Томилин - ответы шпоры (1156317)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

1. Способы классификации архитектур ВС

1. По производительности

MIPS – million instruction per second – число инструкций, обрабатываемых процессором в секунду.

MFLOP – число операций (+, -, *, /) в секунду с плавающими числами с 64-х разрядной мантиссой.

2. Классификация по Флину

ОКОД (SISD) – классический вариант архитектуры фон Неймана (персоналки).

ОКМД (SIMD) – один поток команд несколько потоков данных. Одна команда выполняется сразу на нескольких процессорах со своей памятью.

В этой ситуации применяется маскирование процессора если не хочется, чтобы какой либо процессор выполнял ту или иную команду. (1970г. ILLIAC IV). Все такие машины имеют единственное устройство управления.

МКОД (MISD) – явление редкое, однако сюда можно отнести системы с общей памятью (SMP) – системы.

МКМД (MIMD) – несколько потоков команд, несколько потоков данных.

Многомашинные вычислительные системы, локальные сети, транспьютеры, современные МРР – системы.

3. По управлению потоками команд и данных.

Машины управляемые потоками команд.

Машины управляемые потоком данных.

Команда = КОП + аргументы + результат.

4. По системе команд.

CISC – команды (полное командное слово).

RISC – команды (сокращенное командное слово)

Редко используемые команды выполнены в виде макрокоманды.

Машины с длинным командным словом.

Команды разделенные на поля, каждое поле связана с функциональным устройством и каждое из этих устройств работает параллельно. (Рай для людей пишущих компиляторы. Здесь имеется необходимость строить график потока данных.)

SMP – общая память

MNP – разделенная память

NUMД – не равномерный доступ к памяти

MBK – многопроцессорный вычислительный комплекс

MNBK – многомашинный вычислительный комплекс

БЭСМ – 6 (ОКОД)

CRAY 1 (ОКОД – но векторная часть ОКОД)

Эльбрус – 2 (SMP MKMD)

ILIAC IV (ОКМД)

АС – 6 – МКМД

1. Управление потоками команд и потоками данных в ВС

(deta flaw) Машины, управляемые потоком данных обычно имеют несколько устройств работающих параллельно. На таких машинах распараллеливание будет наиболее эффективным.

(a + d) * c + d * (d + f * k) + a * b

В общем виде имеется график, где узлы – это данные, а дуги – операции над ними.

1. Уровни параллелизма обработки информации в ВС

1. Многомашинный параллелизм, многопроцессорный параллелизм, параллелизм на Параллелизм работы операционной памяти.

2. Параллелизм работы основных устройств процессора.

3. Параллелизм работы функциональных устройств (верт параллелизм)

4. Конвейерность в функциональных устройствах (горизонтальной параллелизм).

1. Структуры и примеры универсальных ЭВМ

В результате получили структуру близкую к совершенной, когда устройство постоянно работает.

Итак, что принципиального сделано:

1. Параллельность работы блоков памяти.

2. Параллельность работы основных устройств процессора.

3. Конвейер команд.

Слово в БЭСМ – 6 – 50 разрядов, по 2 старшим разрядам определяется команда это или данные

1. Конвейерность выполнения вычислений и обработки команд в ЭВМ

Принцип конвейера: сложная команда (N тактов) выполняется последовательно на конвейере из N независимо работающих функциональных устройств, каждое из которых выполняет элементарную операцию за 1 такт; при этом различные команды могут выполняться одновременно на различных стадиях конвейера. При полной загрузке конвейер за 1 такт принимает на исполнение 1 сложную команду и выдает 1 результат, несмотря на то, что команда выполняется за N тактов. Наилучшая загрузка конвейера достигается при использовании векторных команд.

1. Векторно-конвейерные ЭВМ

1. Команды из оперативной памяти выбираются блоками, буфер содержит N – блока.

2. Имеется приблизительно 16 векторных функциональных устройств.

Доступны следующие уровни параллелизма.

• параллельная работа ОП

• параллелизм работы основных устройств ЭВМ (УУ, АЛУ…)

• параллелизм работы функциональных устройств (вертикальный параллелизм)

• конвейерность в функциональных устройствах (горизонтальный параллелизм).

1. Типы и примеры многопроцессорных вычислительных комплексов (МВК)

1) ILLIAC – IV – (был сосздан в обном экз.) состоит из множества простых процессоров, которые объединины в решетку (64 проц.) произв. 300 МФЛП

SMP (общая память), MPP (распределенная память, работа с передачей сообщений), cc-NUMA (память физически разделенная по узлам, но логически общедоступная);
2) ЭЛЬБРУС – 2

Имеется одна OS в машине, общая память процессоры CISC и ядро планирует распределить по процессорам. Если бы был бы удачный коммутатор, то получили бы линейную производительность от числа процессоров.

1. Общая и распределенная память МВК

Системы с общей памятью: скорость обменов, простота программирования и перераспределения нагрузки. Системы с распределенной памятью: масштабируемость (до тысяч процессоров).

1. Способы объединения процессоров в МВК

Решетка, Коммутатор, В линейку, Кольцо, Гиперкуб

Пусть n – ранг гиперкуба, тогда число связей (рёбер) = n x 2^n-1

Максимальный транзит = n Проведём сравнение с полносвязанным графом число связей N (N – 1) - где N – число узлов

Максимальный транзит 1

Пусть N = 2^N, тогда

Чем плоха схема с коммутатором

1) Коммутатор медленное устройство

2) Коммутатор ненаращиваемое устройство

3) Сложный коммутатор много стоит

1. Классификация наборов команд ЭВМ. CISC и RISC архитектуры

CISC: много сложных команд; команды имеют разную длину и время выполнения; удобство для программиста (разработчика компилятора), но недостаточная эффективность исполнения команд процессором. Примеры: линия x86.
RISC: одинаковая длина и одинаковый формат команд; операндами команд могут быть только регистры; команды выполняют только простые действия (обычно за 1 такт); большое количество регистров общего назначения. RISC предоставляет компилятору большие возможности по оптимизации кода. Лидером в разработке микропроцессоров c полным набором команд (CISC - Complete Instruction Set Computer) считается компания Intel со своей серией x86 и Pentium. Эта архитектура является практическим стандартом для рынка микрокомпьютеров. Для CISC-процессоров характерно: сравнительно небольшое число регистров общего назначения; большое количество машинных команд, некоторые из которых нагружены семантически аналогично операторам высокоуровневых языков программирования и выполняются за много тактов; большое количество методов адресации; большое количество форматов команд различной разрядности; преобладание двухадресного формата команд; наличие команд обработки типа регистр-память.

Основой архитектуры современных рабочих станций и серверов является архитектура компьютера с сокращенным набором команд (RISC - Reduced Instruction Set Computer). Зачатки этой архитектуры уходят своими корнями к компьютерам CDC6600, разработчики которых (Торнтон, Крэй и др.) осознали важность упрощения набора команд для построения быстрых вычислительных машин. Эту традицию упрощения архитектуры С. Крэй с успехом применил при создании широко известной серии суперкомпьютеров компании Cray Research. Однако окончательно понятие RISC в современном его понимании сформировалось на базе трех исследовательских проектов компьютеров: процессора 801 компании IBM, процессора RISC университета Беркли и процессора MIPS Стенфордского университета.

1. Состав средств аппаратной поддержки работы операционных систем

1) Поддержка переключения процессов на процессоре

2) Поддержка управления оперативной памятью

3) Поддержка управления внешних устройств

4) Поддержка организации МВК и ММВК

1. Аппаратура прерывания ( желательно прерывания по таймеру)

Области упрятывания (информационные, поле задачи).

Специальные команды, которые производят упрятывание регистров и их последующее восстановление из оперативной памяти.

2. Поддержка страничной, сегментной, сегментно страничной.

Защита памяти.

3. Поддержка механизма каналов и шинного интерфейсов обращение к

внешним устройствам.

4. Организация взаимодействия процессоров между собой при помощи организации защиты памяти в системы с общей памятью.

Организация взаимодействий с коммутаторами или иными средствами связи. В ММВК – ко всему этому добавляется организация взаимодействий ОС между собой.

1. Аппаратура прерываний

Аппаратура прерываний в БЭСМ-6: В процессоре предусмотрены регистры ГРП (главный регистр прерывания) и РМ (регистр маски); каждому биту в этих регистрах соответствует 1 тип (причина) прерывания. Старшая половина ГРП отвечает за внутрипроцессорные прерывания (особые ситуации), младшая - за наличие. Маскированные (в соответствии с битом в РМ) прерывания игнорируются. В случае наличия 1 в каком-либо бите ГРП и разрешенности этого прерывания, все прерывания запрещаются и управление передается по фиксированному адресу (вызывается процедура-обработчик прерываний).

1) Регистровая аппаратура

– регистр прерывания.

Каждый бит означает, что возникло прерывание. Возможно прерывание 2-го уровня, тогда в регистре прерываний выставлена 1, которая означает, что прерывание произошло для регистра 2-го уровня.

Маскирование прерываний (аналогично)? регистру, но 1 означает запрещение прерывания. 1 на регистре 2-го уровня означает его запрещение целиком.

Флаг общего разрешения прерываний 1 означает – прерывания разрешены.

2)Буфер сообщений разрешения прерываний в оперативной памяти.

3) Области упрятывания. (Это необходимо, т. к. происходит переход на программную обработку прерывания. При этом:

1. упрятывание регистров.

2. Обработка прерывания. (В процессе обработки могут возникнуть ещё прерывания

3. Восстановление после обработки прерываний. В процессе восстановления должен стоять флаг запрета прерываний

1. Аппаратура многоуровневой защиты в ЭВМ.

1. Защита области внутри памяти.

2. Защита внутри каждой области памяти

Внутренняя центральная часть сильнее всего защищена. Обращаться к более высокому уровню защиты через его интерфейс.

Что для этого нужно:

PSW (тут была такая херня: 4 клеточки в ряд, в них написаны цифры 1…4)

1 – запрещение или разрешение прерывания во время обращения.

2 – текущий уровень.

3 – номер уровня защиты текущего.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ответов (шпаргалок)