Томилин - ответы шпоры (1156317), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

4 – номер уровня с которого обращались. При этом ОС контролирует

возможные ошибки.

1. Специальные регистры и команды процессора для поддержки обработки прерываний и переключения процессора.

1. ВОП – вектор прерываний

2. ВОМ – запоминается описательная область задачи (информационное

поле задачи).

Команды для поддержки обработки прерываний:

SAVECONTEXT – запоминает все регистры в область описания памяти

LOADCONTEXT – восстанавливает всё из памяти в регистры.

1. Аппаратная поддержка взаимодействия программных модулей

Пусть модули сидят в сегменте.

Сегмент 1 Сегмент 2

При этом один модуль обращается к другому сегменту и модулю.

При этом вместо того, что - бы целиком записать в ОП сегменты создаётся сегмент 1', который содержит связи, и называется (зоной связи), в которой если содержится 0, то происходит к другому модулю с переходом, а если стоит 1 то не происходит

1. Иерархия запоминающих устройств

Регистры ЦП - кэш L1 - кэш L2 - оперативная память - дисковая память - устройства резервного копирования.
Иерархия памяти современных компьютеров строится на нескольких уровнях, причем более высокий уровень меньше по объему, быстрее и имеет большую стоимость в пересчете на байт, чем более низкий уровень.

Каждый из этих устройств работает на несколько порядков медленное устройств с предыдущего уровня.

1. Организация памяти типа cache

Кэш - очень быстрая память сравнительно небольшого объема (обычно на статических микросхемах), логически располагающаяся между ЦП и оперативной памятью. Кэш состоит из строк (блоков небольшого размера); каждая кэш-строка, кроме блока информации, содержит адрес начала блока в оперативной памяти и тэги (в т.ч. признак "валидности" строки, бит модификации, информация LRU-алгоритма и др.).
Ассоциативный кэш: сли одна строка в оперативной памяти может быть отображена на одну из N кэш-строк, то число N есть ассоциативность кэша. Кэш с прямым отображением (direct mapped): каждая строка основной памяти может быть отображена только в одну фиксированную строку кэш-памяти.
Существуют несколько алгоритмов стратегий кэш-строк при кэш-промахах, в т.ч. случайная и LRU.
Существуют несколько стратегий записи, в т.ч. write-through (запись в кэш и одновременно в основную память) и write-back (запись в оперативную память только при сбросе кэш-строки). Эффективность использования кэш-памяти зависит от свойств временной и пространственной локальности обращений к памяти в конкретной программе (т.е. чем больше доля обращений к близким или повторяющимся адресам, тем ниже частота кэш-промахов).

Поскольку кэш-память SRAM работает быстрее, чем память DRAM, коэффициент кэш-попадания пропорционален эффективному времени ожидания всей системы памяти. Если обозначить коэфиициент кэш-попаданий через H, а время ожидания кэш-памяти и DRAM - через Tc и Tm соответственно, то эффективное (среднее) время ожидания системы памяти, включающей в себя кэш-память, определяется как

Teff= H * Tc + (1-H)*Tm

Увеличение скорости, связанное с наличием кэш-памяти, определяется как отношение Tm к Teff и эскпоненциально увеличивается с возрастанием H:

S=Tm/Teff = 1/(1-H(1-Tc/Tm))

1. Организация оперативной памяти. Односегментное отображение.

При этом защищается адрес начала и смотрится нет - ли обращения в интервал длинны т. е. От адреса начало до номера начала (?). При этом возникает фрагментация, когда есть свободная память, а ни одну новую задачу поставить нельзя. Если сегмента не хватает, приходиться применять ???????. Зато гибко организованна многопроцессорность.

1. Организация оперативной памяти. Сегментация.

Для любого обращения к памяти требует предварительного обращения к таблице сегментов. Для этого используются аппараты адресной трансляции, при таком подходе возникает очень сильная внутренняя фрагментаризация.

1. Страничная организация оперативной памяти.

Физическая память набора страниц одинакового размера. Страницы могут откачиваться во внешнюю память. При удачной организации подкачки страниц может наблюдаться повышение производительности.

Таблица страницы виртуальной памяти

1. Сегментно-страничная организация оперативной памяти.

При такой организации виртуальный адрес выглядит следующим образом:

1. Организация виртуальной памяти

Виртуальная память - адресное пространство задачи, т.е. память, адресуемая приложением. Является необходимым атрибутом многозадачной среды. Преимущества виртуальной памяти: защита данных операционной системы и задач от некорректных действий других программ; разделение небольшой физической памяти между задачами; ускорение запуска программ (нет необходимости загружать в память сразу весь код и данные). Виртуальные адреса преобразуются в физические с помощью специальной аппаратуры и таблиц трансляции; в случае, если запрашиваемых данных нет в оперативной памяти, срабатывает соответствующее прерывание, обрабатываемое диспетчером ОС.

1. Типы устройств внешней памяти и ввода-вывода

Внешние устройства – это вся периферия, например монитор.

Внешние запоминающие устройства:

Магнитный барабан – очень быстрое устройство для считывания, потому, что магнитная лента – в принципе не заменяемое устройство.

Магнитные диски – медленнее чем барабан, но при большем объеме памяти. Старт-стопный режим – данные посылаются в буфер где всё обрабатывается само. Нестандартный режим считывания происходит через определенный интервал. Пример: принтер, перфокарта. Если устройство ненадежно, то применяют коррекцию ошибок с помощью кода элемента.

1. Способы организации доступа к внешней памяти и устройствам ввода-вывода

Канал - устройство, служащее для организации обмена между памятью центральной ЭВМ и устройствами В/В; работает параллельно с ЦП. Канал обычно обслуживает несколько внешних устройств. Набор правил для сопряжения внешнего устройства с каналом называется интерфейсом канала. Стандартизация интерфейсов позволяет разрабатывать внешние устройства независимо от ЭВМ. Примеры интерфейсов: ISA, PCI, MCA. Непосредственное управление внешним устройством - функция контроллера.

1. Селекторные и мультиплексные каналы связи с периферией ЭВМ. Цикл работы устройства "Мультиплексный канал"

Селекторный канал в некоторый момент времени выбирает один из свох подканалов и полностью переключается на работу с соответствующим устройством. Селекторные каналы удобны при работе с "быстроговорящими" внешними устройствами (т.е. такими, у которых средняя скорость выдачи информации на интерфейс близка к пределной пропускной способности канала).
Мультиплексорный канал позволяет нескольким устройствам вести обмен одновременно. Такие каналы подходят для обслуживания относительно медленных внешних устройств.

Мультиплексный канал – одновременная работас "медленными" устройствами.

Байт мультиплексный режим все устройства опрашиваются поочереди и выбираются по байту.

Цикл работы Мультиплексного канала:

1. Считывание адресного слова i-го подканала.

2. Считывание управляющего слова i –го подканала

3. Выполнение объема байтом (блоком)

4. Изменение управляющего слова i –го подканала

5. Запись обратного управляющего слова i –го подканала

6. ( запись измененного адресного слова).

1. Использование шинной архитектуры для связи с периферией ЭВМ.

Имеется множество каналов у каждого слоя программа обмена.

1. Процессор сам непосредственно организует обмен. Централизованный подход.

2. Децентрализованный подход.

Общая шина. Обмен между устр. по шине организован так, что прцессор не останавливается на это время.

Дальше можно поручить ввод – вывод

Внешней машине ввода/вывода.

Может быть 1 процессор основной и несколько специализированных даже со своей памятью (например спец. проц. Для обмена, связи и т.п.).

1. Назначение и типы многомашинных вычислительных комплексов (ММВК). Примеры ММВК. Конвейеры ЭВМ в ММВК.

Предназначены для:

1. дублирования машин с целью повышения надежности вычислений.

2. параллелизм работы

3. конвейер ЭВМ для систем реального времени

Многомашинные вычислительные комплексы могут быть:

• локальными при условии установки компьютеров в одном помещении, не требующих для взаимосвязи специального оборудования и каналов связи;

• дистанционными, если некоторые компьютеры комплекса установлены на значительном расстоянии от центральной ЭВМ и для передачи данных используются телефонные каналы связи.

Пример 1. К ЭВМ типа мэйнфрейма, обеспечивающей режим пакетной обработки информации, подключена с помощью устройства сопряжения мини-ЭВМ. Обе ЭВМ находятся в одном машинном зале. Мини-ЭВМ обеспечивает подготовку и предварительную обработку данных, которые в дальнейшем используются при решении сложных задач на мэйнфрейме. Это локальный многомашинный комплекс.

Пример 2. Три ЭВМ объединены в комплекс для распределения заданий, поступающих на обработку. Одна из них выполняет диспетчерскую функцию и распределяет задания в зависимости от занятости одной из двух других обрабатывающих ЭВМ. Это локальный многомашинный комплекс.

Пример 3. ЭВМ, осуществляющая сбор данных по некоторому региону, выполняет их предварительную обработку и передает для дальнейшего использования на центральную ЭВМ по телефонному каналу связи. Это дистанционный многомашинный комплекс.

1. Организация передачи данных в ММВК с общедоступной памятью.

ПМ – 6 – канал 2 – го уровня

Способность канала 1-го уровня 2000 сообщ. по 100 бит в секунду.

При этом команда на передачу данных выглядит следующим образом:

1. Организация доступа к общей периферии в ММВК.

1. Организация суперЭВМ как ММВК.

Структура вычислительного модуля и коммуникаций МВС-100 или TMS с 4 линками

Соединение модулей между собой

При такой организации максимальная длина связи 5.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)