затем луч снова начинает пробегать по всему экрану. Интервал между экранами называется частотой обновления экрана или частотой кадров.
Типы мониторов:
ЭЛТ-мониторы можно поделить по следующим признакам. Плоский или выпуклый экран. Теневая маска или апертурная решетка перед люминофором.
Существенное различие между теневой маской и апертурной решеткой состоит в увеличении яркости при использовании последней, потому, что на люминофор через вертикальные полосы апертурной решетки попадает луч большей интенсивности, так как решетка ограничивает лучи только по горизонтали.
Использование апертурной решетки позволяет получить пикселы большего размера и меньшее общее разрешение, но яркость в целом увеличивается, а при использовании решетки с теневой маской пикселы получаются меньшего размера, разрешение больше, но при этом снижается яркость.
Параметры мониторов: Размер, шаг точки (расстояние от одной точки одного цвета до другой), поддерживаемые разрешения, поддерживаемые частоты обновления, возможность настроить цветопередачу.
Достоинства и недостатки: Поддерживают множество разрешений, работают в экстремальных температурах, большой угол обзора, маленькая склонность к дрожанию.
Тяжелые, занимают много места, излучают электромагнитное поле, подвержены влиянию внешнего электромагнитного поля, достаточно хрупки, появляется «муар».
30)Функционирование компьютера с точки зрения взаимодействия с данными..
31)Электронные компоненты, применяемые в ЭВМ. Триггер. Регистр, мультиплексор, коммутатор, счетчик, сумматор, компаратор.

Это вопрос 7 и 15
32)Звуковые контроллеры. Блок-схема. Принципы функционирования
Блок-схема звуковой карты. выбирают при записи.
Звуковая плата (также называемая как звуковая карта, музыкальная плата) (англ. sound card) позволяет работать со звуком на компьютере. В настоящее время звуковые карты бывают как встроенными в материнскую плату, так и отдельными платами расширения или как внешними устройствами.
Компоненты аудиосистемы

Разъемы звуковых плат

Большинство звуковых плат имеют одинаковые разъемы. Через эти миниатюрные (1/8 дюйма) разъемы сигналы подаются с платы на акустические системы, наушники и входы стереосистемы; к аналогичным разъемам подключается микрофон, проигрыватель компакт-дисков и магнитофон. На рис. показаны четыре типа разъемов, которые, как минимум, должны быть установлены на вашей звуковой плате. Цветовые обозначения разъемов каждого типа определены в руководстве PC99 Design Guide и могут варьироваться для различных звуковых адаптеров.

Линейный выход платы. Сигнал с этого разъема можно подать на внешние устройства акустические системы, наушники или вход стереоусилителя, с помощью которого сигнал можно усилить до определенного уровня. В некоторых звуковых платах, например в Microsoft Windows Sound System, имеются два выходных гнезда: одно для сигнала левого канала, а другое для правого.

Линейный вход платы. Этот входной разъем используется при микшировании или записи звукового сигнала, поступающего от внешней аудиосистемы на жесткий диск.

Разъем для акустической системы и наушников. Этот разъем присутствует не во всех платах и обеспечивает нормальный уровень громкости для наушников и небольших акустических систем. Выходная мощность большинства звуковых плат составляет примерно 4 Вт. В настоящее время, как правило, этот разъем используется для задних громкоговорителей в акустической системе с четырьмя источниками звука. Иногда разъем отключен по умолчанию; при подключении задних динамиков для активизации порта необходимо просмотреть параметры аудиоадаптера или конфигурационной утилиты.

Микрофонный вход, или вход монофонического сигнала. К этому разъему подключается микрофон для записи на диск голоса или других звуков. Запись с микрофона является монофонической. Для повышения качества сигнала во многих звуковых платах используется автоматическая регулировка усиления (Automatic Gain Control AGC). Уровень входного сигнала при этом поддерживается постоянным и оптимальным для преобразования. Для записи лучше всего использовать электродинамический или конденсаторный микрофон, рассчитанный на сопротивление нагрузки от 600 Ом до 10 кОм. В некоторых дешевых звуковых платах микрофон подключается к линейному входу.

Разъем для джойстика/MIDI. Для подключения джойстика используется 15-контактный D-образный разъем. Два его контакта можно использовать для управления устройством MIDI, например клавишным синтезатором. (В этом случае необходимо приобрести Y-образный кабель.) Некоторые звуковые платы для устройств MIDI имеют отдельный разъем. В современных компьютерах порт для джойстика может иногда находиться на системной плате или на отдельной плате расширения. В этом случае при подключении игрового контроллера необходимо уточнить, какой именно используется в текущей конфигурации операционной системы. В некоторых новейших аудиоадаптерах и встроенных звуковых системах этот разъем отсутствует, поскольку новое поколение игровых манипуляторов подключается к разъему USB
IF (SP/DIF). Этот разъем (Sony/Philips Digital Interface) используется для передачи цифровых аудиосигналов между устройствами без их преобразования к аналоговому виду. Некоторые производители интерфейс SPDIF называют Dolby Digital. Типичное расположение внешнее устройство.

Замечание
В соединителях SPDIF используются кабели со стандартным разъемом RCA, имеющие волновое сопротивление, равное 75 Ом (как и кабели составного видеосигнала). Это позволяет использовать кабели составного видеосигнала, имеющие разъемы RCA, с соединителями SPDIF. Несмотря на то что звуковые кабели тоже оснащены разъемами RCA, их волновое сопротивление меньше, что ограничивает их использование в таком качестве.

CD SPDIF. Этот разъем предназначен для подключения накопителя CD-ROM к звуковой плате с помощью интерфейса SPDIF. Типичное расположение задняя панель аудиоадаптера.

Вход TAD. Разъем для подключения модемов с поддержкой автоответчика (Telephone Answering Device) к звуковой плате. Типичное расположение задняя панель аудиоадаптера.

Цифровой выход DIN. Этот разъем предназначен для подключения многоканальных цифровых акустических систем. Типичное расположение внешнее устройство.

Вход Aux. Обеспечивает подключение к звуковой карте других источников сигнала, например телетюнера. Типичное расположение задняя панель аудиоадаптера.

Вход I2S. Позволяет подключать к звуковой карте цифровой выход внешних источников, например DVD. Типичное расположение задняя панель аудиоадаптера.

Порт USB. Позволяет подключать звуковую плату к акустической системе USB, игровым контроллерам и другим USB-устройствам. В первом аудиоадаптере со встроенными портами USB Hercules Game Theater XP поддерживается только интерфейс USB 1.1. Тем не менее следующие версии этой модели будут оснащены USB 2.0. Типичное расположение внешнее устройство.

IEEE-1394. Посредством этого разъема к звуковой плате подключаются цифровые видеокамеры, сканеры, жесткие диски и другие устройства. В разъем SB 1394 аудиоадаптера Sound Blaster Audigy можно подключать как устройства ШЕЕ-1394, так и устройства, поддерживающие новый стандарт Creative Labs SB 1394. Типичное расположение дополнительная панель или внешнее устройство.
Критерии выбора звуковой платы

Несмотря на то что к широким звуковым возможностям компьютеров все уже привыкли, требования к используемым звуковым устройствам существенно возросли, что повлекло за собой необходимость повышения мощности аппаратных средств. Унифицированное мультимедийное аппаратное обеспечение, используемое сегодня в большинстве компьютеров, не может в полной мере считаться совершенной мультимедийной системой, включающей следующие свойства:

реалистичный объемный звук в компьютерных играх;

высококачественный звук в DVD-фильмах;

распознавание речи и голосовое управление;

создание и запись звуковых файлов форматов MIDI, MP3, WAV и CD-Audio.
Минимальные требования, предъявляемые к звуковым платам

Для полноценного участия в компьютерных баталиях следует обратить внимание на описанные ниже возможности звуковых плат.

Поддержка трехмерного звука, реализованная в наборе микросхем. Выражение трехмерный звук означает, что звуки, соответствующие происходящему на экране, раздаются дальше или ближе, за спиной или где-то в стороне. Microsoft DirectX 8/9.x включает в себя поддержку трехмерного звука, однако для этого лучше использовать аудиоадаптер с аппаратно встроенной поддержкой трехмерного звука.

DirectX 8/9.x может использоваться наряду с другими API трехмерного звука, к которым относятся, например, EAX и EAX 2.0 компании Creative, 3D Positional Audio компании Sensaura и технология A3D ныне не существующей компании Aureal.

D-звуковое ускорение. Звуковые платы с наборами микросхем, поддерживающими эту возможность, имеют достаточно низкий коэффициент загрузки процессора, что приводит к общему увеличению скорости игр. Для получения наилучших результатов воспользуйтесь наборами микросхем, поддерживающих ускорение наибольшего числа 3D-потоков; в противном случае при обработке трехмерного звука центральный процессор может столкнуться с определенными трудностями, что в конечном счете скажется на скорости игры. Это особенно важно для систем с частотой процессора менее 1 ГГц или при работе с высоким разрешением и глубиной цвета (от 1024?768/32 бит).

Игровые порты, поддерживающие игровые контроллеры с силовой обратной связью. Если компьютерные игры недостаточно корректно работают с контроллерами USB или игровые контроллеры с силовой обратной связью используют только сам игровой порт, проверьте его настройки.
Оценка качества звукового адаптера

Для оценки качества звукового адаптера используется три параметра:

диапазон частот;

коэффициент нелинейных искажений;

отношение сигнал/шум.

Частотная характеристика определяет тот диапазон частот, в котором уровень записываемых и воспроизводимых амплитуд остается постоянным. Для большинства звуковых плат этот диапазон составляет от 30 Гц до 20 кГц.

Коэффициент нелинейных искажений характеризует нелинейность звуковой платы, т. е. отличие реальной кривой частотной характеристики от идеальной прямой, или, проще говоря, коэффициент характеризует чистоту воспроизведения звука. Каждый нелинейный элемент является причиной искажения. Чем меньше этот коэффициент, тем выше качество звука. Этот коэффициент может различаться для аудиоадаптеров с одинаковым набором микросхем. Модели с дешевыми компонентами зачастую имеют значительные искажения, что ухудшает качество звука.

Отношение сигнал/шум характеризует силу звукового сигнала по отношению к фоновому шуму (шипению). Чем больше показатель (в децибелах), тем лучше качество воспроизведения звука. Например, аудиоадаптер Sound Blaster Audigy имеет отношение 100 дБ, в то время как более старая звуковая плата характеризуется отношением 90 дБ.

Перечисленные факторы имеют важное значение для всех сфер применения аудиоадаптеров от воспроизведения файла WAV до распознавания речи. Не забывайте о том, что дешевые микрофон и акустическая система могут свести на нет все преимущества дорогого аудиоадаптера.
33)Последовательная шина USB. Принципы функционирования.
USB универсальная последовательная шина, предназначенная для подключения периферийных устройств. Шина USB представляет собой последовательный [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] передачи данных для среднескоростных и низкоскоростных периферийных устройств.
Для подключения периферийных устройств к шине USB используется четырёхпроводный кабель, при этом два провода в дифференциальном включении используются для приёма и передачи данных, а два провода для питания периферийного устройства. Благодаря встроенным линиям питания, USB позволяет подключать периферийные устройства без собственного источника питания (максимальная сила тока, потребляемого устройством по линиям питания шины USB, не должна превышать 500 мА).
К одному контроллеру шины USB можно подсоединить до 127 устройств через цепочку [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
В настоящее время широко используются устройства, выполненные в соответствии со спецификацией USB 2.0. Ведётся разработка спецификации USB 3.0.
спецификации для USB 1.0 были представлены в ноябре 1995 года. На тот момент для подключения внешних периферийных устройств к персональному компьютеру использовалось несколько «традиционных» интерфейсов:
PS/2;
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ];
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ];
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Изначально планировалось, что USB заменит все эти интерфейсы.
Компьютер «Bondi blue» [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] от [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], представленный 6 мая 1998 года, был первым компьютером, в котором USB порты были представлены без «традиционных»
Спецификация USB 2.0 была опубликована в апреле 2000 года, и в конце 2001 года эта версия была стандартизирована USB Implementers Forum. USB 2.0 является обратно совместимой со всеми предыдущими версиями USB.
USB 1.0
Спецификация выпущена в ноябре 1996 года.
Технические характеристики:
два режима передачи данных:
режим с высокой пропускной способностью (Full-Speed)  12 Мбайт/с
режим с низкой пропускной способностью (Low-Speed)  1,5 Мбайт/с
максимальная длина кабеля для режима с высокой пропускной способностью  3 м [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
максимальная длина кабеля для режима с низкой пропускной способностью  5 м [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
максимальное количество подключённых устройств (включая размножители)  127
возможно подключение устройств, работающих в режимах с различной пропускной способностью к одному контроллеру USB
напряжение питания для периферийных устройств  5 В
максимальный ток, потребляемый периферийным устройством  500 мA
USB 1.1
Спецификация выпущена в сентябре 1998 года. Исправлены проблемы и ошибки, обнаруженные в версии 1.0. Первая версия, получившая массовое распространение.
USB 2.0
USB 2.0 отличается от USB 1.1 введением режима Hi-speed.
Для устройств USB 2.0 регламентировано три режима работы:
Low-speed, 101500 Кбит/c (используется для интерактивных устройств: клавиатуры, мыши, джойстики)
Full-speed, 0,512 Мбит/с (аудио-, видеоустройства)
Hi-speed, 25480 Мбит/с (видеоустройства, устройства хранения информации)
USB OTG

USB OTG ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] от On-The-Go)  дальнейшее расширение спецификации USB 2.0, предназначенное для лёгкого соединения периферийных USB-устройств друг с другом без необходимости подключения к ПК. Например, цифровой фотоаппарат можно подключать к фотопринтеру напрямую, если они оба поддерживают стандарт USB OTG. К моделям КПК и коммуникаторов, поддерживающих USB OTG, можно подключать некоторые USB-устройства. Обычно это флэш-накопители, цифровые фотоаппараты, клавиатуры, мыши и другие устройства, не требующие дополнительных драйверов. Этот стандарт возник из-за резко возросшей в последнее время необходимости надёжного соединения различных USB-устройств без использования ПК. В данной спецификации устройства обходятся без персонального компьютера, то есть выступают как одноранговые приёмопередатчики (на самом деле только создаётся такое ощущение). В действительности же устройства определяют, какое из них будет мастер-устройством, а какое  подчиняемым. Одноранговым интерфейс USB быть не может.
USB wireless  новейшая технология USB (официальная спецификация стала доступна только в мае [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] года). Позволяет организовать беспроводную связь с высокой скоростью передачи информации (до 480 Мбит/с на расстоянии 3 метра и до 110 Мбит/с на расстоянии 10 метров).
23 июля 2007 года USB Implementers Forum (USB-IF) объявила о сертификации шести первых потребительских продуктов с поддержкой Wireless USB
Кабели и разъёмы USB 1.0 и 2.0
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Тип А тип Вmini тип В
Спецификация 1.0 регламентировала два типа разъёмов: A на стороне контроллера или концентратора USB и B на стороне периферийного устройства. В последствии были разработаны миниатюрные разъёмы для применения USB в переносных и мобильных устройствах, получившие название Mini-B. Новая версия миниатюрных разъёмов, называемых Micro-USB, была представлена USB Implementers Forum 4 января 2007 года.
Размеры разъёмов: USB Тип A 4x12 мм, USB Тип B 7x8 мм, USB mini A и USB mini B 2x7 мм.
В отличие от многих других стандартных типов разъёмов, для USB характерны долговечность и механическая прочность.
Сигналы USB передаются по двум проводам четырёхпроводного кабеля.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Размещение проводников
Номер контакта
Обозначение
Цвет провода

1
V BUS
красный

2
D
·
белый

3
D+
зелёный

4
GND
чёрный

Здесь GND  цепь «корпуса» для питания периферийных устройств, VBus  +5 В, так же для цепей питания. Данные передаются по проводам D+ и D
· дифференциально (состояния 0 и 1 (в терминологии официальной документации diff0 и diff1 соответственно) определяются по разности потенциалов межу линиями более 0,2 В и при условии, что на одной из линий (D
· в случае diff0 и D+ при diff1) потенциал относительно GND выше 2,8 В.[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Дифференциальный способ передачи является основным, но не единственным (например, при инициализации устройство сообщает хосту о режиме, поддерживаемом устройством (Full-Speed или Low-Speed), подтягиванием одной из линий данных к V_BUS через резистор 1.5 кОм (D
· для режима Low-Speed и D+ для режима Full-Speed, устройства, работающие в режиме Hi-Speed, ведут себя на этой стадии как устройства в режиме Full-Speed). Так же иногда вокруг провода присутствует волокнистая обмотка для защиты от физических повреждений.[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Недостатки USB
Хотя пиковая пропускная способность USB 2.0 составляет 480 Мбит/с (60 Мбайт/с), на практике обеспечить пропускную способность, близкую к пиковой, не удаётся. Это объясняется достаточно большими задержками шины USB между запросом на передачу данных и собственно началом передачи. Например, шина [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] хотя и обладает меньшей пиковой пропускной способностью 400 Мбит/с, что на 80 Мбит/с меньше, чем у USB 2.0, в реальности позволяет обеспечить бо
·льшую пропускную способность для обмена данными с жёсткими дисками и другими устройствами хранения информации.
34. Конвейерная архитектура процессора. Принцип функционирования. Факторы снижающие эффективность конвейерной архитектуры.
Конвейерная архитектура (pipelining) была введена в центральный процессор с целью повышения быстродействия. Этот принцип подразумевает, что в каждый момент времени процессор работает над различными стадиями выполнения нескольких команд, причем на выполнение каждой стадии выделяются отдельные аппаратные ресурсы. По очередному тактовому импульсу каждая команда в конвейере продвигается на следующую стадию обработки, выполненная команда покидает конвейер, а новая поступает в него.
При последовательной обработке время выполнения N команд составит:
Tпосл = N*(TIF + TID + TOR + TEX + TWB) = 5TЧN
При конвейерной обработке время выполнения N команд составит:
Tконв = 5T + (N-1) Ч T
При достаточно длительной работе конвейера его быстродействие будет существенно превышать быстродействие, достигаемое при последовательной обработке команд. Это увеличение будет тем больше, чем меньше длительность такта конвейера и чем больше количество выполненных команд.
Сокращение длительности такта достигается, в частности, разбиением выполнения команды на большое число этапов, каждый из которых включает в себя относительно простые операции и поэтому может выполняться за короткий промежуток времени.
Факторы, снижающие эффективность конвейера:
простой конвейера, когда некоторые ступени не используются (работа с ОЗУ не нужна, если команда работает с регистрами);
ожидание: если следующая команда использует результат предыдущей, то последняя не может начать выполняться до выполнения первой;
очистка конвейера при попадании в него команды перехода (проблема решается «предсказаниями переходов»).
Некоторые современные процессоры имеют более 30 ступеней в конвейере, что увеличивает производительность процессора, однако приводит к большому времени простоя (например, в случае ошибки в предсказании условного перехода).
35. Принципы функционирования струйных принтеров.
Принципы печати.
Термоструйная технология. Для нанесения картинки или текста на бумагу чернила резко нагревают, и они, расширяясь, вылетают наружу, отпечатываясь на бумаге. Печатающая головка bubble jet обладает терморезисторами на дюзах, которые нагреваются до 400oC при получении электрического импульса. Чернила, находящиеся в дюзах нагреваются, расширяются и мгновенно выдавливаются в виде маленькой капли на бумагу. Спустя несколько сотых секунды терморезистор остывает и образуемый вакуум отсасывает новые чернила из картриджа в эту полость. Достоинством данной технологи является несомненная дешевизна печатающей головки. Срок ее работы органичен и обычно она совмещается с картриджем. Такой принцип печати используют большинство производителей. Недостатком является практически неуправляемый "взрывной" процесс выталкивания капли и, как следствие, возникновение вокруг точки "тумана" - крошечных капелек.
Пьезоэлектрическая технология использует свойство пьезокристаллов изменять свою форму под воздействием электричества. Капля чернил образуется при подаче напряжения на пьезоэлемент, который прогибается, давит на канал с чернилами и выталкивает каплю чернил наружу. Затем пьезоэлемент приходит в исходное состояние, и новая порция чернил засасывается в канал. Достоинством такого способа печати является малый размер капли и управляемый процесс ее формирования, а как следствие - малый размер точки и отсутствие дополнительных капелек. Недостатком - то, что такая головка стоит очень дорого. Правда если пользоваться фирменными чернилами, то она служит долго и по расходным материалам такой принтер получается дешевле других (если конечно и на них используются фирменные расходные материалы).
Улучшение:
Одним из наиболее эффективных способов повышения производительности струйного принтера является переход к использованию неподвижной печатающей головки. В этом случае носитель равномерно движется под печатающей головкой, через сопла которой на его поверхность наносится изображение. Такой подход позволяет решить две важные задачи: упростить конструкцию печатающего механизма (а следовательно, повысить его надежность) и обеспечить значительно более высокую скорость движения носителя (и соответственно производительность принтера) при той же частоте выброса капель через сопла головки.
Использование: Цветные распечатки, изготовление шаблонов OLED-матриц.
Чернила: Все цвета можно получить сложением красного, зеленого и синего на фоне черного (модель RGB) либо вычитанием (из белого) голубого, пурпурного и желтого. Последний тип раскраски выбран в струйных принтерах. Чернила должны удовлетворять как минимум двум условиям – быть влаго- и светостойкими, кроме того, желательно, чтобы из них можно было формировать микроскопические капли.

36. Параллельная архитектура

Архитектура фон Неймана обладает тем недостатком, что она последовательная. Какой бы огромный массив данных ни требовалось обработать, каждый его байт должен будет пройти через центральный процессор, даже если над всеми байтами требуется провести одну и ту же операцию. Этот эффект называется узким горлышком фон Неймана.
Для преодоления этого недостатка предлагались и предлагаются архитектуры процессоров, которые называются параллельными. Параллельные процессоры используются в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Возможными вариантами параллельной архитектуры могут быть (по классификации Флинна): [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - один поток команд, один поток данных; [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - один поток команд, много потоков данных; [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - много потоков команд, один поток данных; [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - много потоков команд, много потоков данных.
37Принципы функционирования лазерных принтеров.
Принцип печати:
Данные из компьютера поступают принтер. Тонкий луч лазера светит на зеркало, которое вращается с высокой скоростью. Отраженный луч через систему зеркал и призму попадает на барабан. Точки, которые на бумаге должны получиться темными, разряжаются светом лазерного луча. Заряды на освещенных течках поверхности барабана нейтрализуются благодаря фотопроводящим свойствам барабана. Таким образом, на поверхности барабана формируется скрытое электростатическое изображение.
Затем на фотобарабан наносится тонер мельчайший красящий порошок. Так как тонер и фотобарабан заряжены отрицательно, то частицы тонера притянутся только к разряженным лазером областям фотобарабана. Специальное плавающее (как в бритвах) резиновое лезвие счищает излишки тонера.
Далее участок барабана с тонером прокатывается по листу бумаги, который подается снизу еще одним валиком, тоже заряженным. Электростатическое поле переносит тонер на лист бумаги, после чего лист прокатывается между двух нагретых до 200 градусов барабанов.При такой температуре частицы тонера намертво вплавляются в бумагу.
Внизу, рядом с подающим бумагу валиком, расположена мощная лампа вытянутой формы. Она нужна для того, чтобы поддерживать на подающем валике постоянный заряд. Этот заряд притягивает частицы тонера и способствует переносу изображения с фотобарабана на бумагу.
Еще одно лезвие и валик готовят фотобарабан к следующему рабочему циклу: счищают остатки использованного тонера и заново заряжают барабан.
38. Суперскалярная архитектура.

ССА – это способность выполнения нескольких машинных инструкций за один такт процессора. Существенно увеличивает производительность.
Матричный процессор (array processor) состоит из большого числа процессоров, выполняющих одну и ту же последовательность команд применительно к разным наборам данных. Первым в мире таким процессором был ILLIAC IV.
Векторный процессор (vector processor). Как и матричный, он чрезвычайно эффективен при выполнении последовательности операций над парами элементов данных. Однако в отличие от матричного процессора, все операции сложения выполняются в одном блоке, имеющем конвейерную структуру.
Оба типа процессоров работают с массивами данных. Система из нескольких параллельных процессоров, имеющих общую память, называется мультипроцессором.
Мультипроцессоры с небольшим числом процессоров (< 256) разрабатывать достаточно просто. Создание больших мультипроцессоров сложно, т.к. их надо связать с общей памятью. Поэтому многие разработчики отказались от идеи разделения памяти и стали создавать системы без общей памяти, состоящие из большого числа взаимосвязанных компьютеров, у каждого из которых имеется собственная память. Такие системы называются мультикомпьютерами.
39. Стандарты MPEG
Ко
·дек (codec coder/decoder (кодировщик/декодировщик) или compressor/decompressor) устройство или программа, способная выполнять преобразование данных или сигнала.
Идеи MPEG-компрессии
устранение временной избыточности видео, так как в пределах коротких интервалов времени большинство фрагментов сцены оказываются неподвижными или незначительно смещаются по полю; устранение пространственной избыточности изображений подавлением мелких деталей сцены, несущественных для ее визуального восприятия человеком; использование более низкого цветового разрешения при YUV-представлении изображений (Y -яркость, U и V - цветоразностные сигналы) - установлено, что глаз менее чувствителен к пространственным изменениям оттенков цвета по сравнению с изменениями яркости; повышение информационной плотности результирующего цифрового потока путем выбора оптимального математического кода для его описания (например, использование более коротких кодовых слов для наиболее часто повторяемых значений).
MPEG-последовательности могут быть следующих типов:  I (intra), играющие роль опорных при восстановлении остальных изображений по их разностям; Р (predicted), содержащие разность текущего изображения с предыдущим 1 или Р с учетом смещений отдельных фрагментов; В (bidirectionally predicted), содержащие разность текущего изображения с предыдущим и последующим изображениями типов 1 или Р с учетом смещений отдельных фрагментов;
Изображения объединяются в группы - минимальные повторяемые наборы последовательных изображений, которые могут декодированы независимо от других изображений в последовательности. Типичной является группа вида I0 В1 В2 РЗ В4 В5 Р6 В7 В8 Р9 В10 В11)(I12 В13 В14 Р15 В16 В17 Р18..., I-тип повторяется каждые полсекунды.
В РЗ основная часть сцены предсказывается на основании соответствующих смещенных фрагментов изображения I0. Собственно кодированию подвергаются только разности этих пар фрагментов. Р6 "строится" из РЗ, Р9 - из Р6 и т.д. В то же время большинство фрагментов В1 и В2 предсказываются как полусумма смещенных фрагментов из I0 и РЗ, В4 и В5 -из РЗ и Р6, В7 и В8 - из Р6 и Р9 и т.д. В-изображения не используются для предсказания никаких других изображений.
Точность кодирования должна быть максимальной для I, ниже - для R и минимальной - для В.
Установлено, что для типичных сцен хорошие результаты достигаются при отведении числа бит для I в 3 раза больше, чем для Р, и для Р в 2-5 раз больше, чем для В.
Эти отношения уменьшаются для динамичных сцен и увеличиваются для статичных.
Отдельные изображения состоят из макроблоков.
Макроблок - это основная структурная единица фрагментации изображеия. Он соответствует участку изображения размером 16х16 пикселей.
Общее число макроблоков в изображении - 396.
Преобразование макроблоков I-изображений. Все макроблоки I-изображения являются опорными (имеют тип intra) и подвергаются независимому преобразованию. Оно начинается с DCT каждого из шести блоков макроблока. Двумерное DCT определяется как13 EMBED Equation.3 1415
По физическому смыслу DCT сводится к представлению изображения в виде суммы (ко)синусоидальных гармоник (волн), значения F определяют амплитуды этих гармоник, а координаты m,n - их частоты.
Преобразование макроблоков Р-изображений Макроблоки Р-изображений могут быть :
опорные (intra), кодируемые согласно уже описанной схеме, предсказываемые (predicted), у которых формируются и аналогичным образом преобразуются разности текущего макроблока и подобного ему (смещенного) макроблока из предыдущего I- или Р-изображения.
Опорные блоки обычно требуют для своего кодирования существенно больше информации, но и обеспечивают более высокую точность при восстановлении. Очевидно, что в основном в Р-изображениях присутствуют макроблоки второго типа.
Макроблоки В-изображений могут быть следующих типов –
опорные (intra), кодируемые сами по себе,
предсказываемые вперед ( forward predicted) на основании предыдущего изображения,
предсказываемые назад ( backward predicted) на основании последующего изображения,
интерполируемые (interpolated) как полусумма обоих предсказаний.
Кодеру предстоит сложная работа с рассмотрением множества различных вариантов и выбора компромиссного между длиной кода и качеством восстанавливаемого изображения.
Ошибки В-изображений в отличие от I- и Р- не накапливаются. Более того, за счет быстрой смены изображений эти случайные ошибки менее заметны.
Стандарт описывает лишь общие принципы компрессии, оставляя детали для изготовителей кодеров
В основе алгоритма заложены особенности восприятия изображения человеком.
Глаз человека намного лучше воспринимает градации яркости, чем цветности; градации одних цветов воспринимаются лучше, других - хуже.
Чаще на экране показывается неподвижный фон и несколько движущихся объектов. Поэтому достаточно лишь передать информацию о базовом кадре, а затем передавать кадры, содержащие информацию о движущихся объектах.
Еще один принцип, который применяется при компрессии изображения в стандарте MPEG2 - это отбрасывание малозначимой информации, аналогичный принципам, используемым в графическом формате JPEG.
Стандарт MPEG-2 [Moving Picture Experts Group][/b] Стандарт MPEG-2 был специально разработан для кодирования ТВ сигналов вещательного телевидения. Он позволяет получить полную четкость декодированного ТВ изображения
Идея стандарта MPEG4 заключается не в стандартизации одного продукта, а в объединении нескольких подстандартов из которых поставщики могут выбрать один, наиболее соответствующий их задачам.
Стандарт H.264/AVC/MPEG-4 Part 10 содержит ряд новых возможностей, позволяющих значительно повысить эффективность сжатия видео по сравнению с предыдущими стандартами,
Использование сжатых ранее кадров в качестве опорных более гибко, чем в предыдущих стандартах. Позволяется использование до 32 ссылок на другие кадры
Независимость порядка воспроизведения изображений и порядка опорных изображений. В предшествующих стандартах устанавливалась жесткая зависимость
Независимость методов обработки изображений и возможности их использования для предсказания движения. В предшествующих стандартах изображения, (например, В-кадры), не использовались в качестве опорных
Компенсация движения с переменным размером блока (от 16x16 до 4x4 пикселя) позволяет крайне точно выделять области движения.
40. КЭШ. Цели и задачи. Способы замещения данных.
Кэш - высокоскоростное запоминающее устройство небольшой емкости для временного хранения данных, более шустрое, чем основная память, но не адресуемое непосредственно и невидимо для программиста.
Цели и задачи КЭШа: обеспечение быстрого доступа к интенсивно используемым данным; согласование интерфейсов процессора и контроллера памяти; упреждающая загрузка данных; отложенная запись данных.
Обеспечение быстрого доступа к интенсивно используемым данным.
Архитектурно кэш расположен между процессором и основной оперативной памятью. Поэтому, чтоб не терять производительность при чтении ОЗУ, в КЭШе хранятся часто используемые данные.
Согласование интерфейсов процессора и контроллера памяти.
«Ячейка памяти» в понятии современных процессоров представляет собой как правило байт. А минимальной порцией обмена с физической оперативной памятью является пакет, состоящий по меньшей мере из четырех 64 разрядных ячеек. Получив пакет данных из оперативки, кэш позволяет процессору обрабатывать эти данные с любой разрядностью.
Упреждающая загрузка данных.
В КЭШ данные можно записывать по-разному.
Загрузка по требованию (простейший метод), предписывает обращаться к основной памяти только после того, как затребованных процессором данные не окажется в кэше (то есть, попросту говоря, после возникновения кэш-промаха). Плюс метода: в кэш попадают действительно нужные данные. Минус метода: при первом обращении к ячейке, процессору придется очень долго ждать, около 20 тактов системной шины.
Опережающая загрузка. Предположив, что данные из ОЗУ обрабатываются последовательно в порядке возрастания адресов, кэш-контроллер, перехватив запрос на чтение первой ячейки, в порядке собственной инициативы загружает некоторое количество ячеек, последующих за ней. Если данные действительно обрабатываются последовательно, то остальные запросы процессора будут выполнены практически мгновенно
Интеллектуальная загрузка. На основе КЭШ-промахов КЭШ-контроллер угадывает зависимость запроса данных и по ней загружает КЭШ заранее.
Отложенная запись данных. Можно накапливать данные в КЭШе пока он не заполнится, а потом разом записать содержимое в память. Это ликвидирует задержки и значительно увеличивает производительность подсистемы памяти.

Стратегия замещения - Поиск наименее нужных данных. Типы стратегий: Можно принимать решение, основываясь на количестве обращений к каждой порции данных (частотный анализ); можно – на времени последнего обращения, выбрав ту, к которой дольше всего не обращались (алгоритм LRU – Least RecentlyUsed); можно – на времени загрузки из основной памяти, вытеснив ту, которая была загружена раньше всех (алгоритм FIFO – First Input First Output); а можно так: на кого судьба ляжет – ту и вытеснять.
41)Организация кластера ЭВМ. Преимущества кластерной организации многомашинного комплекса
42)Триггер. Таблица истинности. Одно и двухпортовая ячейка статической памяти.


43. Основные характеристики динамической памяти. Тайминги.

Тайминги ОЗУ – записанные по порядку значения временных задержек. От них зависит пропускная способность участка "процессор-память" и, как следствие, быстродействие всей системы. Каждая цифра тайминга означает задержку, связанную с обработкой сигнала в процессе доступа к памяти, измеряемую в ТАКТАХ. 2-3-2-6. Вот к примеру такие тайминги. Рассмотрим их по порядку
CAS Latency Time (иногда обозначается SDRAM Cycle Length). Задержка между получением команды на чтение и её выполнением. Чем меньше эта латентность (2 такта, хотя изредка встречается и 1,5 такта), тем быстрее работа памяти.
Trp (или SDRAM Precharge Time) определяет количество циклов, необходимых для того, чтобы во всех ячейках заданной строки накопился заряд перед тем, как их содержимое будет обновлено (регенерация памяти).
Trcd (или - RAS-to-CAS Delay) - временной интервал между сигналами выбора строки и столбца RAS и CAS, поскольку архитектура SDRAM не позволяет подавать их одновременно. Эта задержка возникает, когда происходит запись или чтение памяти.
Tras (Active to Precharge или SDRAM Cycle Time). Это время, в течение которого банк памяти остается открытым и не требует перезарядки. Допустимы значения 5 или 6 тактов (для частоты 100 или 133 МГц).
Также для ОЗУ существует множество подтаймингов, которые обычно не указываются производителем и не представляют для пользователей никакого интереса.
Параметры ОЗУ – объем, напряжение питания, тайминги, тип памяти (DDR1, DDR2, и т.д.), рабочие частоты.

44. Принцип функционирования жидкокристаллического монитора. Типы жидкокристаллических мониторов. Особенности и характеристики. Достоинства и недостатки.

Две главные особенности ЖК: молекула ЖК переориентируется во внешнем электро поле и изменяет поляризацию проходящего светового потока.
В пассивной матрице точка изображения активируется подачей напряжения на проводники-электроды строки и столбца. Так как электрическое поле возникает на всем протяжении проводника, оно немного подсвечивает соседние пиксели, что препятствует достижению высокого контраста.
TN (Twisted Nematic)-матрицы. При подаче напряжения кристаллы сворачиваются в спираль. Крайние кристаллы не точно параллельны поверхности. Оттого TN-матрицы не обладают большой контрастностью. При взгляде вдоль ее оси и под углом оптические характеристики спирали сильно различаются. Поэтому TN матрицы не обладают большими углами обзора.
IPS (In-Plane Switching)-матрицы. Разработаны для устранения проблем TN-матриц - маленьких углов обзора и низкого качества цветопередачи. При подаче на ячейку напряжения все кристаллы поворачиваются на 90 градусов, причем, в отличие от TN, в активном состоянии панель пропускает свет, а в пассивном (при отсутствии напряжения) - нет, так что при выходе из строя тонкопленочного транзистора соответствующий пиксел всегда будет черным. Оба электрода находятся на одной пластине. Электроды занимают большую площадь, нежели в TN-матрицах, что снижает контрастность и яркость матрицы.
PVA (Patterned Vertical Alignment)-матрицы производит только Samsung
Каждый пиксель состоит из двух доменов, работающих синхронно. Кристаллы в доменах ориентированы по-разному. Если кристаллы одного домена будут развернуты так, что будут пропускать свет, то кристаллы соседнего домена окажутся под углом к ним и свет задержат. Когда надо отобразить белый цвет все кристаллы располагаются почти параллельно плоскости матрицы. Поэтому PVA матрицы демонстрируют высокую контрастность и большой угол обзора. Как и у IPS-матриц, в выключенном состоянии пиксель не пропускает свет, а потому битые пиксели на PVA-матрицах выглядят черными точками.

TN-матрицы обладают самым малым временем отклика. TN - самая дешевая из технологий производства ЖК-матриц. TN-матрицы не обладают ни большими углами обзора, ни высокой контрастностью, ни качественной цветопередачей. Все эти свойства делают их пригодными для несложной офисной работы.
Мониторы на IPS-матрицах демонстрируют очень хорошие углы обзора и отличную цветопередачу. Благодаря лучшей цветопередаче среди ЖК матриц, IPS-матрицы подходят для дизайнеров и фотографов, работающих с видео и фото материалами.
PVA матрицы имеют высокую контрастность и широкие углы обзора. Благодаря этому мониторы c PVA матрицей будут разумным выбором для работы с текстом, с чертежной графикой.

Для производства больших цветных дисплеев в настоящее время широко используются ЖКИ на основе TFT (тонкопленочные транзисторы).


В TFT-панели TFT работает как выключатель. Вывод затвора TFT подключен к линии сканирования, вывод истока соединен с линией данных, а вывод стока с Clc и Сst. Когда затвор активизирован (выбран на линии сканирования), канал TFT открывается и данные об изображении записываются в Clc и Cst. Если затвор не выбран, TFT закрыт.

Формирование цвета в TFT-панели:
Свет проходит через цветовой фильтр, интегрированный в верхнее цветное стекло. Путем регулировки соотношения светопропускания элементов RGB получают необходимое количество разнообразных цветов пикселя.
Превосходства мониторов LCD над CRT. LCD-дисплеи легче и занимают меньше места. LCD-дисплеи не генерируют магнитные поля и не подвержены их влиянию. LCD-мониторы менее хрупки. LCD-мониторы потребляют меньше энергии. Высокое разрешение при большой четкости. Нет «муара».
Превосходства мониторов CRT над LCD: LCD-дисплеи заточены под одно разрешение, LCD-дисплеи плохо переносят экстремальные температуры. LCD-панели имеют ограниченный угол обзора, LCD-мониторы имеют большую склонность к дрожанию, чем CRT-дисплеи.


45. Принцип функционирования плазменного монитора. особенности и характеристики. Достоинства и недостатки

Принцип работы: управление разрядом разреженного газа (ксенона или неона), находящегося в ионизированном состоянии. Пиксель состоит из 3 субпикселей RGB. Субпиксель - это микрокамера с флюоресцирующим веществом определенного цвета на стенках. Пиксели находятся в точках пересечения прозрачных управляющих электродов, образующих прямоугольную сетку.
Зажигание пикселя:
На ортогональные питающий и управляющий электроды, в точке пересечения которых находится нужный пиксель, подается высокое управляющее переменное напряжение прямоугольной формы. Газ в ячейке переходит в состояние плазмы. Ионы и электроны попеременно собираются у электродов, по разные стороны камеры, в зависимости от фазы управляющего напряжения. Для «поджига» на сканирующий электрод подается импульс. Происходит разряд  часть заряженных ионов отдает энергию в виде излучения квантов света в ультрафиолетовом диапазоне (в зависимости от газа). Флюоресцирующее покрытие в зоне разряда начинает излучать свет в видимом диапазоне, который и воспринимает наблюдатель. 97% вредного для глаз УФ поглощается наружным стеклом.
Яркость свечения люминофора определяется величиной управляющего напряжения.
Плюсы: высокая яркость и контрастность изображения; Устройство получается достаточно тонким. Минусы: высокая потребляемая мощность, возрастающая при увеличении диагонали монитора; низкая разрешающая способность, обусловленная большим размером элемента изображения; проблемы с цветопередачей актуальны, как и для всех решений, отличных от ЭЛТ
Кроме этого, свойства люминофорных элементов быстро ухудшаются, и экран становится менее ярким, поэтому срок службы плазменных мониторов ограничен 10000 часами.
46)Организация хранения данных на магнитных дисках
47)Методы повышения надежности магнитных дисков

48)Основные особенности системной шины PCI. Сравнение с PCI-express.

Разработчики шины поставили своей целью создать принципиально новый интерфейс, который бы не являлся усовершенствованиями других технологий (как, например EISA), не зависел от платформы (то есть мог работать с будущими поколениями процессоров), имел высокую производительность и был дешев в производстве. Благодаря отказу от использования шины процессора шина PCI оказалась не только процессоронезависимой, но и могла работать самостоятельно, не обращаясь к последней с запросами. Например, процессор может работать с памятью, в то время как по шине PCI передаются данные. Основополагающим принципом шины PCI является применение так называемых мостов (Bridges), которые осуществляют связь шины с другими компонентами системы (например, PCI to ISA Bridge). Другой особенностью является реализация так называемых принципов Bus Master и Bus Slave. Например, карта PCI-Master может как считывать данные из оперативной памяти, так и записывать их туда без обращения к процессору. Карта PCI-Slave (например, графический контроллер) может только считывать данные.

Особенности шины PCI:
1) Синхронный 32-х или 64-х разрядный обмен данными (правда, насколько мне известно, 64-разрядная шина в настоящее время используется только в Alpha-системах и серверах на базе процессоров Intel Xeon, но, в принципе, за ней будущее). При этом для уменьшения числа контактов (и стоимости) используется мультиплексирование, то есть адрес и данные передаются по одним и тем же линиям
2) Шина поддерживает метод передачи данных, называемый linear burst (метод линейных пакетов). Этот метод предполагает, что пакет информации считывается (или записывается) одним куском, то есть адрес автоматически увеличивается для следующего байта. Естественным образом при этом увеличивается скорость передачи собственно данных за счет уменьшения числа передаваемых адресов
3) В шине PCI используется совершенно отличный от ISA способ передачи данных. Этот способ, называемый способом рукопожатия (handshake), заключается в том, что в системе определяется два устройства: передающее (Iniciator) и приемное (Target). Когда передающее устройство готово к передаче, оно выставляет данные на линии данных и сопровождает их соответствующим сигналом (Iniciator Ready), при этом приемное устройство записывает их (данные) в свои регистры и подает сигнал Target Ready, подтверждая запись данных и готовность к приему следующих. Установка всех сигналов производится строго в соответствии с тактовыми импульсами шины
4) Относительная независимость отдельных компонентов системы. В соответствии с концепцией PCI передачей пакета данных управляет не CPU, а мост, включенный между ним и шиной PCI (Host Bridge Cashe/DRAM Controller). Процессор может продолжать работу и тогда, когда происходит обмен данными с RAM. То же происходит и при обмене данными между двумя другими компонентами системы
5) Низкая нагрузка на процессор. Эта особенность вытекает из предыдущей
6) Частота работы шины 33 MHz или 66 MHz позволяет обеспечить широкий диапазон пропускных способностей (с использованием пакетного режима):
o 132 МВ/сек при 32-bit/33 MHz
o 264 MB/сек при 32-bit/66 MHz
o 264 MB/сек при 64-bit/33 MHz
o 528 МВ/сек при 64-bit/66 MHz
7) При этом для работы шины на частоте 66 MHz необходимо, чтобы все периферийные устройства работали на этой частоте
8) Поскольку шина процессора и шина расширения PCI соединены с помощью главного моста (Host Bridge), то последняя может работать с CPU последующих поколений
9) Полная поддержка multiply bus master (например, несколько контроллеров жестких дисков могут одновременно работать на шине)
10) Поддержка 5V и 3.3V логики. Разъемы для 5 и 3.3V плат различаются расположением ключей
11) Поддержка write-back и write-through кэша
12) PCI приспособлена для распознавания аппаратных средств и анализа конфигурации системы в соответствии со стандартом Plug&Play, разработанным корпорацией Intel. Спецификация шины PCI определяет три типа ресурсов: два обычных (диапазон памяти и диапазон ввода/вывода, как их называет компания Microsoft) и configuration space - конфигурационное пространство. Оно состоит из трех регионов:
o Заголовка, независимого от устройства (device-independent header region)
o Региона, определяемого типом устройства (header-type region)
o региона, определяемого пользователем (user-defined region)
13) Спецификация шины позволяет комбинировать до восьми функций на одной карте (например, видео+звук и прочее)
14) Шина позволяет устанавливать до 4 слотов расширения, однако возможно использование моста PCI to PCI для увеличения их количества
15) PCI-устройства оборудованы таймером, который используется для определения максимального промежутка времени, в течении которого устройство может занимать шину
16) При разработке шины в ее архитектуру были заложены передовые технические решения, позволяющие использовать шину в будущем и модернизировать ее.
49. Организация прерываний.

Назначение системы прерываний - реакция на события, внутри и вне ЭВМ. Обеспечивается реализацией специальной операции прерывания.
Операция прерывания – прекращение выполнения текущей программы и переключение процессора на выполнение программы, обслуживающей данную причину прерывания.
После обслуживания прерывания прерванная программа должна быть продолжена, с момента, в котором он была прервана. Для этого при прерывании программы необходимо сохранить всю информацию, необходимую для его возобновления (состояние процесса).
Эту информацию принято называть вектором состояния процесса. Для хранения вектора состояния процесса обычно используют специальную область ОП, организованную как стек.
Типовая структура программы обработчики прерывания: приостановка выполняемой программы по сигналу прерывания; сохранение используемых прерванной программой РОН и информации о текущем состояния процессора (регистр РП) в ОП; собственно обработка прерывания соответствующей программой; восстановление РОН и сохраненной информации о состоянии процессора из ОП; возобновление выполнения прерванной программы.
Процесс прерывания запускается либо по сигналам прерывания, либо по командам прерывания. Причины, по которым формируются сигналы прерываний, различны и делятся на внутренние и внешние.
Внешние причины – это события, которые возникают вне ЭВМ, (например во внешних устройствах)
Внутренние причины – это события, которые происходят внутри ЭВМ. Их можно разделить на два типа:
причины, при возникновении которых продолжение вычислительного процесса становится невозможным, или бессмысленным (переполнение, неправильный код, неправильный адрес и т.д.);
причины нормальные, естественные для вычислительного процесса (процессы ввода/вывода обычно используют прерывания, обращение к системным ресурсам).
Обслуживание прерываний
   Так как прерывание может повредить выполнению основной программы, процессор обладает системой защиты и контроля прерываний. Благодаря ей процессор может обрабатывать прерывания: сразу по приходу прерывания, откладывать их обработку на некоторое время или полностью их игнорировать используя механизм маскирования прерываний. Возможна другая ситуация, когда во время обработки одного прерывания поступит сигнал прерывания от другого или нескольких других устройств. Существуют два способа решения данной проблемы:
Первый – проводить прерывания в той последовательности, в которой приходят сигналы. Но это может привести к сбою в работе устройств, которые не могут долго простаивать. Второй - в присвоении каждому периферийному устройству определенного номера приоритета и использовать систему приоритетных прерываний, которая будет следить, что бы прерывания с более высоким приоритетом выполнялись раньше, чем с низким.
Существует две разновидности приоритета – относительный и абсолютный. При относительном более высокий приоритет не может прервать уже работающий более низкий, а при абсолютном - может. Назначение приоритетов осуществляется исходя, например, из динамики процессов: быстропротекающим процессам назначают более высокие приоритеты.


50. Адресация ПК в защищенном режиме.

Для получения операнда из памяти процессору необходимо знать селектор сегмента и смещение в сегменте. Селектор может быть указан непосредственно в коде инструкции или можно явно или неявно использовать значение одного из сегментных регистров. Под неявным - подразумевается то, что в зависимости от предназначения операнда процессор использует определенный сегментный регистр для обращения к памяти: CS - для выборки инструкций; SS - для работы со стеком или обращения к памяти через регистры ESP или EBP; ES - для получения адреса операнда-приемника в цепочечных командах; DS - при всех остальных обращениях к памяти.
Явное использование сегментных регистров возможно, если в код инструкции включается префикс смены сегмента.
Указание префикса смены сегмента допустимо не для всех команд: нельзя менять сегмент для команд работы со стеком (всегда используется SS), для цепочечных команд можно менять сегмент только операнда-источника (операнд-приемник всегда адресуется через ES).

51. Архитектура системы команд стекового типа

Обратная польская запись

в выражении отсутствуют скобки, а знак операции располагается не между операндами, а следует за ними
a=a+b+a*c обычная запись
a=ab+ac*+ польская

13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

Последовательность вычисления выражения а = ab+ac*+ на вычислительной машине со стековой архитектурой

К достоинствам АСК на базе стека следует отнести возможность сокращения части команд, поскольку все операции производятся через вершину стека то есть адреса операндов и результата в командах арифметической и логической обработки информации указывать не нужно. Код программы получается компактным. Достаточно просто реализуется декодирование команд.

Стек становится «узким местом» при повышении производительности.
Последние события в области ЭВМ свидетельствуют о возрождении интереса к стековой архитектуре. Связано это с популярностью языка Java и расширением сферы применения языка Forth, семантике которых наиболее близка именно стековая архитектура.




52. Архитектура системы команд аккумуляторного типа

Аккумуляторная архитектура - одна из первых. В ней для хранения одного из операндов арифметической или логической операции в процессоре имеется выделенный регистр аккумулятор. В этот же регистр заносится и результат операции. Адрес одного из операндов предопределен (аккумулятор), в командах нужно указать местоположение только второго операнда.
Изначально оба операнда хранятся в основной памяти, и до выполнения операции один из них нужно загрузить в аккумулятор. После выполнения команды обработки результат находится в аккумуляторе и, если он не является операндом для последующей команды, его требуется сохранить в ячейке памяти.
Аккумуляторная архитектура - популярна в ранних ЭВМ (PDP-8, IBM7090)
Для загрузки в аккумулятор содержимого ячейки Х предусмотрена команда загрузки load х. По этой команде информация считывается из ячейки памяти Х, выход памяти подключается к входам аккумулятора и происходит занесение считанных данных в аккумулятор. Запись содержимого аккумулятора в ячейку Х осуществляется командой сохранения store х, при выполнении которой выходы аккумулятора подключаются к шине, после чего информация с шины записывается в память.

53. Архитектура системы команд регистрового типа

Процессор включает в себя ряд регистров общего назначение (РОН). Их можно рассматривать как явно управляемый кэш для хранения недавно использовавшихся данных. Размер регистров обычно совпадает с размером машинного слова. К регистру можно обратиться, указав его номер. Количество РОН в архитектурах типа CISC обычно невелико (от 8 до 32), и для их адресации необходимо не более 5 разрядов, поэтому в командах можно указать номера 2, а то и 3 регистров (третий – для результата). Регистровая архитектура допускает расположение операндов как в основной памяти, так и в РОН. В рамках регистровых АСК выделяют три подвида команд обработки: регистр – регистр, регистр – память, память – память.
Вариант
Достоинства
Недостатки

Регистр-регистр
Простая реализации, фиксированная длина команд, простая модель формирования объектного кода при компиляции программ, возможность выполнения всех команд за одинаковое количество тактов
Большая длина объектного кода, из-за фиксированной длины команд часть разрядов в коротких командах не используется


Регистр-память
Данные могут быть доступны без загрузки в регистры процессора, простота кодирования команд, объектный код получается достаточно компактным
Потеря одного из операндов при записи результата, длинное поле адреса памяти в команды сокращает место под номер регистра, что ограничивает число РОН.


Память-память
Компактность объектного кода, малая потребность в регистрах для хранения промежуточных данных
Разнообразие форматов команд и времени их исполнения низкое быстродействие из-за обращения к памяти



Вариант «регистр-регистр» является основным в вычислительных машинах типа RISC.
Команды типа «регистр-память» характерны для CISC-машин. Вариант «память-память» считается неэффективным, хотя и остается в наиболее сложных моделях машин класса CISC. Операции загрузки регистров из памяти и сохранения содержимого регистров в памяти идентичны таким же операциям с аккумулятором. Отличие состоит в этапе выбора нужного регистра, обеспечиваемого соответствующими селекторами.


54. Преобразование логического адреса в физический

Смещение в сегменте (эффективный или исполнительный адрес - EA) может быть вычислено на основе значений регистров общего назначения и/или указанного в коде инструкции относительного смещения, при этом любой или даже несколько из указанных компонентов могут отсутствовать:

EA = BASE + (INDEX*SCALE) + DISPLACEMENT

Эфф. размер адреса
32
16

Base (база массива)
EAX, EBX, ECX, EDX, ESP, EBP, ESI, EDI
BX, BP

Index (индекс в массиве)
EAX, EBX, ECX, EDX, EBP, ESI, EDI
SI, DI

Scale (масштабный коэффициент)
1, 2, 4 или 8 (включается в код инструкции)
не используется (всегда 1)

Displacement (относительное смещение)
8- или 32-битное число непосредственно в коде инструкции
8- или 16-битное число непосредственно в коде инструкции



Таким образом, различные способы вычисления эффективного адреса формируют еще несколько режимов адресации:

EA=DISPLACEMENT (например, INC byte ptr [500h]);
EA=BASE (например, MOV AL,[BX] для операнда-источника);
EA=BASE+DISPLACEMENT (например, ADD AL,[ECX+1234h] для операнда-источника);
EA=BASE+(INDEX*SCALE) (например, SUB EAX,[EBX+ECX*2] для операнда-источника);
EA=INDEX*SCALE+DISPLACEMENT (например, MOV [EAX*4+TableOffset],BL для операнда-приемника);
EA=BASE+(INDEX*SCALE)+DISPLACEMENT (например, DEC dword ptr [EAX+ECX*2+200h]) и др.


55. Преобразование логического адреса в линейный

Преобразование логического адреса в линейный
Логический адрес состоит из двух элементов: селектор сегмента и относительный адрес (смещение). Селектор сегмента может быть либо непосредственно в коде команды, либо в одном из сегментных регистров. Смещение также может быть либо непосредственно в коде команды, либо вычисляться на основе значений регистров общего назначения.
Для вычисления линейного адреса процессор:
использует селектор сегмента для нахождения дескриптора сегмента;
анализирует дескриптор сегмента, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (сегмент доступен с текущего уровня привилегий) и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (смещение не превышает предел)
добавляет смещение к базовому адресу сегмента и получает линейный адрес.

Селектор - это 16-битный идентификатор сегмента.
Он содержит индекс дескриптора в дескрипторной таблице, бит определяющий, к какой [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] производится обращение (LDT или GDT), а также запрашиваемые права доступа к сегменту.

13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

Индекс выбирает один из 8192 дескрипторов в таблице дескрипторов. Процессор умножает значение этого индекса на восемь (длину дескриптора) и добавляет результат к базовому адресу таблицы дескрипторов. Таким образом получается линейный адрес требуемого дескриптора.
TI - индикатор таблицы определяет таблицу дескрипторов, на которую ссылается селектор: TI=0 означает глобальную дескрипторную таблицу (GDT), а TI=1 - используемую в настоящий момент локальную дескрипторную таблицу (LDT).
RPL - запрашиваемый уровень привилегий (Requested Privilege Level). Используется механизмом защиты.

Дескрипторные таблицы - это массивы памяти переменной длины, содержащие восьмибайтные элементы - дескрипторы.
Дескрипторная таблица может иметь длину от 8 байт до 64Кбайт и в каждой таблице может быть до 8192 дескрипторов.
Старшие 13 битов селектора используются как индекс в таблице дескрипторов. Эти таблицы обслуживает ОС, поэтому команды загрузки таблицы являются привилегированными командами.
Существуют две обязательных дескрипторных таблицы - глобальная дескрипторная таблица (Global Descriptor Table - GDT) и дескрипторная таблица прерывания (Interrupt Descriptor Table - IDT),- а также до 8191 локальных дескрипторных таблиц (Local Descriptor Table - LDT), из которых в один момент времени процессору доступна только одна.
Расположение дескрипторных таблиц определяется регистрами процессора GDTR, IDTR, LDTR. Регистры GDTR и IDTR - 6-байтные, они содержат 32 бита линейного базового адреса дескрипторной таблицы и 16 бит предела таблицы.

Дескриптор - это 8-байтная единица описательной информации, распознаваемая устройством управления памятью в защищенном режиме, хранящаяся в дескрипторной таблице.
Дескриптор сегмента содержит базовый адрес описываемого сегмента, предел сегмента и права доступа к сегменту.
В защищенном режиме сегменты могут начинаться с любого линейного адреса (который называется базовым адресом сегмента) и иметь любой предел вплоть до 4Гбайт.

------------------------Накрайняк нижеследующее выкинуть нах---------------------


Базовый адрес сегмента (Base Address) определяет место сегмента внутри линейного 4Гбайтного адресного пространства. Процессор объединяет три фрагмента базового адреса для формирования одного 32-разрядного значения.
Предел сегмента (Segment Limit) определяет размер сегмента. Задает максимальное (для сегментов стека - минимальное) смещение в сегменте, обращение по которому не вызывает нарушения общей защиты.
G - бит гранулярности (Granularity) определяет размер единиц, в которых интерпретируется поле предела. Если G=0, то граница интерпретируется в байтах, иначе в единицах по 4Кбайт.
D - размер по умолчанию (Default size). Задает разрядность данных по умолчанию : D=0 - 16 бит, D=1 - 32 бит.
AVL (available) - может использоваться по усмотрению системного программиста.
P - бит присутствия (Present). Если P =0, то данный дескриптор не может быть использован при трансляции адресов.
DPL - уровень привилегий дескриптора (Descriptor Privilege Level) используется механизмом защиты.
S - бит системного дескриптора (System): определяет, является ли данный сегмент системным (S=0) или же сегментом кода/данных (S=1).
Тип дескриптора (Type). Интерпретация этого поля зависит от вида дескриптора.
56)Режимы работы процессора с архитектурой х86

Защищенный режим (Protected Mode)
Основным режимом работы микропроцессора является защищенный режим. Ключевыми особенностями защищенного режима являются: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. В защищенном режиме программа оперирует адресами, которые могут относиться к физически отсутствующим ячейкам памяти, поэтому такое адресное пространство называется виртуальным. Размер виртуального адресного пространства программы может превышать емкость физической памяти и достигать 64Тбайт. Для адресации виртуального адресного пространства используется [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], в которой адрес состоит из двух элементов: селектора сегмента и смещения внутри сегмента. С каждым сегментом связана особая структура, хранящая информацию о нем, - дескриптор. Кроме "виртуализации" памяти на уровне сегментов существует возможность "виртуализации" памяти при помощи страниц - [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Страничная трансляция предоставляет удобные средства для реализации в операционной системе функций подкачки, а кроме того в процессорах P6+ обеспечивает 36-битную физическую адресацию памяти (64Гбайт).
Встроенные средства переключения задач обеспечивают многозадачность в защищенном режиме. Среда задачи состоит из содержимого регистров МП и всего кода с данными в пространстве памяти. Микропроцессор способен быстро переключаться из одной среды выполнения в другую, имитируя параллельную работу нескольких задач.

Для некоторых задач может эмулироваться управление памятью как у процессора 8086. Такое состояние задачи называется [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].

Защита задач обеспечивается следующими средствами: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Контроль пределов и типов сегментов обеспечивает целостность сегментов кода и данных.
Программа не имеет права обращаться к виртуальной памяти, выходящей за предел того или иного сегмента.
Программа не имеет права обращаться к сегменту данных как к коду и наоборот. Архитектура защиты микропроцессора обеспечивает 4 иерархических уровня привилегий, что позволяет ограничить задаче доступ к отдельным сегментам в зависимости от ее текущих привилегий.
Кроме того, текущий уровень привилегий задачи влияет на возможность выполнения тех или иных специфических команд (привилегированных инструкций).

Реальный режим (Real Mode)
В реальном режиме микропроцессор работает как очень быстрый 8086 с возможностью использования 32-битных расширений. Механизм адресации, размеры памяти и обработка прерываний (с их последовательными ограничениями) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] полностью совпадают с аналогичными функциями МП 8086. Имеется две фиксированные области в памяти, которые резервируются в режиме реальной адресации: область инициализации системы, область таблицы прерываний.
Ячейки от 00000h до 003FFH резервируются для векторов прерываний. Каждое из 256 возможных прерываний имеет зарезервированный 4-байтовый адрес перехода. Ячейки от FFFFFFF0H до FFFFFFFFH резервируются для инициализации системы.

Режим системного управления (System Management Mode)
Режим системного управления предназначен для выполнения некоторых действий с возможностью их полной изоляции от прикладного программного обеспечения и даже операционной системы.
Переход в этот режим возможен только аппаратно. Когда процессор находится в режиме SMM, он выставляет сигнал SMIACT#. Этот сигнал может служить для включения выделенной области физической памяти (System Management RAM), так что память SMRAM можно сделать доступной только для этого режима.
При входе в режим SMM процессор сохраняет свой контекст в SMRAM (контекст сопроцессора не сохраняется) по адресу SMM Base и передает управление процедуре, называемой обработчиком System Management Interrupt, по адресу SMM Base+8000h (по умолчанию SMM Base содержит значение 30000h).

57. Принципы функционирования DLP Проекторов. Преимущества и недостатки.
DLP-проекторы – основаны на DMD-матрице. На ее поверхности расположено множество микроскопических алюминиевых зеркал, поворачивающихся под воздействием видеосигнала на определенный угол, что приводит к изменению интенсивности света, отражающегося от зеркала (они освещаются мощной лампой). Зеркала имеют размер 16 х 16 мкм, а расстояние между их центрами составляет всего 17 мкм. Таким образом, активная поверхность занимает 90 % всей площади микросхемы, что увеличивает световую отдачу матрицы. Поворачиваются зеркала под управлением устройства статической памяти с произвольным доступом (SRAM).

Одной DMD-матрицей оснащается большинство DLP-проекторов, но существуют также двух- и трехматричные схемы. Система с двумя матрицами подразумевает разделение светового потока специальными призмами на две составляющие и пропускание его через фильтр с двумя секторами - желтым (смесь красного и зеленого) и фиолетовым (красный с синим). В таких проекторах применяются лампы с недостатком красной составляющей в цветовом спектре, они обладают повышенным сроком службы.
Система с тремя матрицами свет, проходя через призму, разделяется на три составляющих, каждой из которых соответствует одна DMD-матрица. Цветовые фильтры в таких проекторах уже не требуются.
Элементы системы: DLP-микросхема, Объектив, DMD-матрица, Формирующая линза, Светофильтр (RGB), Конденсорная линза, Источник света, Экран
DLP лучше воспроизводят черный цвет и в гораздо меньшей степени имеют "мозаичность" изображения, но при этом обладают меньшей насыщенностью.

НИК ПЕРЕРИСУЙ КАРТИНКУ ИЗ ПРЕЗЕНТАЦИИ – НАДО СОХРАНИТЬ ОБЩИЙ СМЫСЛ!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!



58. Основные этапы развития вычислительной техники
500 лет до н. э. – счеты
1623 – В. Шикарт описал устройство "часов для счета" - счетной машины с устройством установки чисел и валиками с движком и окном для считывания результата (только сложение и вычитание)
1822 - Бэббиджем была построена модель разностной машины, состоящая из валиков и шестерней, вращаемых вручную при помощи специального рычага. Конструкция разностной машины основывалась на использовании [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. У машины был довольно интересный способ вывода информации: результаты выдавливались стальным штампом на медной дощечке, что предвосхитило более поздние средства ввода-вывода перфокарты и компакт-диски. В ходе работы над разностной машиной у [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] возникла идея создания универсальной [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], которую он назвал аналитической и которая стала прообразом современного [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. В единую логическую схему Бэббидж увязал арифметическое устройство (названное им «мельницей»), регистры [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], объединенные в единое целое («склад»), и устройство ввода/вывода, реализованное с помощью [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] трёх типов. Перфокарты операций переключали машину между режимами сложения, вычитания, деления и умножения.
1860 - Герман ХОЛЛЕРИТ изобрел первую электрическую счетную машину (табулятор), считывавшую информацию с перфокарт.
1941 - Конрад Цузе (Konrad Zuse) в Германии завершает Z-3, первый в мире полностью программируемый компьютер. Машина представляла собой [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] вычислитель с ограниченной программируемостью, выполненный на основе [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. На таких же реле было реализовано и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Их общее количество составляло около 2200. Порядок вычислений можно было выбрать заранее, однако [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] отсутствовали. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] «Z3» составляла всего-навсего 5,33 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Одним из участников разработки одного из первых электронных компьютеров ENIAC в начале 40-х годов прошлого века был Джон фон Нейман. Им было предложено решение, согласно которому, во-первых совмещено представление программы и данных в памяти компьютера, во-вторых, следует использовать двоичную арифметику. Реализация этих предложений известна сейчас как фон-неймановская вычислительная машина Архитектура этой машины и сейчас используется в большинстве современных вычислительных машин, оказав существенное влияние на развитие вычислительной техники
В середине 60-х годов основанная в 1957 году компания DEC (Digital Equipment Corporation) разработала модель PDP-8. Это12-битный компьютер, главным достижением которого стала шина. Шина представляла собой набор параллельных проводов для связи компонентов компьютера. Такая структура с тех пор стала доминирующей во всех последующих компьютерах компании DEC (фирма продала около 50000 компьютеров модели PDP-8).
Появление кремневой интегральной схемы дало дальнейший толчок для развития компьютерной техники. Теперь уже на одну микросхему стало возможно помещать десятки транзисторов. Результатом такого прогресса стало появление семейств сходных вычислительных машин, выпускаемых большинством компьютерных компаний. Например, IBM-360.

Еще одним достижением стало мультипрограммирование.
В памяти компьютера теперь могло находиться несколько программ одновременно, при чем одна программа выполнялась, пока другая программа ждала окончания процесса ввода-вывода.

Продолжением развития кремневых интегральных схем стало появление сверхбольших схем в 80-х годах. Это позволило помещать на одну плату сотни тысяч и даже миллионы транзисторов, что привело к появлению компьютеров меньшего размера и с более высокой скоростью работы. Началась эра персональных компьютеров. Первый компьютер на базе серийного Intel 8086 в качестве центрального процессора появился в 1981 году.

В середине 80-х годов на смену компьютерам с полным набором команд пришли компьютеры с сокращенным набором команд














АЛУ

Блок
Управления

Вывод

Ввод

Память





Приложенные файлы

  • doc 25837540
    Размер файла: 3 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий