1 Статистические методы моделирования (метод Монте-Карло).

По способам отражения фактора времени модели делятся на статистические и динамические. В статистических моделях все зависимости относятся к одному моменту или периоду времени. Динамические модели характеризуют изменения экономических процессов во времени.

Метод Монте-Карло (метод статистических испытаний) – численный метод решения математических задач при помощи моделирования случайных чисел. Суть метода: посредством специальной программы на ЭВМ вырабатывается последовательность псевдослучайных чисел с равномерным законом распределения от 0 до1. Затем данные числа с помощью специальных программ преобразуются в числа, распределенные по закону Эрланга, Пуассона, Релея и т.д. Полученные таким образом случайные числа используются в качестве входных параметров экономических систем. При многократном моделировании случайных чисел определяем математическое ожидание функции и, при достижении средним значением функции уравнения не ниже заданного, прекращаем моделирование.

Статистические испытания (метод Монте-Карло) характеризуются основными параметрами:

 - заданная точность моделирования;

P – вероятность достижения заданной точности;

N – количество необходимых испытаний для получения заданной точности с заданной вероятностью.

Определим необходимое число реализаций N, тогда

(1 - ) будет вероятность того, что при одном испытании результат не достигает заданной точности ;

(1 - ) N – вероятность того, что при N испытаниях мы не получим заданной точности .

Тогда вероятность получения заданной точности при N испытаниях можно найти по формуле

Формула (19) позволяет определить заданное число испытаний для достижения заданной точности  с заданной вероятностью Р.Случайные числа получаются в ЭВМ с помощью специальных математических программ или спомощью физических датчиков. Одним из принципов получения случайных чисел является алгоритм Неймана, когда из одного случайного числа последовательно выбирается середина квадрата. Кроме того данные числа проверяются на случайность и полученные числа заносятся в базу данных. Физические датчики разрабатываются на электронных схемах и представляют собой генераторы белого (нормального) шума, то есть когда в спектральном составе шума имеются гармоничные составляющие с частотой F . Из данного белого шума методом преобразования получаются случайные числа.

2 СОМ – технология. Понятие интерфейса СОМ объекта. СОМ – технология.

В технологии СОМ приложение предоставляет для использования свои службы, применяя для этого объекты СОМ. Одно приложение содержит как минимум один объект. Каждый объект имеет один или несколько интерфейсов. Каждый интерфейс объединяет методы объекта, которые обеспечивают доступ к свойствам (данным) и выполнение операций. Обычно в интерфейсе объединяются все методы, выполняющие операции одного типа или работающие с однородными свойствами

Клиент получает доступ к службам объекта только через интерфейс и его методы. Этот механизм является ключевым. Клиенту достаточно знать несколько базовых интерфейсов, чтобы получить исчерпывающую информацию о составе свойств и методов объекта. Поэтому любой клиент может работать с любым объектом, независимо от их среды разработки. Согласно спецификации СОМ, уже созданный интерфейс не может быть изменен ни при каких обстоятельствах. Это гарантирует постоянную работоспособность приложений на основе СОМ, невзирая на любые модернизации.

Объект всегда работает в составе сервера СОМ. Сервер может быть динамической библиотекой или исполняемым файлом. Объект может иметь собственные свойства и методы или использовать данные и службы сервера.

Для доступа к методам объекта клиент должен получить указатель на соответствующий интерфейс. Для каждого интерфейса существует собственный указатель. После этого клиент может использовать службы объекта, просто вызывая его методы. Доступ к свойствам объектов осуществляется только через его методы. Предположим, что объект СОМ встроен в электронную таблицу и обеспечивает доступ к математическим операциям. Будет логично разделить математические функции на группы по типам и создать для каждой группы собственный интерфейс.

Взаимодействие между клиентом и объектом обеспечивается базовыми механизмами СОМ. При этом от клиента скрыто, где именно расположен объект: в адресном пространстве того же процесса, в'другом процессе или на другом компьютере. Поэтому с точки зрения разработчика клиентского ПО использование функций электронной таблицы выглядит как обычное обращение к методу объекта. Механизм обеспечения взаимодействия между удаленными элементами СОМ называется маршалингом (marshalling).

Сначала клиент обращается к библиотеке СОМ, передавая ей имя требуемого класса и необходимого в первую очередь интерфейса. Библиотека находит нужный класс и сначала запускает сервер, который затем создает объект — экземпляр класса. После этого библиотека возвращает клиенту указатели на объект и интерфейс. В последующей работе клиент может обращаться непосредственно к объекту и его интерфейсам.

После создания наступает очередь инициализации — объект должен загрузить необходимые данные, считать настройки из системного реестра и т. д. За это отвечают специальные объекты СОМ, которые называются моникерами (monikers). Они работают скрытно от клиента. Обычно моникер создается вместе с классом. Довольно реальной представляется ситуация, когда одновременно несколько клиентов обращаются к одному объекту. При соответствующих настройках для каждого клиента создается отдельный экземпляр класса. За выполнение этой операции отвечает специальный объект СОМ, который называется фабрикой класса.

Понятие интерфейса СОМ объекта

Интерфейс является средством, которое позволяет клиенту правильно обратиться к объекту СОМ, а объекту ответить так, чтобы клиент его понял.

Для идентификации каждый интерфейс имеет два атрибута. Во-первых, это его имя, составленное из символов в соответствии с правилами используемого языка программирования. Каждое имя должно начинаться с символа "I". Это имя используется в программном коде. Во-вторых, это глобальный уникальный идентификатор (Globally Unique IDentifier, GUID), который представляет собой гарантированно уникальное сочетание символов, практически не повторяемое ни на одном компьютере в мире. Для интерфейсов такой идентификатор носит название IID (Interface Identifier).

В СОМ описана реализация интерфейса на основе стандартного двоичного формата. Это обеспечивает независимость от языка программирования.

Каждый объект СОМ обязательно имеет интерфейс lUnknown. Этот интерфейс имеет всего три метода, но они играют ключевую роль в функционировании объекта.

Метод Queryinterface возвращает указатель на интерфейс объекта, идентификатор IID которого передается в параметре метода. Если такого интерфейса объект не имеет, метод возвращает Null.

Интерфейс IUnknown обеспечивает работу еще одного важного механизма объекта СОМ — механизма учета ссылок. Объект должен существовать до тех пор, пока его использует хотя бы один клиент. При этом клиент не может самостоятельно уничтожить объект, ведь с ним могут работать и другие клиенты. Поэтому при передаче наружу очередного указателя на интерфейс, объект увеличивает специальный счетчик ссылок на единицу. Если один клиент передает другому указатель на интерфейс этого объекта, то клиент, получающий указатель, обязан еще раз инкрементировать счетчик ссылок. Для этого используется метод AddRef интерфейса lunknown. При завершении работы с интерфейсом клиент обязан вызвать метод Release интерфейса lunknown. Этот метод уменьшает счетчик ссылок на единицу. После обнуления счетчика объект уничтожает себя.

3 Хараткристика принципа кэширования памяти: назначение и определение буфера и буферизации данных и команд.

Кэш-память (Cache Memory) – это сверхоперативная память, отличающаяся высоким быстродействием, являющаяся буфером между процессором и RAM.

Назначение кэш-памяти – сократить время ожидания процессора при обращении к относительно медленной памяти на микросхемах DRAM (сократить значение параметра Wait State). Кэш хранит копии блоков RAM (ОЗУ), к которым происходили последние обращения. В случае последующего обращения к этим блокам информация берется непосредственно из кэш-памяти. Кэш-память реализуется на микросхемах SRAM, характеризуемых временем доступа порядка 5-20 нс. Но т.к. статическая память пост­роена, как и процессор, на триггерных ячейках, эти микросхемы дороги и ограничены по информационной емкости (до 512 Кбайт). Компромиссом для построения экономичных и производительных систем явился иерархический способ построения оператив­ной памяти, пришедший в архитектуру PC с появлением процессора 386. Идея этого способа заключается в сочетании основной памяти большого объема на DRAM с относительно небольшой кэш-памятью на быстродействующих микросхемах SRAM. В современных ПК кэш-память организуется по двухуровневому принципу.

Внешняя кэш-память (L2 Cache – Level 2 Cache – кэш второго уровня) размещается на материнской плате (исключением является ПК на базе Pentium Pro, где синхронный L2 Cache интегрирован в одном корпусе с процессором). Внешний кэш строится на микросхемах SRAM и берет свое начало от материнской платы с процессором i80386, где он был единственным уровнем кэш-памяти. В современных ПК он может иметь объем до 2 Мбайт.Внутренняя кэш-память (L1 Cache – Level 1 Cache – кэш первого уровня) находится в составе процессора (начиная с i80486 и некоторых моделей i80386) и может иметь емкость 8, 16, 32 Кбайт. Ее назначение – согласовать по скорости работу процессора и внешней кэш-памяти Существуют два основных алгоритма записи данных из кэша в основную память: 1. Алгоритм сквозная запись WT – обеспечивает выполнение каждой операции записи (даже однобайтной), попадающей в кэшированный блок, одновременно и в строку кэша, и в основную память. При этом процессору при каждой операции записи придется ожидать окончания относительно длительной записи в основную па­мять. Алгоритм достаточно прост в реализации и легко обеспечивает целост­ность данных за счет постоянного совпадения копий данных в кэше и основной памяти.

2. Алгоритм обратная запись WB позволяет уменьшить количество операций записи на шине основной памяти. Если блок памяти, в который должна производиться запись, отображен и в кэше, то физическая запись сначала будет произведена в эту действительную строку кэша, и она будет отмечена как грязная (dirty), или модифицированная, то есть требующая выгрузки в основную память. Только после этой выгрузки (записи в основную память) строка станет чистой (clean), и ее можно будет использовать для кэширования других блоков без потери целостности данных. В основную память данные переписываются только целой строкой или непосредственно перед ее замещением в кэше новыми данными. Данный алгоритм сложнее в реализации, но существенно эффективнее, чем WT.

В зависимости от способа определения взаимного соответствия строки кэша и области основной памяти различают три архитектуры кэш-памяти: кэш пря­мого отображения (direct-mapped cache), полностью ассоциативный кэш (fully associative cache) и их комбинация — частично- или наборно-ассоциативный кэш (set-associative cache).

1. кэш пря­мого отображения – адрес памяти, по которому происходит обращение, однозначно определяет строку кэша, в которой может находиться требуемый блок. Память тегов должна иметь количество ячеек, = кол-ву строк кэша, а ее разрядность - достаточной, чтобы вместить старшие биты адреса кэшированной памяти.

2. полностью ассоциативный кэш – любая строка памяти может отображать любой блок памяти. Это увеличивает эффективность работы кэша. Все биты адреса кэшированного блока хранятся в памяти тега. 3. наборно-ассоциативный кэш – каждый блок кэшируемой памяти может претендовать на одну из нескольких строк кэша, объединенных в набор. Контроллер кэша принимает решение, в какую из строк набора поместить очередной блок данных. Для управления кэшированием на аппаратном уровне введены регистры, которые выполняют аппаратное управление кэшированием, и управление изменением порядка записи для определения областей памяти. С помощью этих регистров физической памяти может быть определено образование адресов с одинаковыми битами кэширования. Такое распределение позволяет оптимизировать операции с ОЗУ и с видеопамятью, с постоянной памятью и с адаптерами ввода-вывода.