- •1.Архитектуры вычислительных систем.
- •2.Архитектура многопроцессорных систем.
- •3.Классификация вычислительных систем.
- •4.Классификация процессоров.
- •5.Регистровая модель процессора x86.
- •6.Режимы работы процессора 80386.
- •1.Реальный режим
- •2. Защищенный режим
- •7.Процессор х86: непосредственная и регистровая адресация.
- •8.Процессор х86: прямая адресация и прямая со сдвигом.
- •9.Процессор х86: косвенная адресация и косвенная со сдвигом.
- •10.Процессор х86: индексная адресация и индексная с масштабированием.
- •11.Размещение в памяти многомерных статических массивов и доступ к их элементам.
- •15.Процессор х86: инструкции копирования данных.
- •16.Процессор х86: инструкции ввода-вывода.
- •17.Представление целых чисел: прямой код, дополнительный код, bsd.
- •18.Процессор х86: инструкции сложения, сложения с переносом.
- •19.Процессор х86: сложение чисел в формате bcd.
- •20.Процессор х86: инструкции вычитания, вычитания с заемом.
- •21.Процессор х86: инструкции умножения.
- •22.Процессор х86: инструкция деления.
- •23.Процессор х86: операции расширения знакового бита.
- •24.Процессор х86: поразрядные логические инструкции, использование масок.
- •25.Процессор х86: инструкции сдвига. Умножение и деление на константы.
- •26.Процессор х86: инструкции цикла. Отличие от циклах в языках высокого уровня.
- •27.Процессор х86: Ожидание готовности пу с тайм-аутом на основе цикла.
- •28.Процессор х86: безусловный переход и виды меток.
- •29.Процессор х86: вызов процедуры и прерывания (рамка стека функции в с).
- •30.Процессор х86: инструкции условного перехода.
- •31.Процессор х86: строковый примитив копирования данных.
- •32.Процессор х86: строковые примитивы сравнения данных, сканирования данных и заполнения данных.
- •33.Сегменты реального и защищенного режима. Глобальная и локальная таблицы дескрипторов.
- •34.Механизм преобразования линейного адреса в физический в процессоре x86.
- •46.Математический сопроцессор: инструкции вычисления функций.
- •47. Математический сопроцессор: инструкции сравнения и условный переход по результатам сравнения
- •48.Математический сопроцессор: регистры управления и состояния.
- •49.Математический сопроцессор: исключения и их маскирование.
- •50. Дисковые накопители. Логическая и физическая геометрия жесткого диска, линейная адресация.
- •51. Разделы жесткого диска. Осуществление загрузки.
- •53. Стек tcp/ip и его соответсвие 7 уровневой модели osi iso.
- •54.Пример передачи и приема пакета в стеке tcp/ip.
- •55. Ip и mac адреса. Служба arp. Классы ip адресов.
- •56.Маршрутизация и таблицы маршрутизатора.
- •57.Доменные имена и служба dns.
- •58.Статические и динамические ip адреса. Служба dhcp.
1.Архитектуры вычислительных систем.
Понятие архитектуры высокопроизводительной системы является достаточно широким, поскольку под архитектурой можно понимать и способ параллельной обработки данных, используемый в системе, и организацию памяти, и топологию связи между процессорами, и способ исполнения системой арифметических операций.
Классификация архитектур по параллельной обработке данных
В 1966 году М.Флинном (Flynn) был предложен чрезвычайно удобный подход к классификации архитектур вычислительных систем. В основу было положено понятие потока, под которым понимается последовательность элементов, команд или данных, обрабатываемая процессором. Соответствующая система классификации основана на рассмотрении числа потоков инструкций и потоков данных и описывает четыре архитектурных класса:
SISD = Single Instruction Single Data MISD = Multiple Instruction Single Data SIMD = Single Instruction Multiple Data MIMD = Multiple Instruction Multiple Data )
SISD (single instruction stream / single data stream) - одиночный поток команд и одиночный поток данных. К этому классу относятся последовательные компьютерные системы, которые имеют один центральный процессор, способный обрабатывать только один поток последовательно исполняемых инструкций. В настоящее время практически все высокопроизводительные системы имеют более одного центрального процессора, однако, каждый из них выполняют несвязанные потоки инструкций, что делает такие системы комплексами SIMD-систем, действующих на разных пространствах данных. Для увеличения скорости обработки команд и скорости выполнения арифметических операций может применяться конвейерная обработка. В случае векторных систем векторный поток данных следует рассматривать как поток из одиночных неделимых векторов. Примерами компьютеров с архитектурой SISD являются большинство рабочих станций Compaq, Hewlett-Packard и Sun Microsystems.
MISD (multiple instruction stream / single data stream) - множественный поток команд и одиночный поток данных. Теоретически в этом типе машин множество инструкций должно выполнятся над единственным потоком данных. До сих пор ни одной реальной машины, попадающей в данный класс, не было создано. В качестве аналога работы такой системы, по-видимому, можно рассматривать работу банка. С любого терминала можно подать команду и что-то сделать с имеющимся банком данных. Поскольку база данных одна, а команд много, то мы имеем дело с множественным потоком команд и одиночным потоком данных.
SIMD (single instruction stream / multiple data stream) - одиночный поток команд и множественный поток данных. Эти системы обычно имеют большое количество процессоров, в пределах от 1024 до 16384, которые могут выполнять одну и ту же инструкцию относительно разных данных в жесткой конфигурации. Единственная инструкция параллельно выполняется над многими элементами данных. Примерами SIMD машин являются системы CPP DAP, Gamma II и Quadrics Apemille. Другим подклассом SIMD-систем являются векторные компьютеры. Векторные компьютеры манипулируют массивами сходных данных подобно тому, как скалярные машины обрабатывают отдельные элементы таких массивов. Это делается за счет использования специально сконструированных векторных центральных процессоров. Когда данные обрабатываются посредством векторных модулей, результаты могут быть выданы на один, два или три такта частотогенератора (такт частотогенератора является основным временным параметром системы). При работе в векторном режиме векторные процессоры обрабатывают данные практически параллельно, что делает их в несколько раз более быстрыми, чем при работе в скалярном режиме. Примерами систем подобного типа является, например, компьютеры Hitachi S3600.
MIMD (multiple instruction stream / multiple data stream) - множественный поток команд и множественный поток данных. Эти машины параллельно выполняют несколько потоков инструкций над различными потоками данных. В отличие от многопроцессорных SISD-машин, упомянутых выше, команды и данные связаны, потому что они представляют различные части одной и той же выполняемой задачи. Например, MIMD-системы могут параллельно выполнять множество подзадач, с целью сокращения времени выполнения основной задачи. Наличие большого разнообразия попадающих в данный класс систем, делает классификацию Флинна не полностью адекватной. Действительно и четырех-процессорный SX-5 компании NEC и тысяче-процессорный Cray T3E оба попадают в этот класс. Это заставляет использовать другой подход к классификации, иначе описывающий классы компьютерных систем. Основная идея такого подхода может состоять, например, в следующем. Считаем, что множественный поток команд может быть обработан двумя способами: либо одним конвейерным устройством обработки, работающем в режиме разделения времени для отдельных потоков, либо каждый поток обрабатывается своим собственным устройством. Первая возможность используется в MIMD компьютерах, которые обычно называют конвейерными или векторными, вторая – в параллельных компьютерах. В основе векторных компьютеров лежит концепция конвейеризации, т.е. явного сегментирования арифметического устройства на отдельные части, каждая из которых выполняет свою подзадачу для пары операндов. В основе параллельного компьютера лежит идея использования для решения одной задачи нескольких процессоров, работающих сообща, причем процессоры могут быть как скалярными, так и векторными.