- •Структурно-функціональна організація апаратного та програмного забезпечення обчислювачів.
- •1.4 Структура аом
- •1.5 Структура гом
- •Системи машинних команд процесорів, формати даних і способи кодування команд і даних.
- •Способи організації доступу до даних та методи адресування команд і даних.
- •1.4 Організація підсистеми пам’яті комп’ютера.
- •1.5 Способи організації взаємодії апаратного забезпечення із системним програмним забезпеченням.
- •1.6 Взаємодія комп’ютера із зовнішніми пристроями.
- •Елементна база комп’ютерів.
- •2.2 Архітектура мп 80486, Pentium, мп adsp.
- •Базовая архитектура процессоров adsp-21xx
- •2.3 Архітектура процесора 80с51.
- •2.4 Risc-процесори ті їх архітектура.
- •2.5 Адресний простір. Способи адресації операндів.
- •2.6 Оперативна пам’ять: архітектура та принципи управління.
- •2.7 Система переривань та їх характеристики.
- •2.8 Динамічний розподіл пам’яті. Організація віртуальної пам’яті.
- •3.1 Склад системного програмного забезпечення.
- •3.2 Класифікація операційних систем.
- •Особенности алгоритмов управления ресурсами
- •Особенности аппаратных платформ
- •Особенности областей использования
- •Особенности методов построения
- •3.3 Різновиди мультизадачності в операційних системах.
- •3.4 Процеси та потоки в операційних системах.
- •Реальний та захищений режими адресації.
- •Особенности процессора 80286
- •Особенности процессоров 80386 — 80486
- •Страничная организация памяти
- •Описание
- •Использование
- •Структура адресного пространства ibm pc в реальном режиме Основная область памяти
- •Дополнительная область памяти
- •3.6 Оперативна пам’ять в мультизадачному режимі.
- •Алгоритми заміщення сегментів та сторінок у віртуальній пам’яті.
- •Структура жорсткого диску.
- •Vfat и длинные имена файлов
- •Файлова система hpfs.
- •Файлова система ntfs.
- •Керування процесами у операційних системах, їх стани та переходи. Управление процессами
- •Состояние процессов
- •Контекст и дескриптор процесса
- •Алгоритмы планирования процессов
- •Вытесняющие и невытесняющие алгоритмы планирования
- •3.11 Основні режими введення-виведення.
- •3.12 Оптимізація роботи з жорстким диском.
- •4.1 Структура системних областей пам’яті (ms-dos).
- •4.2 Програмування дискової підсистеми комп’ютера (mbr, Partition Table, fat12/16/32).
- •4.3 Програмування відеосистеми комп’ютера (cga, ega, vga).
- •4.4 Особливості програмування текстового та графічного режимів відеоадаптера.
- •4.5 Робота з маніпулятором миші (ms-dos, ms-Windows).
- •4.6 Обробка переривань.
- •4.1. Таблица векторов прерываний
- •4.2. Маскирование прерываний
- •4.4. Особенности обработки аппаратных прерываний
- •4.8 Ініціалізація dll-бібліотек, динамічний експорт та імпорт функцій у середовищі Microsoft Windows. Бібліотеки динамічної компоновки. Ініціалізація dll.
- •2.23.1. Статическая и динамическая компоновка
- •Експорт та імпорт функцій при використанні dll-бібліотек.
- •5.1 Системні та локальні шини, основні характеристики.
- •5.2 Шини з комутацією ланцюгів та комутацією пакетів. Розщеплення транзакцій.
- •5.3 Шини Firewire (ieee 1394), pci, pci-e, основні характеристики.
- •Особенности ieee - 1394
- •Шини pci основні характеристики.
- •ШиниPci-е, основні характеристики.
- •5.4 Стандарт ieee 1284 – 1994, фізичний та електричний інтерфейси.
- •5.6 Характеристики сучасних жорстких дисків.
- •5.7 Інтерфейси жорстких дисків в ibm pc, їх особливості.
- •5.8 Характеристики сучасних принтерів, сканерів.
- •5.9 Структура та принцип роботи сучасних модемів.
- •5.10 Основні характеристики джерел безперервного живлення.
- •6.1 Архітектура і стандартизація комп’ютерних мереж.
- •6.2 Лінії зв’язку: класифікація, характеристики, типи кабелів.
- •6.3 Методи кодування даних у комп’ютерних мережах.
- •6.4 Технології канального рівня tcp/ip та їх специфікації. Стек протоколов tcp/ip История и перспективы стека tcp/ip
- •Структура стека tcp/ip. Краткая характеристика протоколов
- •6.5 Мережеве обладнання: класифікація, функції.
- •Параметры сетевого адаптера
- •Функции и характеристики сетевых адаптеров
- •Классификация сетевых адаптеров
- •6.6 Протоколи локальних мереж: tcp, udp, iPv4, iPv6 та ін.
- •36. Протоколи транспортного рівня tcp и udp (загальна характеристика, порти)
- •37. Протокол транспортного рівня udp
- •Адресация iPv4
- •Синтаксис адреса iPv4
- •Типы адресов iPv4
- •Индивидуальные адреса iPv4
- •Групповые адреса iPv4
- •Широковещательные адреса iPv4
- •История создания
- •Исчерпание iPv4 адресов в 2011 году
- •Тестирование протокола
- •Внедрение протокола
- •Сравнение с iPv4
- •Автоконфигурация
- •Метки потоков
- •Механизмы безопасности
- •Основы адресации iPv6
- •Типы Unicast адресов
- •Формат пакета
- •Нотация
- •Зарезервированные адреса iPv6
- •6.7 Адресація в комп’ютерних мережах.
- •Ip адресация, классы ip адресов и значение маски подсети
- •Для чего нужны ip адреса?
- •Структура ip адреса
- •Разделение ip адреса на сетевую и узловую части
- •Классы ip адресов и маски подсети по умолчанию
- •Классовая и бесклассовая адресация
- •Назначение маски подсети
- •Публичные и частные ip-адреса
- •Адреса одноадресных, широковещательных и многоадресных рассылок
- •Одноадресная рассылка
- •Широковещательная рассылка
- •Многоадресная рассылка
- •Сравнение протоколов ip версии 4 (iPv4) и ip версии 6 (iPv6)
- •6.8 Об’єктивні характеристики комп’ютерних мереж.
- •6.9 Схема ip-маршрутизації.
- •6.10 Фрагментація ip-пакетів. Фрагментация ip-пакетов
- •6.11 Служби dns та dhcp.
- •Ключевые характеристики dns
- •Дополнительные возможности
- •Терминология и принципы работы
- •Рекурсия
- •Обратный dns-запрос
- •Записи dns
- •6.12 Протоколи маршрутизації. Протоколы маршрутизации
- •Віртуальні приватні мережі.
- •Уровни реализации
- •Структура vpn
- •Классификация vpn
- •По степени защищенности используемой среды
- •По способу реализации
- •По назначению
- •По типу протокола
- •По уровню сетевого протокола
- •6.14 Засоби забезпечення надійності функціонування та захисту комп’ютерних мереж.
- •7.1 Основи мови програмування Java.
- •7.2 Проміжне програмне забезпечення розподілених комп’ютерних систем. Архітектура rpc (Remote Procedure Calls).
- •7.3 Технологія rmi (Remote Method Invocation).
- •24. Java rmi Достоинства и недостатки Java rmi
- •7.4 Технологія corba .
- •7.5 Сервлет-технологія Java.
- •7.6 Сторінки jsp. Теги та вбудовані об’єкти jsp.
- •26. Теги и встроенные объекты jsp:
- •7.7 Технологія jms. Моделі jms-повідомлень.
- •Введение
- •Архитектура jms
- •Первое знакомство
- •Модель сообщений jms
- •Поля заголовка
- •Свойства (properties) сообщений
- •Уведомления сообщений
- •Интерфейс Message
- •Выборка сообщений
- •Доступ к отправленным сообщениям
- •Изменение полученного сообщения
- •Тело сообщения
- •7.8 Основи мови xml.
- •7.9 Протокол soap. Структура soap – документа.
- •1.4. Операторы
- •1.4.1. Оператор выражение
- •1.4.2. Пустой оператор
- •1.4.3. Составной оператор
- •1.4.4. Оператор if
- •1.4.5. Оператор switch
- •1.4.6. Оператор break
- •1.4.7. Оператор for
- •1.4.8. Оператор while
- •1.4.9. Оператор do while
- •1.4.10. Оператор continue
- •1.4.11. Оператор return
- •1.4.12. Оператор goto
- •8.2 Одновимірні та багатовимірні масиви. Покажчики. Масиви динамічної пам’яті.
- •8.3 Структури, об’єднання, бітові поля структур та об’єднань.
- •Объявление битовых полей
- •Доступ к элементам структур с битовыми полями
- •Размещение битовых полей в памяти
- •Призначення функції. Опис, визначення, виклик функції. Передача даних за значенням та за покажчиком.
- •Функції з параметрами, що замовчуються, зі зміними параметрами
- •8.5 Перевантаження функцій. Шаблони функцій. Покажчики на функції. Перевантажені функції, шаблони функцій.
- •8.6 Функції роботи з файлами. Введення/виведення даних різного типу у файл/з файлу.
- •Int fprintf(file *fp, char *format [,аргумент]…);
- •Int fscanf(file *fp, char *format [,указатель]…);
- •Визначення класу. Конструктор, перевантажені конструктори, деструктор.
- •8.8 Статичні члени класу. Дружні функції класу. Перевантаження операцій.
- •18 Ооп. Поняття дружніх функціїй. Різниця між дружньою функцією - членом класу та не членом класу.
- •19 Ооп. Поняття перевантаження операцій. Правила її використання.
- •8.9 Успадкування класів. Множинне успадкування.
- •9.1 Векторні, паралельні, конвеєрні системи.
- •9.2 Основні характеристики паралельних алгоритмів: ступінь паралелізму, прискорення, ефективність. Закон Амдала.
- •Математическое выражение
- •Иллюстрация
- •Идейное значение
- •9.3 Метод логарифмічного здвоєння та рекурсивного подвоєння.
- •9.4 Методи паралельного множення матриць. §34. Алгоритм умножения матриц
- •9.5 Стандарт mpi, основні функції для організації паралельних програм: ініціалізації та завершення паралельної програми, визначення рангу процесу, визначення загального числа процесів.
- •9.6 Функції двохточкового обміну.
- •9.7 Функції колективного обміну: розподілення, широкомовної розсилки, збору, зведення, сканування.
- •10.1 Архітектура субд. Функції субд.
- •2.1. Основные функции субд
- •2.1.1. Непосредственное управление данными во внешней памяти
- •2.1.2. Управление буферами оперативной памяти
- •2.1.3. Управление транзакциями
- •2.1.4. Журнализация
- •2.1.5. Поддержка языков бд
- •10.2 Реляційна модель та її характеристики.
- •10.3 Потенційні, первинні та зовнішні ключі.
- •10.4 Цілісність реляційних даних. Целостность реляционных данных
- •10.5 Операції реляційної алгебри.
- •10.6 Основні поняття sql: прості запити, склеювання таблиць; умови відбору рядків таблиць; агрегатні функції, запити з групуванням, складні запити. Sql. Простые запросы
- •Агрегатные функции, группировка данных
- •Запрос с группировкой
- •Пояснения
- •Сложные запросы
- •Объединение таблиц
- •Имена таблиц и столбцов
- •Создание обьединения
- •Объединение таблиц через справочную целостность
- •Объединения таблиц по равенству значений в столбцах и другие виды объединений
- •Объединение более двух таблиц
- •Объединение таблицы с собой псевдонимы
- •10.7 Інфологічна, логічна або концептуальна модель даних. Основные этапы проектирования баз данных Концептуальное (инфологическое) проектирование
- •Логическое (даталогическое) проектирование
- •Физическое проектирование
- •10.8 Функціональні залежності. 1, 2 та 3 нормальні форми відношень.
- •8 Нормалізація відношень. 1 та 2 нормальні форми.
- •9 Нормалізація відношень. 3 нормальна форма та нормальна форма Бойса-Кодда. Навести приклади
- •Нормальные формы er-диаграмм
- •Первая нормальная форма er-диаграммы
- •Вторая нормальная форма er-диаграммы
- •Третья нормальная форма er-диаграммы
- •Семантическая модель Entity-Relationship (Сущность-Связь)
- •Основные понятия er-модели
- •Уникальные идентификаторы типов сущности
- •Нормальные формы er-диаграмм
- •Первая нормальная форма er-диаграммы
- •Вторая нормальная форма er-диаграммы
- •Третья нормальная форма er-диаграммы
- •10.9 Багатозначні залежності та залежності з’єднання. 4 та 5 нормальні форми відношень.
- •9.3. Зависимости проекции/соединения и пятая нормальная форма
- •9.3.2. Зависимость проекции/соединения
- •9.3.3. Аномалии, вызываемые наличием зависимости проекции/соединения
- •9.3.4. Устранение аномалий обновления в 3-декомпозиции
- •2.5.5. Пятая нормальная форма
- •4.5. Нормальные формы
- •10.10 Проектування бд методом сутність-зв’язок. Er-діаграми. Моделирование методом "сущность-связь" Основные понятия модели "сущность-связь"
- •Графическая нотация модели: диаграммы "сущность-связь"
- •Нормализация модели "сущность-связь"
- •11.1 Властивості інформації. Класифікація загроз інформації.
- •11.2 Рівні захисту інформації в комп’ютерних мережах.
- •11.3 Законодавчий рівень захисту інформації.
- •11.4 Криптографічний захист інформації.
- •11.5 Стандарти симетричного шифрування даних.
- •11.6 Системи ідентифікації та аутентифікації користувачів.
- •11.7 Парольна система. Вимоги до паролів.
- •11.8 Методи та засоби захисту від віддалених мережевих атак.
9.1 Векторні, паралельні, конвеєрні системи.
Оксфордский толковый словарь по вычислительной технике, изданный в 1986 году, сообщает, чтосуперкомпьютер - это очень мощная ЭВМ с производительностью свыше 10 MFLOPS. Сегодня этот результат перекрывают уже не только рабочие станции, но, по пиковой производительности, и ПК. В начале 1990-х годов границу проводили уже около отметки в 300 MFLOPS. В 2001 году специалисты двух ведущих "суперкомпьютерных" стран, США и Японии, договорились о подъеме планки до 5 GFLOPS.
Таким образом, основные признаки, характеризующие супер-ЭВМ, следующие:
самая высокая производительность;
самый современный технологический уровень (например, GaAs-технология);
специфические архитектурные решения, направленные на повышение быстродействия (например, наличие операций над векторами);
цена, обычно свыше 1-2 млн. долларов.
Какой из факторов является решающим в достижении современных фантастических показателей производительности? Обратимся к историческим фактам. На одном из самых первых компьютеров EDSAC (1949 г.), имевшем время такта 2 мкс, можно было выполнить в среднем 100 арифметических операций в секунду. А пиковая производительность суперкомпьютера CRAY C90 с временем такта порядка 4 нс - около 1 миллиарда арифметических операций в секунду. Таким образом, производительность компьютеров за этот период возросла примерно в 10 миллионов раз, а время такта уменьшилось лишь в 500 раз. Следовательно, увеличение производительности происходило и за счет других факторов, важнейшим среди которых является использование новых архитектурных решений, в частности - принципа параллельной обработки данных.
Параллельная обработка данных имеет две разновидности: конвейерность и параллельность.
Идея конвейерной обработки заключается в выделении отдельных этапов выполнения общей операции, причем так, чтобы каждый этап, выполнив свою работу, передавал бы результат следующему, одновременно принимая новую порцию входных данных. Выигрыш в скорости обработки данных получается за счет совмещения прежде разнесенных во времени операций.
Параллельная обработка данных предполагает наличие нескольких функционально независимых устройств.
Закон Амдала
Закон Амдала
S<= 1/ [f + (1-f)/p]
где S - ускорение, f - доля операций, которые нужно выполнить последовательно, p - число процессоров.
Следствие из закона Амдала: для того чтобы ускорить выполнение программы в q раз, необходимо ускорить не менее чем в q раз и не менее чем (1-1/q)-ую часть программы. Следовательно, если нужно ускорить программу в 100 раз по сравнению с ее последовательным вариантом, то необходимо получить не меньшее ускорение на не менее чем 99,99 % кода!
История появления параллелизма в архитектуре ЭВМ
Все современные процессоры используют тот или иной вид параллельной обработки. Изначально эти идеи внедрялись в самых передовых, а потому единичных компьютерах своего времени:
1953 г. - IBM 701, 1955 г. - IBM 704: разрядно параллельная память и арифметика, АЛУ с плавающей точкой.
1958 г. - IBM 709: независимые процессоры ввода/вывода (т.е. контроллеры ВУ).
1961 г. - IBM STRETCH: опережающий просмотр вперед, расслоение памяти на 2 банка.
1963 г. - ATLAS: реализована конвейерная обработка данных - конвейер команд.
1964 г. - CDC 6600: независимые функциональные устройства.
1969 г. - CDC 7600: конвейерные независимые функциональные устройства (8 конвейеров).
1974 г. - ALLIAC: матричные процессоры (УУ + матрица из 64 процессоров).
1976 г. - CRAY1: векторно-конвейерные процессоры. Введение векторных команд, работающих с целыми массивами независимых данных.
I. Векторно-конвейерные компьютеры (PVP). Имеют MIMD-архитектуру (множество инструкций над множеством данных).
Основные особенности:
конвейерные функциональные устройства;
набор векторных инструкций в системе команд;
зацепление команд (используется как средство ускорения вычислений).
Характерным представителем данного направления является семействовекторно-конвейерных компьютеров CRAY.
Рассмотрим, например, суперкомпьютер CRAY Y-MP C90, имеющий следующие характеристики:
Максимальная конфигурация - 16 процессоров, время такта - 4,1 нс, что соответствует тактовой частоте почти 250 МГц.
Разделяемые ресурсы процессора:
Оперативная память (ОП) разделяется всеми процессорами и секцией ввода/вывода, разделена на множество банков, которые могут работать одновременно.
Секция ввода/вывода. Компьютер поддерживает три типа каналов с разной скоростью передачи:
Low-Speed Channels - 6 Мбайт/с
High-Speed Channels - 200 Мбайт/с
Very High-Speed Channels - 1800 Мбайт/с
Секция межпроцессорного взаимодействия содержит регистры и семафоры, предназначенные для передачи данных и управляющей информации.
Вычислительная секция процессора состоит из:
регистров (адресных, скалярных, векторных);
функциональных устройств;
сети коммуникаций.