extracted_text:
билет 24 тема 1
32 Иерархическая структура памяти ЭВМ:
типов.

 уровни иерархии, назначение ЗУ различных
Иерархическая структура памяти является традиционным решением проблемы хранения
большого количества данных. Она изображена на рис. 2.15. На самом верху находятся
регистры процессора. Доступ к регистрам осуществляется быстрее всего. Дальше идет
кэшпамять, объем которой сейчас составляет от 32 Кбайт до нескольких мегабайт. [1]
Иерархическая структура памяти машины позволяет сочетать хранение большого
объема информации с быстрым доступом к информации в процессе ее обработки, что
способствует повышению производительности ЦВМ. [2]
Назначение иерархической структуры памяти заключается в повышении функциональной
эффективности всей вычислительной системы. [3]
В иерархической структуре памяти может быть память гораздо большего объема, чем
основная оперативная память, но с существенно меньшим быстродействием. Память,
полученная в результате присоединения к ОП такой вспомогательной памяти, называется
большой памятью. Адресация вспомогательной памяти является продолжением адресов
ОП, так что большая память представляет собой память с прямой адресацией. [4]
При продвижении сверху вниз по пятиуровневой иерархической структуре памяти время
доступа возрастает. [5]
Техническая реализация этих требований возможна путем организации иерархической
структуры памяти ЭВМ ( рис. 4.2), объединяющей ЗУ различных типов, отличающихся
по быстродействию и емкости. [6]
ЭВМ, предназначенные для решения самых разнообразных задач, имеющие разветвленную
систему операций, иерархическую структуру памяти и развитую систему периферийных
устройств. [7]
Разработка микропрограмм и усложнение иерархической структуры памяти оказали
почти революционное влияние на принцип проектирования и внутренней организации
самих машин и их программного обеспечения. [8]
В качестве ЗУ микро  ЭВМ используются, как правило, две разновидности
полупроводниковой памяти, реализуемой на БИС ОЗУ и ДЗУ. Применение ДЗУ на БИС
для хранения программ обеспечивает эффективность систем автоматизации с микро  ЭВМ
при большом их тиражировании. В связи с тем что в настоящее время цикл работы ЗУ
значительно превышает время задержки логических элементов и быстродействие МП,
вводится иерархическая структура памяти. Верхний иерархический уровень занимает
внутренняя память МП, обладающая малой емкостью, но большой скоростью работы. [9]
Порядок перечисления устройств соответствует убыванию их быстродействия и
возрастанию емкости. Каждый уровень иерархии может содержать несколько экземпляров
( модулей) соответствующих устройств для получения нужной емкости данного уровня
памяти. На рис. 4.1 сплошными и штриховыми линиями показаны соответственно обычно и
сравнительно редко реализуемые пути передачи данных между отдельными ступенями
иерархической памяти. Иерархическая структура памяти позволяет экономически эффективно сочетать хранение больших объемов информации с быстрым доступом к
информации в процессе обработки. [10]
Рассмотрим более подробно некоторые особенности различных ЗУ в соответствии с
предложенной классификацией. Так как основные технические характеристики ЗУ
емкость и быстродействие, то каждое конкретное ЗУ при любом его физическом
исполнении обладает определенными значениями этих характеристик. С увеличением
быстродействия емкость уменьшается. При обработке экономической информации
требуется как высокое быстродействие, так и большая емкость. Техническая реализация
этих противоречивых требований возможна путем организации иерархической структуры
памяти, предполагающей объединение нескольких ЗУ различных типов, отличающихся по
емкости и быстродействию в общую память машины. [11]
Иерархическая структура памяти ЭВМ.
Требования к емкости и быстродействию памяти являются противоречивыми. Чем больше
быстродействие, тем технически труднее достигается и дороже обходится увеличение
емкости памяти. Стоимость памяти составляет значительную часть общей стоимости ЭВМ.
В общем случае ЭВМ содержит сверхоперативную память ( СОП) или местную память,
оперативную память, ( ОП), память с прямым доступом на магнитных барабанах и на
магнитных дисках, память с последовательным доступом на магнитных лентах. Порядок
перечисления устройств соответствует убыванию их быстродействия и возрастанию
емкости. Каждый уровень иерархии может содержать несколько экземпляров ( модулей)
соответствующих устройств для получения нужной емкости данного уровня памяти. На
рис. 4.1 сплошными и штриховыми линиями показаны соответственно обычно и
сравнительно редко реализуемые пути передачи данных между отдельными ступенями
иерархической памяти. Иерархическая структура памяти позволяет экономически
эффективно сочетать хранение больших объемов информации с быстрым доступом к
информации в процессе обработки. [12]

file_name: билет 24 тема 1.docx

intro:
Иерархическая структура памяти является традиционным решением проблемы хранения большого количества данных. Она изображена на рис. 2.15. На самом верху находятся регистры процессора. Доступ к регистрам осуществляется быстрее всего. Дальше идет кэш-память, объем которой сейчас составляет от 32 Кбайт до нескольких мегабайт. [1]
Иерархическая структура памяти машины позволяет сочетать хранение большого объема информации с быстрым доступом к информации в процессе ее обработки, что способствует повышению производительности ЦВМ. [2]

title: Лекция "Иерархическая структура памяти ЭВМ"


extracted_text:
билет 25 тема 1
33 Назначение и характеристики КЭШпамяти.
Одним из немаловажных факторов повышающих производительность процессора, является наличие
кэшпамяти, а точнее её объём, скорость доступа и распределение по уровням.
Уже достаточно давно практически все процессоры оснащаются данным типом памяти, что ещё раз
доказывает   полезность   её   наличия.   В   данной   статье,   мы   поговорим   о   структуре,   уровнях   и
практическом назначении кэшпамяти, как об очень немаловажной характеристике процессора.
Что такое кэшпамять и её структура
Кэшпамять – это сверхбыстрая память используемая процессором, для временного хранения данных,
которые наиболее часто используются. Вот так, вкратце, можно описать данный тип памяти.
Кэшпамять   построена   на   триггерах,   которые,   в   свою   очередь,   состоят   из   транзисторов.   Группа
транзисторов занимает гораздо больше места, нежели те же самые конденсаторы, из которых состоит
оперативная память. Это тянет за собой множество трудностей в производстве, а также ограничения в
объёмах.   Именно   поэтому   кэш   память   является   очень   дорогой   памятью,   при   этом   обладая
ничтожными   объёмами.   Но   из   такой   структуры,   вытекает   главное   преимущество   такой   памяти   –
скорость. Так как триггеры не нуждаются в регенерации, а время задержки вентиля, на которых они
собраны, невелико, то время переключения триггера из одного состояния в другое происходит очень
быстро. Это и позволяет кэшпамяти работать на таких же частотах, что и современные процессоры.
Кэширование памяти
Производительность   ПК   зависит   не   только   от   процессора.
  Большой   потенциал
производительности ПК связан с организацией и способом функционирования памяти. Важную роль
при этом играет кэшпамять.
Кэшпамять выполняет функцию буфера между процессором и оперативной памятью.
Буфер – область памяти, используемая для временного хранения информации.
Данные,   которые   процессор   уже   получил   из   оперативной   памяти,   остаются   в   быстрой   кэш
памяти, несмотря на то, что они уже обработаны. Подразумевается, что при обмене данными и при
выполнении большого числа операций процессор будет часто запрашивать одни и те же данные и
команды. При обращении микропроцессора к памяти сначала производится поиск нужных данных в
кэшпамяти.
При   отсутствии   кэшпамяти   данные   каждый   раз   считываются   из   относительно   медленной
оперативной памяти  компьютера. Процессор прерывает свою текущую работу и ждет, пока будут
получены необходимые данные для дальнейшей обработки.
При   наличии   кэшпамяти   данные   находятся   в   специально   предназначенной   для   процессора
исключительно быстрой памяти, и при их запросе циклы ожидания отсутствуют.
При управлении кэшпамятью речь идет не о простой памяти, организованной по принципу стека,
которая теряет старые данные, если в нее считываются новые. С помощью специальных алгоритмов,
наиболее простым из которых является алгоритм LRU (Least Recently Used –  алгоритм удаления
наиболее давно использовавшихся данных), чаще используемые данные хранятся в этой памяти доль
ше, чем другие. Благодаря этому необходимость доступа к основной памяти сводится к минимуму, и
компьютер в целом работает быстрей.
В современных компьютерах кэш обычно строится по двухуровневой схеме. Первичный кэш (LI
Cache) встроен во все процессоры класса 486 и выше; это внутренний кэш. Объем этого кэша невелик (832   Кбайт).   Чтобы   повысить   производительность,   для   данных   и   команд   часто   используется
раздельный   кэш   (так   называемая   Гарвардская   архитектура   –   противоположность   Принстонской,
использующей общую память для команд и данных). Вторичный кэш (L2 Cache) для процессоров 486
и Pentium является внешним (устанавливается на системной плате), а у Р6 и Pentium 4 располагается в
одной упаковке с ядром и подключается к специальной внутренней шине процессора, благодаря чему
обеспечивается работа на полной тактовой частоте процессора.
Кэшконтроллер должен обеспечивать когерентность (coherency) – согласованность данных кэш
памяти обоих уровней с данными в основной памяти при том условии, что обращение к этим данным
может   производиться   не   только   процессором,   но   и   другими   активными   (bus   master)   адаптерами,
подключенными к шинам (PCI, VLB, ISA и т. д.). Следует также учесть, что процессоров может быть
несколько, и у каждого может быть свой внутренний кэш.
Кэшпамять первого уровня, интегрированная внутри процессора, работает на полной внутренней
тактовой частоте процессора, кэшпамять второго уровня обычно работает на внешней тактовой
частоте процессора.
Принципы кэширования
Основная  память  компьютеров  реализуется на относительно  медленной динамической памяти
(DRAM), обращение к ней приводит к простою процессора – появляются такты ожидания (wait states).
Статическая память (SRAM), построенная, как и процессор, на триггерных ячейках, по своей природе
способна догнать современные процессоры по быстродействию и сделать ненужными такты ожидания
(или хотя бы сократить их количество). Разумным компромиссом для построения экономичных и
производительных   систем   явился   иерархический   способ   организации   оперативной   памяти.   Идея
заключается в сочетании основной памяти большого объема на DRAM с относительно небольшой кэш
памятью на быстродействующих микросхемах SRAM.
Кэш является дополнительным быстродействующим хранилищем копий блоков информации из
основной   памяти,   вероятность   обращения   к   которым   в   ближайшее   время   велика.   Кэш   не   может
хранить копию всей основной памяти, поскольку его объем во много раз меньше основной памяти. Он
хранит лишь ограниченное количество блоков данных и каталог (cache directory) – список их текущего
соответствия областям основной памяти. Кроме того, кэшироваться может не вся память, доступная
процессору.
 Кэш прямого отображения
В  кэшпамяти   прямого   отображения  адрес   памяти,   по   которому   происходит   обращение,
однозначно определяет строку кэша, в которой может находиться требуемый блок. Принцип работы
такого кэша поясним на примере несекторированного кэша объемом 256 Кбайт с размером строки 32
байта  и   объемом   кэшируемой  основной  памяти   64  Мбайт  –  типичный   кэш  системной  платы   для
Pentium. Структуру памяти в такой системе иллюстрирует рис. 5.
Кэшируемая основная память условно разбивается на страницы (в данном случае по 256
Кбайт), размер которых совпадает с размером кэшпамяти (256 Кбайт). Кэшпамять (и, условно,
страницы основной памяти) делятся на строки (256 Кбайт/32= 8 Кбайт строк). Архитектура прямого
отображения подразумевает, что каждая строка кэша может отображать из любой страницы
кэшируемой памяти только соответствующую ей строку (на рис. 5 они находятся на одном
горизонтальном уровне). Поскольку объем основной памяти много больше объема кэша, на каждую
строку кэша может претендовать множество блоков памяти с одинаковой младшей частью адреса
(смещением внутри страницы). Одна строка в определенный момент может, естественно, содержать
копию только одного из этих блоков. Номер (адрес) строки в кэшпамяти называется индексом
(index). Тег несет информацию о том, какой именно блок занимает данную строку (то есть старшая
часть адреса или номер страницы). Память тегов должна иметь количество ячеек, равное количеству
строк кэша, а ее разрядность должна быть достаточной, чтобы вместить старшие биты адреса кэшируемой памяти, не попавшие на шину адреса кэшпамяти. Кроме адресной части тега, с каждой
строкой кэша связаны биты признаков действительности и модифицированности данных. В начале
каждого обращения к кэшируемой памяти контроллер вначале считывает ячейку каталога с заданным
индексом, сравнивает биты адреса тега со старшими битами адреса памяти и анализирует признак
действительности. Этот анализ выполняется в специальном цикле слежения (snoop cycle), иногда его
называют циклом запроса (inquire). Если в результате анализа выясняется, что требуемого блока нет в
кэше, генерируется (или продолжается) цикл обращения к основной памяти (случай кэшпромаха). В
случае попадания запрос обслуживается кэшпамятью. В случае промаха после считывания основной
памяти приемником информации новые данные помещаются в строку кэша (если она чистая), а в ее
тег помещаются старшие биты адреса и устанавливается признак действительности данных.
Независимо от объема затребованных данных в кэш из основной памяти строка переписывается вся
целиком (поскольку признак действительности относится ко всем ее байтам). Если контроллер кэша
реализует упреждающее считывание (read ahead), то в последующие свободные циклы шины также
обновится и следующая строка (если она была чистой). Чтение «про запас» позволяет при
необходимости осуществлять пакетный цикл чтения из кэша через границу строки.
Такой   кэш  имеет  самую  простую  аппаратную  реализацию  и   применяется  во   вторичном  кэше
большинства   системных   плат.   Однако   ему   присущ   серьезный   недостаток,   вполне   очевидный   при
рассмотрении   рис.   5.   Если   в   процессе   выполнения   программы   процессору   поочередно   будут
требоваться   блоки   памяти,   смещенные   относительно   друг   друга   на   величину,   кратную   размеру
страницы (на рисунке эти блоки расположены на одной горизонтали в разных страницах), то кэш будет
работать интенсивно, но вхолостую (cache trashing). Очередное обращение будет замещать данные,
считанные в предыдущем и необходимые в следующем обращении, – т.е. будет сплошная череда кэш
промахов. Переключение страниц в многозадачных ОС также снижает количество кэшпопаданий, что
отражается на производительности системы. Увеличение размера кэша при сохранении архитектуры
прямого   отображения   даст   не   очень   существенный   эффект,   поскольку   разные   задачи   будут
претендовать на одни и те же строки кэша. Не увеличивая объема, можно повысить эффективность
кэширования изменением структуры кэша, о чем пойдет речь ниже.
Объем кэшируемой памяти (Мcached) при архитектуре прямого отображения определяется объемом
кэшпамяти (Vcache) и разрядностью памяти тегов (N):
Мcached = Vcache ∙ 2N, в нашем случае Мcached = 256 Кбайт ∙ 28 = 64 Мбайт.
Иногда в описании кэша прямого отображения фигурирует понятие набор (set), что может ввести
в заблуждение. Оно применяется вместо термина  строка  (line) в секторированном кэше прямого
отображения, а сектор тогда называют строкой. С набором (как и строкой несекторированного кэша)
связана информация о теге, относящаяся ко всем элементам набора (строкам или секторам). Кроме
того, каждый элемент набора (строка или сектор) имеет собственный бит действительности в кэш
каталоге
 Наборноассоциативный кэш
Наборноассоциативная   архитектура  кэша   позволяет   каждому   блоку   кэшируемой   памяти
претендовать на одну из нескольких строк кэша, объединенных в  набор (set). Можно считать, что в
этой   архитектуре   есть   несколько   параллельно   и   согласованно   работающих   каналов   прямого
отображения, где контроллеру кэша приходится принимать решение о том, в какую из строк набора
помещать очередной блок данных.
В простейшем случае каждый блок памяти может помещаться в одну из двух строк (Two Way Set
Associative Cache – двухканальный наборноассоциативный кэш). Такой кэш должен содержать два
банка памяти тегов (рис. 7). Номер набора (индекс), в котором может отображаться затребованный блок данных, однозначно
определяется средней частью адреса (как номер строки в кэше прямого отображения). Строка набора,
отображающая требуемый
52   блок, определяется сравнением тегов (как и в ассоциативном кэше), параллельно выполняемым
для всех каналов кэша. Кроме того, с каждым набором должен быть связан признак, определяющий
строку набора, подлежащую замещению новым блоком данных в случае кэшпромаха. Кандидатом на
замещение обычно выбирается строка, к которой дольше всего не обращались (алгоритм LRU– Least
Recently   Used).   При   относительно   большом   количестве   каналов   (строк   в   наборе)   прибегают   к
некоторому упрощению – алгоритм PseudoLRU для четырех строк (Four Way Set Associative Cache)
позволяет   принимать   решения,   используя   всего   3   бита.   Возможно   также   применение   алгоритма
замещения  FIFO  (первым  вошел  –  первым  вышел)  или  даже  случайного  (random)  замещения,  что
проще, но менее эффективно.
Наборноассоциативная   архитектура   широко   применяется   для   первичного   кэша   современных
процессоров. Объем кэшируемой памяти определяется так же, как и в предыдущем варианте, но здесь
фигурируют объем одного банка (а не всего кэша) и разрядность относящихся к нему ячеек тега.
 Ассоциативный кэш
В   отличие   от   предыдущих   у  полностью   ассоциативного   кэша  любая   его   строка   может
отображать   любой   блок   памяти,   что   существенно   повышает   эффективность   использования   его
ограниченного   объема.   При   этом   все   биты   адреса   кэшированного   блока,   за   вычетом   битов,
определяющих положение (смещение) данных в строке, хранятся в памяти тегов. В такой архитектуре
для   определения   наличия   затребованных   данных   в   кэшпамяти   требуется   сравнение   со   старшей
частью   адреса   тегов   всех   строк,   а   не   одной   или   нескольких,   как   при   прямом   отображении   или
наборноассоциативной   архитектуре.   Естественно,   последовательный   перебор   ячеек   памяти   тегов
отпадает – на это может уйти слишком много времени. Остается параллельный анализ всех ячеек, что
является   сложной   аппаратной   задачей,   которая   пока   решена   только   для   небольших   объемов
первичного кэша в некоторых процессорах. Применение полностью ассоциативной архитектуры во
вторичном кэше пока не предвидится.

file_name: билет 25 тема 1.docx

intro:
Одним из немаловажных факторов повышающих производительность процессора, является наличие кэш-памяти, а точнее её объём, скорость доступа и распределение по уровням.
Уже достаточно давно практически все процессоры оснащаются данным типом памяти, что ещё раз доказывает полезность её наличия. В данной статье, мы поговорим о структуре, уровнях и практическом назначении кэш-памяти, как об очень немаловажной характеристике процессора

информатика

group: Дисциплины

title: Лекция "Назначение и характеристики КЭШ-памяти."


extracted_text:
билет 26 тема 1  Состав основной памяти компьютера.
  Один из весьма важных параметров компьютера, заметно влияющий на его производительность,  это
оперативная память. Эта память энергозависимая. То есть при выключении питания все данные оттуда
пропадают. Но это не страшно, потому что оперативная память нужна только при работающем
компьютере. Хранить в ней чтолибо после выключения питания не актуально.Основная память
содержит оперативное (RAM – Random Access Memory – память с произвольным доступом) и
постоянное (ROM – ReadOnly Memory) запоминающие устройства.  Оперативное
запоминающее устройство предназначено для хранения информации (программ и данных),
непосредственно участвующей в вычислительном процессе на текущем этапе функционирования ПК.
    Основу ОЗУ составляют  большие интегральные схемы, содержащие
матрицы полупроводниковых запоминающих  элементов (триггеров). Запоминающие
элементы расположены на пересечении  вертикальных и горизонтальных шин матрицы; запись и
считывание информации осуществляются подачей электрических импульсов по тем шинам матрицы,
которые соединены с элементами, принадлежащими выбранной ячейке памяти.
     Конструктивно  элементы оперативной памяти выполняются в виде отдельных микросхем типа DIP
(Dual InLine Package – двухрядное расположение выводов) или в виде модулей памяти типа SIP
(Single InLine Package – однорядное  расположение выводов), или, что чаще, SIMM (Single In Line
Memory Module – модуль памяти с одноразрядным расположением выводов). Модули SIMM имеют
емкость 256 Кбайт, 1, 4, 8, 16 или 32 Мбайта, с контролем и без контроля четности хранимых битов;
могут иметь 30 («короткие») и 72 («длинные») контактные разъемы, соответствующие разъемам на
материнской плате компьютера. На материнскую плату можно установить  несколько (четыре и более)
модулей SIMM.  Постоянное запоминающее устройство также строится на основе установленных на
материнской плате модулей (кассет) и используется для хранения неизменяемой информации:
загрузочных программ операционной системы, программ тестирования устройств компьютера и
некоторых драйверов базовой системы вводавывода (BIOS – Base InputOutput System) и др. Из ПЗУ
можно только считывать информацию, запись информации в ПЗУ выполняется вне ЭВМ в
лабораторных условиях. Модули и кассеты ПЗУ имеют емкость, как правило, не превышающую
нескольких сот килобайт. ПЗУ  энергозависимое запоминающее устройство.
     В последние  годы  в некоторых ПК стали использоваться полупостоянные, перепрограммируемые
запоминающие устройства – FLASHпамять. Модули или карты FLASHпамяти могут
устанавливаться прямо в разъемы материнской платы и имеют следующие параметры: емкость от 32
Кбайт до 4 Мбайт, время доступа по считыванию 0,06 мкс, время записи 1 байта примерно 10 мкс;
FLASHпамять – энергозависимое запоминающее устройство.
    Для перезаписи информации необходимо подать на специальный вход FLASHпамяти напряжение
программирования (12В), что исключает возможность случайного стирания информации.
Перепрограммирование FLASHпамяти может выполняться непосредственно с дискеты или с
клавиатуры ПК при наличии специального контроллера либо с внешнего программатора,
подключаемого к ПК.
    FLASHпамять может быть полезной как для создания весьма быстродействующих, компактных,
альтернативных НЖМД запоминающих устройств – «твердотельных дисков», так и для замены ПЗУ,
хранящего программы BIOS, позволяя «прямо с дискеты» обновлять и заменять эти программы на
более новые версии при модернизации ПК.
     Структурно  основная память состоит из  миллионов отдельных ячеек памяти  емкостью 1
байт каждая. Общая емкость  основной памяти современных  ПК обычно лежит в пределах от 1 до 32
Мбайт. Емкость ОЗУ на один два порядка превышает емкость ПЗУ: ПЗУ занимает 128 (реже 256)
Кбайт, остальной объем – это ОЗУ.
   Логическая структура основной памяти. Существуют различные  типы микросхем памяти: SDRAM
(Synchronous Dynamic RAM); DDR SDRAM (синхронная память с двойной скоростью передачи
данных); RDRAM (Rambus DRAM), предназначенная для функционирования на более высоких
частотах, чем SDRAM, наиболее дорогая память. Память DDR SDRAM считается перспективной для
персональных компьютеров любого уровня.
      Каждая  ячейка памяти имеет свой уникальный (отличный от всех других) адрес. Основная память
имеет для ОЗУ и ПЗУ единое адресное пространство.
     Адресное пространство определяет максимально возможное количество непосредственно
адресуемых ячеек основной памяти. Адресное  пространство зависит от разрядности  адресных шин, ибо максимальное количество
разных адресов определяется разнообразием двоичных чисел, которые можно отобразить в n рядах,
т.е. адресное пространство равно 2 в степени n, где n – разрядность адреса.
     Шина – совокупность проводов и разъемов, обеспечивающих взаимодействие устройств
компьютера. С момента начала использования ПК применялись различные стандарты шинной
архитектуры (ISA, EISA, MCA, VLB, PCI, AGP).
           Прежде  всего основная память компьютера делится на две логические области:
непосредственно адресуемую память, занимающую первые 1024 Кбайта ячеек с адресами от 0 до 1024
Кбайт – 1, и расширенную память, доступ к ячейкам которой возможен при использовании
специальных программ – драйверов .
      Драйвер – специальная программа, управляющая работой пямяти или внешними устройствами
ЭВМ и организующая обмен информацией между МП, ОП и внешними устройствами ЭВМ.
      Драйвер,  управляющий работой памяти, называется диспетчером памяти.
      Стандартной  памятью (CMA – Conventional Memory Area) называется непосредственно
адресуемая память в диапазоне от 0 до 640 Кбайт.
      Непосредственно  адресуемая память в диапазоне  адресов от 640 до 1024
Кбайт называется верхней памятью (UMA – Upper Memory Area). Верхняя память зарезервирована
для памяти дисплея (видеопамяти) и постоянного запоминающего устройства. Однако обычно в ней
остаются свободные участки – « окна », которые могут быть использованы при помощи диспетчера
памяти в качестве оперативной памяти общего назначения.
      Расширенная память – это память с адресами 1024 Кбайта и выше.
      Непосредственный  доступ к этой памяти возможен  только в защищенном  режиме
работы микропроцессора.
      В реальном  режиме имеются два способа  доступа к этой памяти, но только при использовании
драйверов:
      по спецификации XMS (эту память называют тогда XMA – Extended     Memory Area);
     по спецификации EMS (память называют EM – Expanded Memory).                   Доступ к
расширенной памяти согласно спецификации XMS (Extended     Memory Specification) организуется
при использовании драйверов XMM (Extended Memory Manager). Часто эту память называют
дополнительной, учитывая, что в первых моделях персональных компьютеров эта память размещалась
на отдельных дополнительных платах, хотя термин  Extended почти идентичен термину Expanded и
более точно переводится как расширенный, увеличенный.
       Спецификация XMS (Extended Memory Specification) является более ранней. Согласно этой
спецификации доступ реализуется путем отображения по мере необходимости отдельных полей
Extended Memory в определенную область верхней памяти. При этом хранится не обрабатываемая
информация, а лишь адреса, обеспечивающие доступ к этой информации. Память, организуемая по
EMS, носит название отображаемой, поэтому и сочетание слов Expanded Memory (EM) часто
переводят как отображаемая память. Для организации отображаемой памяти необходимо
воспользоваться драйвером ЕММ386.EXE (Extended Memory Manager) или пакетом управления
памятью GEMM.
       Расширенная  память может быть использована главным образом для хранения данных и
некоторых программ ОС. Часто расширенную память используют для организации виртуальных
(электронных) дисков.
       Исключение  составляет небольшая 64Кбайтная область памяти с адресами от 1024 до 1088
Кбайт (так называемая высокая память, иногда ее называют старшая: HMA – High Memory Area),
которая может адресоваться и непосредственно при использовании драйвера HIMEM.SYS (High
Memory Manager) в соответствии со спецификацией XMS.HMA обычно используется для хранения
программ и данных операционной системы.
        В настоящее время в современных  персональных компьютерах существует
режим виртуальной адресации  (virtual – кажущийся, воображаемый). Виртуальная адресация
используется для увеличения предоставляемой программам оперативной памяти за счет отображения
в части адресного пространства фрагмента внешней памяти.
 . Назначение основной памяти компьютера.    В компьютере  есть  несколько   средств  для  хранения
информации. Самый  быстрый  способ  запомнить  данные – это запись  их  в электронные
микросхемы –   оперативную память.                                                             Ее  преимущество  – высокая скорость  записи   и   считывающих   данных. Ее  недостаток  состоит  в  ограниченном
объеме   и  в  том,  что при   выключении   компьютера  оперативная  память  очищается.  Также
оперативная   память  используется   для  кратковременного   хранения    данных   в тот момент,
когда   они    проходят   обработку    или когда   происходит    их   прием или   передача.
Конструктивное исполнение модулей памяти.
Конструктивно модули памяти бывают двух типов  однорядные (SIMM  модули) и двурядные
(DIMM  модули). На компьютерах с процессорами Pentium однорядные модули можно применять
лишь парами (количество разъемов для их установления на материнской плате всегда четное). DIMM
модули можно устанавливать по одному. Комбинировать на одной плате разные модули нельзя.
SIMMмодули имеют объем до 128 мегабайт; DIMMмодули – до 512 Мбайт. Время доступа
показывает, сколько времени (в наносекундах) необходимо для обращения к ячейкам памяти. SIMM
модули  5070 нс, DIMM  модули  710 нс (быстрее).
Конструктивно память разных типов выпускается в разном исполнении. Если опустить столь давние
времена, когда каждая микросхема памяти вставлялась в свой разъем на материнской плате, первым
типом модулей памяти был 30pin SIMM (небольшая печатная плата с микросхемами памяти типа
FPM, по одному краю которой с каждой из сторон печатной платы находится по 30 контактных
площадок).
Этими контактными площадками SIMM вставляется в специальный разъем на материнской плате. 30
pin SIMM применялись в компьютерах на основе 286, 386 процессоров и в ранних моделях на основе
486 процессоров, причем последние требовали наличия как минимум двух модулей памяти (плюс ко
всему их суммарное количество должно быть четным). Установка 30pin SIMM в компьютеры на
основе более старших моделей процессоров не предусмотрена (отсутствует нужный разъем). Эти
модули уже давно не производятся, поэтому найти такую память сейчас — большая проблема.
Чтобы преодолеть ограничение, когда в компьютерах на основе 486 процессоров было необходимо
наличие четного числа модулей памяти, были придуманы 72pin SIMM (72контактные модули
SIMM). В самом начале эти модули содержали микросхемы памяти типа FPM, затем стали
устанавливать микросхемы памяти EDO. Отличить их внешне невозможно, если только вы не
разбираетесь в маркировке микросхем. 72pin SIMM производятся до сих пор, правда, как уже
говорилось, либо это низкокачественная продукция „левых” изготовителей, либо безумно дорогая
(дороже SDRAM) память от именитых фирм.
Имейте в виду, во всех современных прайслистах этот конструктив модулей памяти обозначается
как просто SIMM. Кстати говоря, компьютеры на основе процессоров Intel Pentium, Pentium MMX,
AMD K5, K6, K62, K6III, Cyrix 6x86, 6x86MX, M2 требуют наличия четного числа модулей SIMM
(как минимум двух), если используются модули 72pin SIMM. Помимо стандартных односторонних
существуют двухсторонние модули SIMM. Отличить их от обычных односторонних весьма просто, —
микросхемы памяти расположены с двух сторон. Двухсторонние SIMM работают не во всех
материнских платах, в частности большинство старых материнских плат для 486 процессора не
поддерживают такие модули. В компьютерах на основе Intel Pentium, Pentium MMX, AMD K5, K6,
K62, K6III, Cyrix 6x86, 6x86MX, M2 проблем с двухсторонними модулями, как правило, нет.
Следующий конструктив, получивший распространение, — модули DIMM. Они имеют 168 контактов
(по 84 с каждой стороны). Первоначально на DIMM устанавливали микросхемы памяти EDO, затем
SDRAM. Отличить их, опять же, можно по маркировке микросхем памяти. Впрочем, если на модуле
помимо микросхем памяти присутствует и маленькая микросхема SPD, то это, точно, модуль
SDRAM. Для памяти DDR SDRAM был разработан новый конструктив DIMM. От старого он
отличается количеством контактов — теперь их 184 (по 92 с каждой стороны), а также количеством и
расположением ключей (специальных вырезов, не дающих вставить модуль в „чужой” разъем) —
теперь он 1 (у обычного модуля DIMM ключей 2).
И, наконец, память Rambus (RDRAM) имеет свой конструктив — RIMM. Кстати говоря, для
нормальной работы одноканального контроллера памяти Rambus достаточно наличия одного модуля
RIMM, для двухканального контроллера — как минимум двух модулей RIMM (или 4, 6 и т.д.), а для четырехканального — как минимум 4х модулей RIMM (или 8, если на материнской плате есть
столько разъемов).

file_name: билет 26 тема 1  Состав основной памяти компьютера.docx

intro: Один из весьма важных параметров компьютера, заметно влияющий на его производительность, - это оперативная память. Эта память энергозависимая. То есть при выключении питания все данные оттуда пропадают. Но это не страшно, потому что оперативная память нужна только при работающем компьютере. Хранить в ней что-либо после выключения питания не актуально.Основная память содержит оперативное (RAM – Random Access Memory – память с произвольным доступом) и постоянное (ROM – Read-Only Memory) запоминающие устройства.  Оперативное  запоминающее устройство предназначено для хранения информации (программ и данных), непосредственно участвующей в вычислительном процессе на текущем этапе функционирования ПК.

title: Лекция "Состав основной памяти компьютера. "


extracted_text:
билет 27 тема 1
Концепция виртуальной памяти.
Термин виртуальная память обычно ассоциируется с возможностью адресовать пространство
памяти, гораздо большее, чем емкость первичной (реальной, физической) памяти конкретной
вычислительной машины. Концепция виртуальной памяти впервые была реализована в машине,
созданной в 1960 г. в Манчестерском университете (Англия). Однако широкое распространение
системы виртуальной памяти получили лишь в ЭВМ четвертого и последующих поколений.
Существует два наиболее известных способа реализации виртуальной памяти  страничная и
сегментная. Применяется также их комбинация  страничносегментная организация
виртуальной памяти.
Все системы виртуальной памяти характеризуются тем, что адреса, формируемые
выполняемыми программами, не обязательно совпадают с адресами первичной памяти.
Виртуальные адреса, как правило, представляют гораздо большее множество адресов, чем
имеется в первичной памяти.
Суть концепции виртуальной памяти заключается в том, что адреса, к которым обращается
выполняющийся процесс, отделяются от адресов, реально существующих в первичной памяти.
Адреса, на которые делает ссылки выполняющийся процесс, называются виртуальными
адресами. Адреса, которые реально существуют в первичной памяти, называются реальными
(физическими) адресами.
Диапазон виртуальных адресов, к которым может обращаться выполняющийся процесс,
называется пространством виртуальных адресов V этого процесса. Диапазон реальных адресов,
существующих в конкретной вычислительной машине, называется пространством реальных
адресов R этой ЭВМ.
Несмотря на то, что процессы обращаются только к виртуальным адресам, в действительности
они должны работать с реальной памятью. Для установления соответствия между виртуальными
и реальными адресами разработаны механизмы динамического преобразования адресов ДПА (или
DAT  от англ.Dynamics Adress Transformation), обеспечивающие преобразование виртуальных
адресов в реальные во время выполнения процесса (рис.4.6). Все подобные системы обладают
общим свойством  смежные адреса виртуального адресного пространства процесса не
обязательно будут смежными в реальной памяти. Это свойство называют “искусственной
смежностью”. Тем самым пользователь освобождается от необходимости рассматривать
физическую память с ее уникальными характеристиками.
Виртуальная память
Искусственная  смежность
Механизм
отображения адресов
Реальная память
Рис.4.6
Виртуальная память строится, как правило, по двухуровневой схеме
(рис.4.7).
Первый уровень  это реальная память, в которой находятся
выполняемые процессы и в которой должны размещаться данные, к
которым обращаются эти процессы.
Второй уровень  это внешняя память большой емкости, например,
накопители на магнитных дисках, способные хранить программы и
данные, которые не могут все сразу уместиться в реальной памяти изза
ограниченности ее объема. Память второго уровня называют вторичной или внешней.
Механизм динамического преобразования адресов ведет учет того, какие ячейки виртуальной
памяти в данный момент находятся в реальной памяти и где именно они размещаются. Это
осуществляется с помощью таблиц отображения, ведущихся механизмом ДПА. Информация, перемещаемая из виртуальной памяти в реальную, механизмом ДПА группируется
в блоки, и система следит за тем, в каких местах реальной памяти размещаются различные блоки
виртуальной памяти. Размер блока влияет на то, какую долю реальной памяти ДПА будет
использовать непроизводител

file_name: билет 27 тема 1.docx

intro:
Термин виртуальная память обычно ассоциируется с возможностью адресовать пространство памяти, гораздо большее, чем емкость первичной (реальной, физической) памяти конкретной вычислительной машины. Концепция виртуальной памяти впервые была реализована в машине, созданной в 1960 г. в Манчестерском университете (Англия). Однако широкое распространение системы виртуальной памяти получили лишь в ЭВМ четвертого и последующих поколений.
Существует два наиболее известных способа реализации виртуальной памяти - страничная и сегментная. Применяется также их комбинация - странично-сегментная организация виртуальной памяти.

title: Лекция "Концепция виртуальной памяти."


extracted_text:
билет 28 тема 1
 Внешние устройства ПК: диалоговые, запоминающие, телекоммуникационные.
Внешние (периферийные) устройства персонального компьютера составляют важнейшую часть любого
вычислительного комплекса. Внешние устройства обеспечивают взаимодействие компьютера с
окружающей средой — пользователями, объектами управления и другими компьютерами.
Внешние устройства подключаются к компьютеру через специальные разъемыпорты вводавывода.
Порты вводавывода бывают следующих типов:


параллельные (обозначаемые LPT1 — LPT4) — обычно используются для подключения
принтеров;
последовательные (обозначаемые СОМ1 — COM4) — обычно к ним подключаются мышь,
модем и другие устройства.
К внешним устройствам относятся:


устройства ввода информации; устройства вывода информации;
диалоговые средства пользователя; средства связи и телекоммуникации.
К устройствам ввода информации относятся:





клавиатура — устройство для ручного ввода в компьютер числовой, текстовой и управляющей
информации;
графические планшеты (дигитайзеры) — для ручного ввода графической информации,
изображений путем перемещения по планшету специального указателя (пера); при
перемещении пера автоматически выполняется считывание координат его местоположения и
ввод этих координат в компьютер;
сканеры (читающие автоматы) — для автоматического считывания с бумажных носителей и
ввода в компьютер машинописных текстов, графиков, рисунков, чертежей;
устройства указания (графические манипуляторы) — для ввода графической информации на
экран монитора путем управления движением курсора по экрану с последующим
кодированием координат курсора и вводом их в компьютер (джойстик, мышь, трекбол,
световое перо);
сенсорные экраны — для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд с
полиэкрана дисплея в компьютер).
К устройствам вывода информации относятся:
графопостроители (плоттеры) — для вывода графической информации на бумажный носитель;
принтеры — печатающие устройства для вывода информации на бумажный носитель.
Основные виды принтеров:




 матричные — изображение формируется из точек, печать которых осуществляются тонкими
иглами, ударяющими бумагу через красящую ленту. Знаки в строке печатаются
последовательно. Количество иголок в печатающей головке определяет качество печати.
Недорогие вдринтеры имеют 9 иголок. Более совершенные матричные принтеры имеют 18 и 24
иглы;
струйные — в печатающей головке имеются тонкие трубочки — сопла, через которые на
бумагу выбрасываются мельчайщие капельки чернил. Матрица печатающей головки обычно
содержит от 12 до 64 сопел. В наВстоящее время струйные принтеры обеспечивают
разрешающую способность до 50 точек на миллиметр и скорость печати до 500 знаков в
секунду при отличном качестве печати, приближающемся к качеству лазерной печати.
Струйные принтеры выполняют и цветную печать, но разрешающая способность при этом
уменьшается примерно вдвое;
лазерные — применяется электрографический способ формирования изображений. Лазер
служит для создания сверхтонкого светового луча, вычерчивающего на Поверхности
предварительно заряженного светочувствительного барабана контуры невидимого точечного
электронного изображения. После проявления электронного Воображения порошком
красителя (тонера), налипающей на разряженные участки, выполняется печать — перенoc
тонера с барабана на бумагу и закрепление изображения на бумаге разогревом тонера до его
расплавления. Лазерные принтеры обеспечивают наиболее высококачественную печать с
высоким быстродействием. Широко используются цветные лазерные принтеры. К диалоговым средствам пользователя относятся:


видеотерминалы (мониторы) — устройства для отображения вводимой и выводимой
информации. Видеотерминал состоит из видеомонитора (дисплея) и видеоконтроллера
(видеоадаптера). Видеоконтроллеры входят в состав системного блока компьютера (находятся
на видеокарте, устанавливаемой в разъем материнской платы). Видеомониторы относятся к
внешним устройствам компьютера. Основной характеристикой монитора является
разрешающая способность, которая определяется максимальным количеством точек,
размещающихся по горизонтали и по вертикали на экране монитора. Современные мониторы
имеют стандартные значения разрешающей способности от 640 X 480 до 1600 х 1200, но
реально могут быть и другие значения. Могут использоваться как цветные, так и монохромные
мониторы;
устройства речевого вводавывода информации. К ним относятся различные микрофонные
акустические системы, а также различные синтезаторы звука, выполняющие преобразование
цифровых кодов в буквы и слова, воспроизводимые через динамики или звуковые колонки,
подсоединенные к компьютеру.
Средства связи и телекоммуникации используются для подключения компьютера к каналам
связи, другим компьютерам и компьютерным сетям. К этой группе прежде всего относятся сетевые
адаптеры. В качестве сетевого адаптера чаще всего используются модемы (модулятордемодулятор).
Многие из названных выше устройств относятся к условно выделенной группе — средствам
мультимедиа.
Средства мультимедиа — это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих
человеку общаться компьютером, используя самые разные естественные для себя среды: звук, видео,
графику, тексты, анимацию и др. К средствам мультимедиа относятся:
устройства речевого ввода и вывода информации;

 микрофоны и видеокамеры, акустические и видеовоспроизводящие системы с усилителями,



звуковыми колонками, большими видеоэкранами;
звуковые и видеоплаты, платы видеозахвата, снимающие изображение с видеомагнитофона или
видеокамеры и вводящие его в компьютер;
сканеры;
вешние запоминающие устройства большой емкости на оптических дисках, часто используемые
для записи звуковой и видеоинформации.

file_name: билет 28 тема 1.docx

intro:
Внешние (периферийные) устройства персонального компьютера составляют важнейшую часть любого вычислительного комплекса. Внешние устройства обеспечивают взаимодействие компьютера с окружающей средой — пользователями, объектами управления и другими компьютерами.
Внешние устройства подключаются к компьютеру через специальные разъемы-порты ввода-вывода. Порты ввода-вывода бывают следующих типов:
•	параллельные (обозначаемые LPT1 — LPT4) — обычно используются для подключения принтеров;
•	последовательные (обозначаемые СОМ1 — COM4) — обычно к ним подключаются мышь, модем и другие устройства.

title: Лекция "Внешние устройства ПК: диалоговые, запоминающие, телекоммуникационные."


extracted_text:
билет 29 тема 1
 Сканеры, модемы, их назначение и характеристики.
Периферийными или внешними устройствами называют устройства, размещенные вне системного
блока и задействованные на определенном этапе обработки информации. Прежде всего  это
устройства фиксации выходных результатов: принтеры, плоттеры, модемы, сканеры и т.д. Понятие
"периферийные устройства" довольно условное. К их числу можно отнести, например, накопитель на
компактдисках, если он выполнен в виде самостоятельного блока и соединен специальным кабелем к
внешнему разъему системного блока. И наоборот, модем может быть внутренним, то есть
конструктивно выполненным как плата расширения, и тогда нет оснований относить его к
периферийным устройствам.
Сканер  это устройство, позволяющее вводить в компьютер чернобелое или цветное изображения,
считывать графическую и текстовую информацию. Сканер используют в случае, когда возникает
потребность ввести в компьютер из имеющегося оригинала текст и/или графическое изображение для
его дальнейшей обработки (редактирование и т.д.). Ввод такой информации с помощью стандартных
устройств ввода требует много времени. Сканированная информация после обрабатывается с
помощью специального программного обеспечения (например, программой FineReader) и сохраняется
в виде текстового или графического файла.
Принцип действия
Основным элементом сканера является CCDматрица (Charge Coupled Device  устройство с
зарядовой связью) или PMT (PhotoMultiplier Tube  фотомножитель). Колбыфотомножители
используются лишь в сложных и дорогих барабанных профессиональных сканерах, поэтому далее
рассмотрен лишь принцип действия сканеров с CCDматрицей.
CCDматрица  это набор диодов, которые реагируют на свет при действии внешнего напряжения. От
качества матрицы зависит качество распознавания изображения. Дешевые модели распознают
наличие/отсутствие цвета, сложные модели  оттенки серого цвета, еще более сложные  все цвета.
Сканируемый объект, освещается ксеноновой лампой или набором светодиодов. Отраженный луч с
помощью системы зеркал или линз проектируется на CCDматрицу. Под действием света и внешнего
напряжения, матрица генерирует аналоговый сигнал, который изменяется при перемещении
относительно ее листа и интенсивности отображения разных элементарных фрагментов. Сигнал
подается на аналоговоцифровой преобразователь, где он оцифровуется (представляется в виде
набора нулей и единиц) и передается в память компьютера. Существует два способа сканирования:
перемещение листа относительно неподвижной CCDматрицы или перемещение светочувствительного
элемента при неподвижном листе.
Классификация сканеров
Существует немало моделей сканеров, которые различаются методом сканирования, допустимым
размером оригинала и качеством оптической системы. По способу организации перемещения
считывающего узла относительно оригинала сканеры делятся на планшетные, барабанные и ручные. В
планшетных сканерах оригинал кладут на стекло, под которым двигается оптикоэлектронное
считывающее устройство. В барабанных сканерах оригинал через входную щель втягивается
барабаном в транспортный тракт и пропускается мимо неподвижного считывающего устройства.
Барабанные сканеры не дают возможности сканировать книги, переплетенные брошюры и т.п.. Ручной
сканер необходимо плавно перемещать вручную по поверхности оригинала, что не очень удобно. При
систематическом использовании лучше иметь, хоть и более дорогой, настольный планшетный сканер.
Основные технические характеристики сканеров:
Разрешающая способность. Сканер рассматривает любой объект как набор отдельных точек
(пикселов). Плотность пикселов (количество на единицу площади) называется разрешающей
способностью сканера и измеряется в dpi (dots per inch  точек на дюйм). Пиксели располагаются
строками, образовывая изображение. Процесс сканирования происходит по строкам, вся строка
сканируется одновременно. Обычная разрешающая способность сканера составляет 200720 dpi.
Большее значение (свыше 1000) отображает интерполяционную разрешающую способность,
достигаемую программным путем с использованием математической обработки параметров
расположенных возле точек изображения.
Качество отсканированного материала зависит также от оптической разрешающей способности
(определяется количеством светочувствительных диодов CCDматрицы на дюйм) и механической
разрешающей способности (определяется дискретностью движения светочувствительного элемента или системы зеркал относительно листа). Выбор разрешающей способности определяется дальнейшим
применением результатов сканирования: для художественных изображений, печатаемых на
фотонаборных машинах разрешающая способность должна составлять 10001200 dpi, для печати
изображения на лазерном или струйном принтере  300600 dpi, для просмотра изображения на экране
монитора  72150 dpi, для распознавания текста  200400 dpi.
Метод сканирования. Качество сканированного цветного изображения зависит от метода накопления
сканером данных. Различают два основных метода, которые отличаются количеством проходов CCD
матрицы над оригиналом. Первые сканеры использовали 3проходное сканирование. При каждом
проходе сканировался один из цветов палитры RGB. Современные сканеры используют
однопроходную методику, которая разделяет световой луч на составляющие с помощью призмы.
Область сканирования. Максимальный размер сканируемого изображения. Ручные сканеры  до 105
мм, барабанные, планшетные сканеры  от формата А4 до Full Legar (8.5'x14').
Скорость сканирования. Нет стандартной методики, которая определяет производительность сканера.
Производители указывают количество миллисекунд сканирования одной строки. Но нужно учитывать
также способ подсоединения к компьютеру, драйвер, схему передачи цветов, разрешающую
способность. Поэтому скорость сканирования определяется экспериментальным путем.
Модемы
Модем  это устройство, предназначенное для подсоединения компьютера к обычной телефонной
линии. Название происходит от сокращения двух слов  Модуляция и Демодуляция.
Компьютер вырабатывает дискретные электрические сигналы (последовательности двоичных нулей и
единиц), а по телефонным линиям информация передается в аналоговой форме (то есть в виде
сигнала, уровень которого изменяется непрерывно, а не дискретно). Модемы выполняют цифро
аналоговое и аналогоцифровое преобразования. При передаче данных, модемы накладывают
цифровые сигналы компьютера на непрерывную частоту телефонной линии (модулируют ее), а при их
приеме демодулируют информацию и передают ее в цифровой форме в компьютер. Модемы передают
данные по обычным, то есть комутированным, телефонным каналам со скоростью от 300 до 56 000 бит
в секунду, а по арендованным (выделенным) каналам скорость может быть и выше. Кроме того,
современные модемы осуществляют сжатие данных перед отправлением, и соответственно, реальная
скорость может превышать максимальную скорость модема.
По конструктивному выполнению модемы бывают встроенными (вставляются в системный блок
компьютера в один из слотов расширения) и внешними (подключаются через один из
коммуникационных портов, имеют отдельный корпус и собственный блок питания). Однако, без
соответствующего коммуникационного программного обеспечения, важнейшей составляющей
которого является протокол, модемы не могут работать. Наиболее распространенными протоколами
модемов являются v.32 bis, v.34, v.42 bis и прочие.
Современные модемы для широкого круга пользователей имеют встроенные возможности
отправления и получения факсимильных сообщений. Такие устройства называются факсами
модемами. Также, есть возможность поддержки языковых функций, с помощью звукового адаптера.
На выбор типа модема влияют следующие факторы:
цена: внешние модемы стоят дороже, поскольку в цену входит стоимость корпуса и источника
питания;
наличие свободных портов/слотов: внешний модем подсоединяется к последовательному порту.
Внутренний модем к слоту на материнской плате. Если порты или слоты занятые, нужно выбрать одно
из устройств;
удобство пользования: на корпусе внешнего модема имеются индикаторы, отображающие его
состояние, а также выключатель источника питания. Для установки внешнего модема не нужно
разбирать корпус компьютера.

file_name: билет 29 тема 1.docx

intro: Периферийными или внешними устройствами называют устройства, размещенные вне системного блока и задействованные на определенном этапе обработки информации. Прежде всего - это устройства фиксации выходных результатов: принтеры, плоттеры, модемы, сканеры и т.д. Понятие "периферийные устройства" довольно условное. К их числу можно отнести, например, накопитель на компакт-дисках, если он выполнен в виде самостоятельного блока и соединен специальным кабелем к внешнему разъему системного блока. И наоборот, модем может быть внутренним, то есть конструктивно выполненным как плата расширения, и тогда нет оснований относить его к периферийным устройствам.

title: Лекция " Сканеры, модемы, их назначение и характеристики."


extracted_text:
билет 31 тема 1
 Система вводавывода: структура с одним общим  интерфейсом
Устройства ввода и вывода принтер, жесткий диск, накопитель на гибких магнитных дисках, CD
ROM,   модем   и   другие,   принадлежат   к   стандартной   комплектации   системы,   и   их   использование
является само собой разумеющимся.
Передача информации с периферийного устройства (ПУ) в ядро ЭВМ называется операцией ввода,
а передача из ядра ЭВМ в периферийное устройство  операцией вывода.
Связь   устройств   ЭВМ   друг   с   другом   осуществляется   с   помощью   средств   сопряжения
интерфейсов.
Интерфейс  представляет   собой   совокупность   физических   средств   сопряжения   (коннекторов,
разъемов),   линий   и   шин,   сигналов,   электронных   схем   и   алгоритмов,   предназначенную   для
осуществления обмена информацией между устройствами. От характеристик интерфейсов во многом
зависят производительность и надежность вычислительной машины.
При обмене между ПУ и ЭВМ используются унифицированные форматы данных. Преобразование
унифицированных   форматов   данных   в   индивидуальные,   приспособленные   для   отдельных   ПУ,
производится в самих ПУ. Унификации также подвергают все компоненты интерфейса, а также формат
и набор команд процессора для операций вводавывода. Унификация распространяется на семейство
моделей ЭВМ.
Для обеспечения параллельной работы процессора и периферийных устройств схемы управления
вводомвыводом отделяют от процессора. Выполнение общих функций возлагают на общие для групп
периферийного оборудования унифицированные устройства  контроллеры прямого доступа к памяти,
процессоры вводавывода.
BIOS (Basic Input Output System)   базовая система вводавывода. Содержит набор основных
функций управления стандартными внешними устройствами PC.
Назначение ROM BIOS состоит в выполнении наиболее простых и универсальных услуг, связанных
с осуществлением вводавывода.
Обозначение ROM расшифровывается как Read Only Memory (память только для чтения, ПЗУ),
т.е.   информация   может   только   считываться,   но   не   может   быть   записана.   На   самом   деле,   все
современные ROM BIOS позволяют в режиме обновления BIOS стирать и переписывать (обновлять)
информацию BIOS.
ROM BIOS выполняет три основные функции:
∙
предоставляет операционной системе аппаратные драйверы и осуществляет сопряжение
между материнской платой и остальным PC;
∙
содержит тест проверки системы, так называемый POST (Power On Self Test), который
проверяет при включении PC все важнейшие компоненты;
содержит программу установки параметров BIOS и аппаратной конфигурации PC – CMOS
∙
Setup.
Можно   выделить   два   характерных   принципа   построения   систем   вводавывода:   ЭВМ   с   одним
общим интерфейсом и ЭВМ с множеством интерфейсов и процессорами (каналами) вводавывода.
Принципы организации обменов данными
 Структура с одним общим интерфейсом
Структура  с   одним   общим   интерфейсом  предполагает   наличие   общей   шины,   к   которой
подсоединяются все модули, в совокупности образующие ЭВМ: процессор, оперативная и постоянная
память и периферийные устройства. В каждый данный момент через общую шину может происходить
обмен данными только между одной парой присоединенных к ней модулей. Таким образом, модули
ЭВМ разделяют во времени один общий интерфейс, причем
процессор   выступает   как   один   из   модулей   системы   (рис.
8).БУ – блок управления
Периферийные   устройства   подсоединяются   к   общей
шине   с   помощью   блоковуправления   периферийными
устройствами (контроллеров), осуществляющих согласование
форматов данных периферийных устройств с форматом, принятым для передачи по общей шине. Если в периферийном устройстве операции вводавывода производятся для отдельных байтов или
слов,   то   используется   программноуправляемая   передача   данных   через   процессор   и   под   его
управлением. Конструкция контроллера при этом сильно упрощается.
Для   периферийных   устройств   с   поблочной   передачей   данных   (ЗУ   на   дисках,   лентах   и   др.)
применяется прямой доступ к памяти (ПДП) и контроллеры ПДП.
При   общем   интерфейсе   аппаратура   управления   вводомвыводом   рассредоточена   по   отдельным
модулям ЭВМ. Процессор при этом не полностью освобождается от управления операциями ввода
вывода. Более того, на все время операции передачи данных интерфейс оказывается занятым, а связь
процессора с памятью блокированной.
 Структура с каналами вводавывода
 с   процессорами
Структура   системы
применяется   в
высокопроизводительных ЭВМ. В таких ЭВМ система вводавывода строится путем централизации
аппаратуры управления вводомвыводом на основе применения программноуправляемых процессоров
(каналов)   вводавывода.   Обмен   информацией   между   памятью   и   периферийным   устройством
осуществляется через канал вводавывода (рис. 9).
  вводавывода
(каналами)

Каналы вводавывода полностью освобождают процессор
от управления операциями вводавывода.
В   вычислительной   машине   с   каналами   вводавывода
форматы   передаваемых   данных   неоднородны,   поэтому
необходимо

несколько
специализированных интерфейсов.
использовать
  ЭВМ
в

интерфейсы).
Можно   выделить   четыре   типа   интерфейсов:   интерфейс
основной   памяти,   интерфейс   процессорканалы,   интерфейсы
вводавывода,   интерфейсы   периферийных   устройств   (малые
Через интерфейс основной памяти производится обмен информацией между памятью, с одной
стороны, и процессором и каналами – с другой.
Интерфейс процессорканалы предназначается для передачи информации между процессорами и
каналами вводавывода.
Через   интерфейс   вводавывода   происходит   обмен   информацией   между   каналами   и   блоками
управления периферийных устройств.
Основные параметры интерфейсов
 Интерфейсы характеризуются следующими параметрами:
1.   Пропускная   способность  интерфейса      это   количество   информации,   которое   может   быть
передано через интерфейс в единицу времени (имеет диапазон от десятков байт до сотен мегабайт).
2.   Максимальная   частота   передачи   информационных   сигналов  через   интерфейс   лежит   в
диапазоне от десятков герц до тысяч мегагерц.
3. Максимально допустимое расстояние между соединяемыми устройствами имеет диапазон
от десятков сантиметров до нескольких километров при использовании оптоволоконных линий.
4. Динамические параметры  интерфейса – время передачи отдельного слова и блока данных с
учетом  продолжительности   процедур   подготовки   и   завершения   передачи.   Эти   параметры   особенно
важны для систем реального времени.
5. Общее число линий (проводов) в интерфейсе.
6. Информационная ширина  интерфейса  число бит данных, передаваемых параллельно через
интерфейс. Различные интерфейсы имеют ширину 1, 8, 16, 32, 64, 128 или 256 бит.
7.   Связность  интерфейса:   интерфейс   может   быть   односвязным,   когда   существует   лишь
единственный   путь   передачи   информации   между   парой   устройств   машины,   и   многосвязным,
позволяющим   устройствам   обмениваться   информацией   по   нескольким   независимым   путям.
Многосвязность   интерфейсов   требует   дополнительной   аппаратуры,   но   повышает   надежность   и
живучесть   вычислительной   машины,   обеспечивает   возможность   автоматической   реконфигурации
вычислительного комплекса при выходе из строя отдельных устройств.
 Параллельная и последовательная передача данных Параллельная и последовательная передачи данных хотя и служат одной цели  обмену данными
и связи между периферией (устройствами ввода/вывода) и модулем обработки данных (материнской
платой), но используют различные методы и принципы обмена информацией.
Параллельная связь означает, что биты передаются все одновременно (параллельно). При этом
здесь принципиальным становится понятие разрядности шины.
В   отличие   от   последовательной   передачи   данных   параллельная   передача,   как   правило,
однонаправленная, т.е. данные передаются только в одном направлении.
В отличие от параллельной передачи данных отдельные биты пересылаются (или принимаются)
последовательно друг за другом, при этом возможен обмен данными в двух направлениях. Уровень
напряжения последовательного интерфейса изменяется в пределах от –25 В до +25 В. Благодаря этому
относительно   высокому   значению   напряжения   повышается   помехоустойчивость,   и   данные   могут
передаваться без потерь по кабелю длиной 50 м и более.
Поскольку   данные   обычно   представлены   на   шине   микропроцессора   в   параллельной   форме
(байтами,   словами),   их   последовательный   вводвывод   оказывается   несколько   сложным.   Для
последовательного ввода потребуются средства преобразования последовательных входных данных в
параллельные данные, которые можно поместить на шину. С другой стороны, для последовательного
вывода   необходимы   средства   преобразования   параллельных   данных,   представленных   на   шине,   в
последовательные   выходные   данные.   В   первом   случае   преобразование   осуществляется   регистром
сдвига   с   последовательным   входом   и   параллельным   выходом,   а   во   втором   –   регистром   сдвига   с
параллельным входом и последовательным выходом.
 Методы передачи информации между устройствами ЭВМ
Последовательные данные передаются в синхронном или асинхронном режимах.
При синхронном методе передающее устройство устанавливает одно из двух возможных состояний
сигнала (0 или 1) и поддерживает его в течение строго определенного интервала времени, по истечении
которого состояние сигнала на передающей стороне может быть изменено.
Конечно, второй режим сложнее, но у него есть серьезное преимущество: не нужен отдельный
сигнал синхронизации.
Существуют специальные микросхемы ввода и вывода, решающие проблемы преобразования,
описанные выше. Обычно при передаче сигналов на короткие расстояния (десятки сантиметров) более
быстрым оказывается синхронный метод, а при передаче на большие расстояния  асинхронный.
При   передаче   параллельного   кода   по   параллельным   линиям   сигналы   поступят   в   приемное
устройство   в   разное   время изза   разброса   параметров   цепей,   формирующих   сигналы,   и   линий
интерфейса (так называемая проблема состязаний).
Используется   два   метода   передачи   параллельного   кода   по   нескольким   линиям:
 со
стробированием, применяющим синхронную передачу, и  с квитированием, в котором используется
асинхронная передача.
При   передаче  со   стробированием кроме   N   информационных   линий   используется   линия
«готовность данных»: вначале устанавливаются значения передаваемых сигналов на информационных
линиях, затем на линии готовности устанавливается уровень 1. Через строго определенный период
времени (превышающий максимальное время передачи) сигнал готовности сбрасывается в 0, процесс
передачи завершается, после чего можно изменить сигналы на информационных линиях и передавать
следующую порцию данных.
При   передаче  с   квитированием  кроме   N   информационных   линий   и   линии   готовности   данных
используется линия подтверждения приема: вначале устанавливаются значения передаваемых сигналов
Время передачи сигнала, которое складывается из времени передачи сигнала по линии и времени
распознавания и фиксации сигнала в регистре приемного устройства, зависит от параметров линии
связи и характеристик приемного и передающего устройств. Период синхронной передачи информации
должен   превышать   максимальное   время   передачи   сигнала.   Он   задается   специальными   тактовыми
импульсами, как правило, поступающими от тактового генератора с кварцевым резонатором.
92
 При  асинхронной  передаче   передающее   устройство   устанавливает   соответствующее
передаваемому коду состояние сигнала на информационной линии, а принимающее устройство после
приема сигнала информирует об этом передающее устройство изменением состояния сигнала на линии
подтверждения   приема.   Передающее   устройство,   получив   сигнал   подтверждения,   снимает
передаваемый сигнал. на информационных  линиях, затем на линии готовности устанавливается  уровень 1. Приняв фронт
сигнала готовности, приемное устройство считывает  сигналы с информационных линий и посылает
передатчику сигнал подтверждения приема. Приняв фронт сигнала подтверждения, передатчик снимает
сигнал готовности, после чего может приступать к передаче новой порции данных.

file_name: билет 31 тема 1.docx

intro:
Устройства ввода и вывода принтер, жесткий диск, накопитель на гибких магнитных дисках, CD-ROM, модем и другие, принадлежат к стандартной комплектации системы, и их исполь¬зование является само собой разумеющимся.
Передача информации с периферийного устройства (ПУ) в ядро ЭВМ называется операцией ввода, а передача из ядра ЭВМ в периферийное устройство - операцией вывода.
Связь устройств ЭВМ друг с другом осуществляется с помощью средств сопряжения - интерфейсов.
Интерфейс представляет собой совокупность физических средств сопряжения (коннекторов, разъемов), линий и шин, сигналов, электронных схем и алгоритмов, предназначенную для осуществления обмена информацией между устройствами. От характеристик интер¬фейсов во многом зависят производительность и надежность вычислительной машины.

title: Лекция "Система ввода-вывода: структура с одним общим  интерфейсом"


extracted_text:
Урок по информатике. 9класс.
Тема:  Одномерные массивы. Работа с элементами.
Цели урока:
  Формировать знания по описание массивов в языке программирования Turbo
Pascal 7.0.;
  Научить заполнять массив данными различными способами;
  Формировать навыки решения задач в среде программирования Паскаль.
 Воспитывать информационную культуру учащихся, внимательность, аккуратность,
дисциплинированность, усидчивость.
  Развивать мышление, познавательный интерес.
Тип урока: изучение новой темы.
Основные понятия
Массив; элемент массива; индекс элемента массива; значение элемента массива;
объявление массива; заполнение массива; вывод массива

Оборудование урока: Интерактивная доска, презентация "Массивы", компьютеры,
мультимедийный проектор, интегрированная инструментальная оболочка программы Turbo
Pascal 7.0,
Ход урока
1. Проверка домашнего задания и повторение
Проверка домашнего задания и повторение проводится  с помощью заданий на
интерактивной доске;
Задание 1.
Правильный ответ.
1 Задание 2.                                                              Задание 3.
2. Изучение нового материала
Объяснение нового учебного материала сопровождается демонстрацией презентации
«Одномерные массивы».
Вступительное слово учителя:
     Массив   —   это   сложная   структура   данных.   Появление   массивов   связано   с
возникновением задач, связанных с обработкой большого количества данных одного типа.
         Рассмотрим, например, такую задачу: "Гена Петров получил за год 250 оценок по
алгебре. Требуется посчитать, сколько он получил пятерок, четверок и троек и какова его
средняя   оценка   по   алгебре   за   год".   Понятно,   что   для   решения   этой   задачи   трудно
пользоваться просто переменными.
      Массив   данных   можно   сравнить   с   жилым   массивом:   чтобы   различать   дома,   их   не
называют именами, а помечают номерами, однако все дома находятся на одной улице и
образуют жилой массив. Подобно этому все данные, образующие массив, имеют одно имя и
различаются по номерам (индексам).
      В  математике,   экономике,   информатике   часто  используются  упорядоченные  наборы
данных, например, последовательности чисел, таблицы, списки фамилий. Для обработки
наборов данных одного типа вводится понятие массива.
     Под массивом понимается совокупность конечного числа данных одного типа. Массив
обозначается одним именем.   Каждый элемент массива обозначается именем массива с
индексом. Элементы массива упорядочены по значениям индекса.

  «В   языках   программирования
обрабатываются   одномерные   массивы,
двумерные массивы и многомерные массивы.
Массив   —   множество   данных   одного   типа,
имеющих   общее   имя   и   различающихся   по
индексу.   Подобно   переменной   —   ячейке
памяти   компьютера,
  массив   —   это
последовательность   ячеек   в   памяти
компьютера,   обозначенных   одним   именем   и
имеющих каждая свой номер — индекс.
Для   того,   чтобы   составить   конечную
программу   для   решения   задачи   на
суммирование   элементов   массива   и
реализовать ее на компьютере, рассмотрим объявление массива в программе и способы
заполнения одномерного массива.
Объявление  массива
2 <имя_массива>: array [<индекс_1го_элемента>..<индекс_пго_элемента>] of <тип>;
Так же как переменная, массив описывается в
разделе var следующим образом:
var
Например:
var
М:  array[1..2O]  of Integer; В:  array[1..10]   of Real;
   Пример   записи   элемента   массива:   М[19]   —   19й   элемент   массива   М.   Обработка
элементов массива обычно осуществляется в цикле, причем параметром цикла является
индекс элемента массива.
Термин   заполнить   массив   означает   задать   значения   всем   элементам   массива.   Термин
вывести массив означает напечатать на экране все элементы массива.
    Рассмотрим   первый   способ   заполнения   массива   —   с   использованием   оператора
1. Заполнение массива с помощью оператора присваивания.
Существует два способа задания значений переменной: с помощью оператора присваивания
и путем ввода с клавиатуры.
   Эти способы можно использовать и при заполнении массивов.

присваивания.
Пусть надо заполнить массив А значениями 2, 3, 24, 12, 72.
var
A: array[1..5] of integer;
A[1]: =2; A[2]: =3; A[3]: =24; A[4]: =12; A[5]: =72;
3 Очевидно, что в случае, когда количество элементов массива очень велико, этот способ
не подходит. Как правило, этот способ используется не для заполнения массива, а для
изменения значений элементов массива».
2. Заполнение массива вводом значений элементов с клавиатуры. Вывод одномерного
массива
var
A: array[1..5] of integer;
i: integer;
begin
for i:=1 to 5 do begin
write('a[', i, ']=');
read ( a[i] );
end;
end.
Практическая   работа   на   закрепление
изученного материала.
Нахождение суммы элементов массива
Type KAMAZ =array[1..18] of real;
Var i:integer;
      P:KAMAZ;
      S:real;
Begin
S:=0;
For i:=1 to 18 do
Пусть   известно,
  что   в   автопарке,
имеющем   18   машин   марки   КАМАЗ,
каждый   из   КАМАЗов   перевез   за   день
определенный   объем   груза.   Определить
суммарный объем перевозок грузов за день.
При решении задачи будем использовать тип
массива
для   описания   всех
КАМАЗов   автопарка;   переменную   Р[i]   для
описания   объема   груза,   перевезенной  iой
машиной за день (i меняется от 1 до 18).
Текст программы может иметь при этом
следующий вид:
Program pr1;
 KAMAZ
4 Begin
Writeln (‘Введите объем перевозок ’, i, ‘–й машины, т’);
Readln (p[i]);
S:=S+p[i];
End;
Writeln (‘Суммарный объем перевозок S=’,S:8:2,’ т’);
End.

   Накопление суммы в данном примере будет проводиться по шагам, при вводе для
очередной машины значения объема перевозок сумма будет увеличиваться на данную
величину.
     Аналогично реализуется и алгоритм нахождения произведения элементов массива (с
заменой начального значения суммы S:=0 на начальное значение произведения S:=1, и с
заменой операции сложения элементов массива «+» на операцию умножения «*»).
Изменить программу для расчета среднего арифметического.
 Program pr1;
Type KAMAZ =array[1..18] of real;
Var i,N:integer;
      P:KAMAZ;
      S:real;
Begin
S:=0;N:=18;
For i:=1 to 18 do
Begin
Writeln (‘Введите объем перевозок ’, i, ‘–й машины, т’);
Readln (p[i]);
S:=S+p[i];S1:=S/N;
End;
Writeln (‘Суммарный объем перевозок S=’,S:8:2,’ т’);
Writeln (‘Средняя грузоподъемность S1=’,S1:8:2,’ т’);
End.
 Индивидуальная   работа.
 Все

задачи аналогичны   задаче   «Заполнить
массив   с   клавиатуры   и   вывести   его   на
экран»,   варианты   различаются   только
количеством   элементов   массива   и
конкретными значениями.
Учащиеся   решают   задачу,   записывают
программу в тетради. Каждый из учеников
реализует свою программу на компьютере.
Примеры   заданий   (каждому   учащемуся
свой вариант).
Написать   в   тетради   программу   решения
следующей   задачи   и   выполнить   эту
программу на компьютере:
1.   Заполнить массив М[9] числами 3, 4, 7, 9, 19, 23, 24, 27, 39 и вывести его на экран.
2.   Заполнить массив ?[10] числами 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 и вывести его на
экран.
5 3.   Заполнить массив В[11] числами 1, 8, 9, 10, 15, 21, 23, 24, 19, 64, 63 и вывести его на
экран.
4.    Заполнить массив А[10] числами 1, 7, 12, 14, 96, 49, 63, 54, 13, 22 и вывести его на
экран.
5.   Заполнить массив L[9] числами 105, 126, 134, 176, 181, 193, 132, 144, 156 и вывести его
на экран.
6.   Заполнить массив Б[7] числами 4, 5, 6, 7, 9, 16, 25 и вывести его на экран.
7.   Заполнить массив А[8] числами 9, 11, 13, 29, 39, 23, 41, 46 и вывести его на экран.
8.   Заполнить массив L[ll] числами 33, 35, 37, 36, 41, 42, 44, 47, 49, 52, 53 и вывести его на
экран.
9.   Заполнить массив К[10] числами 81, 82, 83, 91, 92, 93, 41, 42, 43, 50 и вывести его на
экран.
10.  Заполнить массив С[8] числами 2, 1, 3, 4, 5, 9, 11, 14 и вывести его на экран.
Итог урока. Проверить выполнение практической работы на компьютере и выставить
оценки учащимся.
Задание на дом: Решить задачу:
Написать программу для  вычисления произведения элементов массива
6

intro:
Урок информатики в 9 классе Понятие массива и методы решения задач с данным понятиемФормировать знания по описание массивов в языке программирования Turbo Pascal 7.0.;
 	- Научить заполнять массив данными различными способами;
 	- Формировать навыки решения задач в среде программирования Паскаль.
 	-Воспитывать информационную культуру учащихся, внимательность, аккуратность, дисциплинированность, усидчивость.
 	- Развивать мышление, познавательный интерес.

title: Понятие Массива


extracted_text:
билет 32 тема 1
Система вводавывода: структура с каналами вводавывода.
Вводом/выводом   (ВВ)   называется   передача   данных   между   ядром   ЭВМ,   включающим   в   себя
микропроцессор и основную память, и внешними устройствами (ВУ). Это единственное средство
взаимодействия ЭВМ с "внешним миром", и архитектура ВВ (режимы работы, форматы команд,
особенности прерываний, скорость обмена и др.) непосредственно влияет на эффективность всей
системы.
Устройства   ввода   и   вывода,   такие   как   клавиатура,   мышь,   монитор,   принтер,   жесткий   диск,
накопитель на гибких магнитных дисках, CDROM, модем и другие, принадлежат к стандартной
комплектации системы, и их использование является само собой разумеющимся.
Передача информации с периферийного устройства (ПУ) в ядро ЭВМ называется операцией ввода, а
передача из ядра ЭВМ в периферийное устройство  операцией вывода.
Связь устройств ЭВМ друг с другом осуществляется с помощью средств сопряжения  интерфейсов.
Интерфейс  представляет   собой   совокупность   физических   средств   сопряжения   (коннекторов,
разъемов),   линий   и   шин,   сигналов,   электронных   схем   и   алгоритмов,   предназначенную   для
осуществления обмена информацией между устройствами.
Для обеспечения параллельной работы процессора и периферийных устройств схемы управления
вводомвыводом   отделяют   от   процессора.   Выполнение   общих   функций   возлагают   на   общие   для
групп периферийного оборудования унифицированные устройства  контроллеры прямого доступа к
памяти, процессоры вводавывода.
BIOS   (Basic  Input  Output  System)     базовая   система   вводавывода.   Содержит   набор   основных
функций управления стандартными внешними устройствами PC.
Назначение ROM BIOS состоит в выполнении наиболее простых и универсальных услуг, связанных с
осуществлением вводавывода.
Обозначение ROM расшифровывается как Read Only Memory.
ROM BIOS выполняет три основные функции:
• предоставляет операционной системе аппаратные драйверы;
• содержит тест проверки системы, так называемый POST (Power On Self Test), который проверяет
при включении PC все важнейшие компоненты;
• содержит программу установки параметров BIOS.
Передача информации с периферийного устройства в ядро ЭВМ называется операцией ввода, а
передача из ядра ЭВМ в периферийное устройство  операцией вывода.
Структура системы с процессорами (каналами) вводавывода применяется в
высокопроизводительных ЭВМ. В таких ЭВМ система вводавывода строится путем централизации
аппаратуры управления вводомвыводом на основе применения программноуправляемых
процессоров (каналов) вводавывода. Обмен информацией между памятью и периферийным
устройством осуществляется через канал вводавывода. Каналы ввода  вывода полностью
освобождают процессор от управления операциями вводавывода.В вычислительной машине с
каналами вводавывода форматы передаваемых данных неоднородны, поэтому неоходимо
использовать в ЭВМ несколько специализированных интерфейсов.Можно выделить 4 типа
интерфейсов: интерфейс основной памяти, интерфейс процессорканалы, интерфейсы ввода
вывода, интерфейсы периферийных устройств (малые интерфейсы).Через интерфейс основной
памяти производится обмен информацией между памятью, с одной стороны, и процессором и
каналами  с другой. Интерфейс процессорканалы предназначается для передачи информации
между процессорами и каналами вводавывода.Через интерфейс вводавывода происходит обмен
информацией между каналами и блоками управления периферийных устройств.
Селекторный и мультиплексный каналы служат для обеспечения связи между ЭВМ и
периферийными (внешними) устройствами. По средствам селекторного канала ЭВМ соединяется с
быстродействующими внешними устройствами, такими как накопители на МД, МБ и МЛ. Работа
идет только с одним внешним устройством. Такой режим работы называется монопольным.
Так же селекторный канал может быть оснащён адаптером “каналканал”, который устанавливает
связь между каналами ЭВМ.
Через мультиплексный канал идёт обмен информацией между оперативной памятью и
периферийным оборудованием с малым быстродействием, например, устройства вводавывода на
перфоленты и перфокарты, алфавитноцифровое печатающее устройство. Такие устройства могут
работать независимо друг от друга.

file_name: билет 32 тема 1.docx

intro:
Вводом/выводом (ВВ) называется передача данных между ядром ЭВМ, включающим в себя микропроцессор и основную память, и внешними устройствами (ВУ). Это единственное средство взаимодействия ЭВМ с "внешним миром", и архитектура ВВ (режимы работы, форматы команд, особенности прерываний, скорость обмена и др.) непосредственно влияет на эффективность всей системы.
Устройства ввода и вывода, такие как клавиатура, мышь, монитор, принтер, жесткий диск, накопитель на гибких магнитных дисках, CD-ROM, модем и другие, принадлежат к стандартной комплектации системы, и их исполь¬зование является само собой разумеющимся.
Передача информации с периферийного устройства (ПУ) в ядро ЭВМ называется операцией ввода, а передача из ядра ЭВМ в периферийное устройство - операцией вывода.

title: Лекция "Система ввода-вывода: структура с каналами ввода-вывода."


extracted_text:
билет 32 тема 4
168 Сетевое оборудование ККС: состав и назначение.
Сетевое оборудование ККС: состав, назначение и характеристики
Ниже даются краткие сведения по основному сетевому оборудованию ККС, используемому в сетях
Х.25 и FR.
Модемы  – это наиболее массовый вид оборудования в сетях. Они различаются  между собой по
способу модуляции, пропускной способности, способу коррекции ошибок, способу сжатия данных. Для
различных   скоростей   работы   модемов,   различных   способов   коррекции   ошибок   и   сжатия   данных
разработаны стандарты.
Большой   популярностью   пользуются   технические   средства   для   построения   корпоративных   сетей
связи, производимые компанией RAD DATA COMMUNICATIONS. Среди них – модемы для проводных
выделенных   линий   связи,   в   частности   синхронные   модемы   для   работы   на   4х   проводных   линиях   в
дуплексном режиме:  ASM – 20 скорость от 32 Кбит/с до 256 Кбит/с, радиус действия на проводе
сечением 0,5 мм равен 7,5 км при скорости передачи 64 Кбит/с;
 ASM – 40 скорость от 64 Кбит/с до 2048 Кбит/с, радиус действия может достигать до 20 км;
 МТМ – 20 – скорость от 32 до 64 Кбит/с, радиус действия до 14 км при скорости передачи 32
Кбит/с.
Мультиплексоры     это   многофункциональные   устройства,   используемые   в   качестве   устройств
доступа   к   сетям,   а   также   для   построения   узлов   корпоративной   сети.   В   настоящее   время   в   сетях   с
коммутацией   пакетов   чаще  всего   используются   мультиплексоры   СХ1000  фирмы   Memotec,   MPRouter
6520 фирмы Motorola, Kilomux3000 фирмы RAD.
В   настоящее   время  сетевое   оборудование  выпускается   многими   фирмами,   каждая   из   которых
энергично рекламирует свою продукцию, что создает дополнительные трудности при его выборе. Есть
несколько критериев, которыми следует руководствоваться при выборе  сетевого оборудования. К ним
относятся:
=характеристика фирмыпроизводителя  сетевого оборудования, её известность на рынке сбыта как
производителя высококачественной продукции;
=функциональные   возможности   изделия,   его   выходные   техникоэксплуатационные   характеристики   и
условия эксплуатации;
=наличие стандартов по изделию;
=возможность подбора оборудования, производимого одной и той же фирмой.
Ниже даются краткие сведения по основному сетевому оборудованию ККС, используемому в сетях X.25 и
FR.
Модемы  это наиболее массовый вид оборудования в сетях. Они различаются между собой по способу
модуляции, пропускной способности, способу коррекции ошибок, способу сжатия данных. Для различных
скоростей   работы   модемов,   различных   способов   коррекции   ошибок   и   сжатия   данных   разработаны
стандарты.
При построении сети на базе телефонных каналов широко используются модемы серии 326xV.34 SDC
(Synchronous Data Compression) фирмы Motorola  мирового лидера в производстве высокоскоростных
аналоговых устройств. Эти модемы являются одной из лучших реализаций стандарта V.34. Они позволяют
передавать по 24 проводным выделенным каналам связи данные со скоростью до 28,8 Кбит/с, в качестве
дополнительного средства повышения скорости и достоверности данных реализован режим синхронной
компрессии (при этом скорость возрастает до 128 Кбит/с), что делает эти модемы идеальными для сетей
Х.25/ Frame Relay.
Модемы стандарта V.34 включают в свой состав последние достижения в технологии модуляции, в том
числе: предварительное тестирование линии, предварительный выбор способа кодирования, адаптивное
управление   мощностью   сигнала,   многомерное   решетчатое   кодирование.   Это   позволяет   достичь
максимально возможной скорости передачи, что особенно важно при использовании  телефонных  линий
невысокого качества.Модемы семейства 326х прошли испытания на всей территории России и отлично
зарекомендовали себя на отечественных каналах связи.
К числу наиболее распространенных модемов для передачи данных и факса производства фирмы Motorola
относятся следующие:  модемы серии 3400 PRO PC  для передачи данных и факса по 2х проводным коммутируемым
линиям со скоростью от 300 бит/с до 28,8 Кбит/с; скорость передачи в синхронном режиме до
115,2 Кбит/с, скорость передачи факса от 2400 бит/с до 14400 бит/с;
 модемы серии PREMIER 33.6, их характеристики близки к характеристикам серии 3400 PRO PC.
Большой популярностью пользуются технические средства для построения корпоративных сетей связи,
производимые   компанией   RAD   DATA   COMMUNICATIONS.   Среди   них      модемы   для   проводных
выделенных   линий   связи,   в   частности   синхронные   модемы   для   работы   на   4х   проводных   линиях   в
дуплексном режиме:
 ASM20 скорость от 32 Кбит/с до 256 Кбит/с, радиус действия на проводе сечением 0,5 мм равен
7,5 км при скорости передачи 64 Кбит/с;
 ASM40 скорость от 64 Кбит/с до 2048 Кбит/с, радиус действия может достигать до 20 км;
 МТМ20  скорость от 32 до 64 Кбит/с, радиус действия до 14 км при скорости передачи 32 Кбит/с.
Мультиплексоры  это многофункциональные устройства, используемые в качестве устройств доступа к
сетям, а также для построения узлов корпоративной сети. В настоящее время в сетях с коммутацией
пакетов чаще всего используются мультиплексоры СХ 1000 фирмы Memotec, MPRouter 6520 фирмы
Motorola, Kilomux3000 фирмы RAD.
Рассмотрим характеристики мультиплексора/коммутатора СХ1000, предназначенного для организации
передачи   голоса/данных   в   сетях   FR.   Фирмапроизводитель      Memotec      широко   известная
североамериканская транснациональная компания, работающая на рынке сетевого оборудования с 1969 г.
Изделие   СХ1000   имеет   модульную   конструкцию,   что   позволяет   создавать   узел   сети   с   необходимым
набором функций и требуемым числом портов в одном шасси.
С точки зрения возможности одновременной передачи данных, оцифрованного голоса и факсимильных
сообщений изделие СХ1000 имеет много уникальных особенностей:
 минимальная скорость оцифровки голоса равна 4,8 бит/с, причем реализован механизм подавления
пауз,   позволяющий   экономить   до   50   %   полосы   пропускания   канала,   отводимой   под   передачу
голоса;
 механизм   голосовой   компрессии,   используемый   в   изделии,   устойчив   к   потерям   кадров,   т.е.


голосовое соединение не разрывается и качество передачи голоса остается удовлетворительным;
в голосовой модуль изделия заложены возможности автоматического распознавания и передачи
сигналов   факсимильных   аппаратов,   что   позволяет   использовать   порты   голосовой  платы  для
подключения этих аппаратов без изменения конфигурации модуля;
голосовой   модуль   поддерживает   все   существующие   аналоговые   и   цифровые   интерфейсы
телефонного  оборудования.   В   сочетании   с   развитыми   встроенными   функциями   коммутации
голосовых   соединений   это   дает   возможность   реализовать   территориальнораспределенную
ведомственную телефонную сеть с подключенными к ней телефоннофаксимильными аппаратами,
учрежденскими и городскими АТС.
В состав мультиплексора СХ1000 входит большой набор функциональных модулей, каждый из которых
включает одну процессорную плату и несколько плат ввода  вывода.
К числу основных функциональных модулей относятся:
 FR600  модуль коммутации/доступа Frame Relay, выполняющий функции центра коммуникации сети
FR и устройства доступа к ней. Модуль выполняет процедуры протоколов управления FR, решает задачи
маршрутизации,   поддерживая   четырехуровневую   систему   абсолютных   и   относительных   приоритетов
информационных потоков, широковещательную передачу, фрагментацию и компрессию данных;
 АС600  модуль передачи голоса/факса по сети FR через модуль FR600. Он поддерживает функции
коммутации телефонных соединений и обеспечивает автоматический выбор свободного канала из группы,
автоматическое соединение, переадресацию вызова и т.д. Модуль обеспечивает подключение как обычных
аналоговых  телефонных  аппаратов, так и учрежденских и городских АТС, построение ведомственной
распределенной   телефонной   сети,   наложенной   на   сеть   передачи   данных.   Оцифровка   голоса
осуществляется   со   скоростью   4,8   и   8   Кбит/с,   автоматическое   распознавание   и   передача   сигналов факсимильного обмена  со скоростью от 2,4 до 9,6 Кбит/с. При использовании этого модуля уменьшается
вероятность   несанкционированного   доступа   к   голосовым   сообщениям,   т.к.   вся   информация
оцифровывается,   кодируется   и   уплотняется   в   общий   поток,   что   исключает   возможность   прямого
прослушивания телефонных переговоров в канале связи;
 CL600  модуль удаленного моста  маршрутизатора, обеспечивающий взаимодействие удаленных ЛКС
через сеть FR (типы ЛКС Ethernet или Token Ring, количество до 256). Маршрутизация выполняется для
протоколов IP и IPX;
   РХ674      модуль   коммутации   пакетов   сети   Х.25,   FR.   Может   функционировать   в   качестве   центра
коммутации пакетов сети Х.25, а также осуществлять инкапсуляцию данных в кадры FR для передачи их
по сети (через модуль FR 600);
   DI600   модуль   интерфейса   Е1/Т1,   обеспечивающий   использование   цифровых   групповых   каналов
учреждения и городских АТС (24 канала Т1 или 20 каналов Е1) для передачи голосового трафика в сеть
FR, осуществляя при этом компрессию оцифрованного голосового трафика (скорость передачи речи 5,8 и
8 Кбит/с). Модуль полностью совместим с модулем АС600, он выполняет практически те же функции:
коммутацию   голоса,   автоматическое   распознавание   и   передачу   сигналов   факсимильного   обмена,
подавление пауз, автоматическое соединение, переадресацию вызова, автоматический вызов свободного
канала из группы;
 МС600 D  низкоскоростной модуль компрессии данных, поддерживающий практически все известные
типы сетевых архитектур и протоколов (скорость портов до 128 Кбит/с);
   НС600      высокоскоростной   модуль   компрессии,   функционально   аналогичный   модулю   МС   600   D
(скорость портов до 2048 Кбит/с);
   FX600      новый   многофункциональный   модуль,   отличающийся   универсальностью:   он   может
одновременно   выполнять   функции   моста   маршрутизатора   локальной   сети,   коммутатора   FX,   центра
коммутации   пакетов   для   протоколов   Х25,   а   также   предоставлять   широкий   набор   сервисных   услуг
(разграничение доступа, создание пользовательских групп, учет графика и т.д.).

file_name: билет 32 тема 4.docx

intro:
Сетевое оборудование ККС: состав, назначение и характеристики
Ниже даются краткие сведения по основному сетевому оборудованию ККС, используемому в сетях Х.25 и FR.
Модемы – это наиболее массовый вид оборудования в сетях. Они различаются между собой по способу модуляции, пропускной способности, способу коррекции ошибок, способу сжатия данных. Для различных скоростей работы модемов, различных способов коррекции ошибок и сжатия данных разработаны стандарты.
Большой популярностью пользуются технические средства для построения корпоративных сетей связи, производимые компанией RAD DATA COMMUNICATIONS. Среди них – модемы для проводных выделенных линий связи, в частности синхронные модемы для работы на 4-х проводных линиях в дуплексном режиме: - ASM – 20 скорость от 32 Кбит/с до 256 Кбит/с, радиус действия на проводе сечением 0,5 мм равен 7,5 км при скорости передачи 64 Кбит/с;

title: Лекция "Сетевое оборудование ККС: состав и назначение."


extracted_text:
билет 33 тема 1 Прямой доступ к памяти.
В системах вводавывода ЭВМ используется два основных способа организации передачи данных
между памятью и периферийными устройствами: программноуправляемая передача и прямой доступ к
памяти.Программноуправляемая передача данных осуществляется при непосредственном участии и
под управлением процессора, который при этом выполняет специальную подпрограмму процедуры
вводавывода. Данные между памятью и периферийным устройством пересылаются через процессор.
Операция вводавывода инициируется текущей командой программы или запросом прерывания от
периферийного устройства. При этом процессор на все время выполнения операции вводавывода
отвлекается от выполнения основной программы.Кроме того, при пересылке блока данных процессору
приходится для каждой единицы передаваемых данных выполнять несколько команд, чтобы обеспечить
буферизацию, преобразование форматов данных, подсчет количества переданных данных,
формирование адресов в памяти и т.п. Это сильно снижает скорость передачи данных (не выше 100
Кб/сек), что недопустимо при работе с высокоскоростными ПУ.
Между тем, потенциально возможная скорость обмена данными при вводевыводе определяется
пропускной способностью памяти. Для быстрого вводавывода блоков данных используется прямой
доступ к памяти (DMA – Direct Memory Access).
Прямой доступ к памяти (ПДП) – система для быстрой передачи данных между памятью и
периферийным устройством, минуя процессор.При этом МП освобождается от участия в обмене
данными. ОЗУ связывается с МП и с аппаратурой, руководящей обменом данных, разными шинами.
Обмен данными полностью управляется с помощью аппаратных средств. Инициатором обмена данными
является ПУ, которое посылает запрос об обмене данными на флажок запроса ПДП. Флажок запроса
активизирует блок ПДП. Блок ПДП посылает в память сигнал чтения или записи и определяет ячейку
ОЗУ, с которой начнется обмен данными. Блок ПДП посылает эти сигналы, после того, как получит от
МП сигнал подтверждения. Регистр данных передает данные из ОЗУ в ПУ и из ПУ в ОЗУ. При ПДП
процессор освобождается от управления операциями ввода  вывода и может параллельно выполнять
основную программу. ПДП обеспечивает более высокое быстродействие и более высокую
производительность работы ЭВМ. Прямым доступом к памяти управляет контроллер ПДП, который
выполняет следующие функции:
1. Управление инициируемой процессором или ПУ передачей данных между ОП и ПУ.
2. Задание размера блока данных, который подлежит передаче, и области памяти, используемой
при передаче.
3. Формирование адресов ячеек ОП, участвующих в передаче.
4. Подсчет числа переданных единиц данных (байт или слов) и определение момента завершения
операции вводавывода.Указанные функции реализуются контроллером ПДП с помощью одного или
нескольких буферных регистров, регистра – счетчика текущего адреса данных и регистра – счетчика
подлежащих передаче данных.При инициировании операции вводавывода в счетчик подлежащих
передаче данных заносится размер передаваемого блока (число байт или слов), а в счетчик текущего
адреса  начальный адрес области памяти, используемой при передаче. При передаче каждого байта
содержимое счетчика адреса увеличивается на 1, при этом формируется адрес очередной ячейки
памяти, участвующей в передаче. Одновременно уменьшается на 1 содержимое счетчика подлежащих
передаче данных; обнуление этого счетчика указывает на завершение передачи.В компьютерах,
совместимых с IBM PC и PC/XT, для организации прямого доступа в память используется одна 4
канальная микросхема 8237, канал 0 которой предназначен для регенерации динамической памяти.
Каналы 2 и 3 предназначены для управления высокоскоростной передачей данных между дисководами
гибких дисков, винчестером и оперативной памятью соответственно. Только канал 1 доступен для
дополнительного оборудования.IBM РС/АТ – совместимые компьютеры имеют уже 7 каналов прямого
доступа к памяти. В первых компьютерах это достигалось каскадным включением двух микросхем
8237, как и в случае контроллеров прерываний. Поскольку прямой обмен данными между оперативной
памятью и периферийными устройствами в IBM PCсовместимых компьютерах имеет некоторые суще
ственные ограничения (в том числе и по скорости), то в PC/AT задействован только канал 2 – для
обмена с приводом флоппидиска. Заметим, что для первых четырех каналов ПДП (0–3) передача
данных осуществляется побайтно, а для каналов 5–7 – 16разрядными словами.Контроллер ПДП
обычно имеет более высокий приоритет в занятии цикла обращения к памяти по сравнению с
процессором. Управление памятью переходит к контроллеру ПДП, как только завершается цикл
обращения к памяти для текущей команды процессора.Прямой доступ к памяти обеспечивает высокую скорость обмена данными за счет того, что управление обменом производится не программными, а
аппаратными средствами.

file_name: билет 33 тема 1 Прямой доступ к памяти.docx

intro: В системах ввода-вывода ЭВМ используется два основных способа организации передачи данных между памятью и периферийными устройствами: программно-управляемая передача и прямой доступ к памяти.Программно-управляемая передача данных осуществляется при непосредственном участии и под управлением процессора, который при этом выполняет специальную подпрограмму процедуры ввода-вывода. Данные между памятью и периферийным устройством пересылаются через процессор. Операция ввода-вывода инициируется текущей командой программы или запросом прерывания от периферийного устройства

title: Лекция "Прямой доступ к памяти."