-
Принципы организации машины фон Неймана.
В 1946 году трое учёных — Бёркс, Голдстайн и Джон фон Нейман — опубликовали статью «Предварительное рассмотрение логического конструирования электронного вычислительного устройства». В статье обосновывалось использование двоичной системы для представления данных в ЭВМ (преимущественно для технической реализации, простота выполнения арифметических и логических операций — до этого машины хранили данные в десятичном виде), выдвигалась идея использования общей памяти для программы и данных. Данные идеи получили название «принципы фон Неймана».
Принцип двоичного кодирования
Согласно этому принципу, вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичных сигналов (двоичных цифр, битов) и разделяется на единицы, называемые словами.
Принцип однородности памяти
Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
Принцип адресуемости памяти
Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к хранящимся в них значениям можно было бы впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программы с использованием присвоенных имен.
Принцип последовательного программного управления
Предполагает, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
Принцип жесткости архитектуры
Неизменяемость в процессе работы топологии, архитектуры, списка команд.
Компьютеры, построенные на этих принципах, относят к типу фон-неймановских.
Фон Нейман не только выдвинул основополагающие принципы логического устройства ЭВМ, но и предложил ее структуру, которая воспроизводилась в течение первых двух поколений ЭВМ. Основными блоками по Нейману являются устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ) (обычно объединяемые в центральный процессор), память, внешняя память, устройства ввода и вывода. Схема устройства такой ЭВМ представлена на рис. 1. Следует отметить, что внешняя память отличается от устройств ввода и вывода тем, что данные в нее заносятся в виде, удобном компьютеру, но недоступном для непосредственного восприятия человеком. Так, накопитель на магнитных дисках относится к внешней памяти, а клавиатура – устройство ввода, дисплей и печать – устройства вывода.
-
Модель взаимодействия открытых систем (7-ми уровневая модель). Протоколы.
OSI – open system interconnection basic reference model – универсальная модель обмена данными для систем разнообразных архитектур, (стандарт взаимодействия открытых систем). Представляет собой семиуровневую структуру, последовательно описывающую сеанс обмена данными.
1) физический уровень
Отвечает за побитовый приём/передачу потоков данных, не обладает механизмами интерпретации получаемых данных. Нижней границей этого уровня можно считать коннектор, подключённый к передающей среде.
Протоколы: Ethernet, DSL.
2) канальный уровень
Упаковывает/распаковывает кадры (фреймы), переданные/принятые через физический уровень, осуществляет контроль целостности данных и служит для отлова ошибок. Кадр (фрейм) – это структура, содержащая в себе достаточную информацию для успешной передачи данных к точке назначения.
Протоколы: PPPoE, TokenRing.
3) сетевой уровень
Отвечает за установление маршрута между отправителем и получателем. Использует собственную архитектуру маршрутизации, независимую от машинной маршрутизации канального уровня. Это позволяет обмениваться информацией машинам, не входящим в один сегмент локальной сети.
Протоколы: IPv4/IPv6, IPseс.
4) транспортный уровень
Отвечает за целостность информации на уровне взаимодействия с маршрутизатором – в случае потери пакета, высылает запрос на повторную передачу(зависит от протокола, UPD за доставкой не следит в вполне допускает потерю пакетов). Кроме того, восстанавливает правильную последовательность пакетов, если она была нарушена при передаче.
Протоколы: TCP, UPD
5) сеансовый уровень
Как следует из названия, основная функция этого уровня – организация сеанса, то есть организация передачи управления при связи двух машин. Сеанс определяет характер обмена (одно- или двусторонний), а также гарантирует завершение обработки одного запроса до принятия следующего. Восстановление прерванного сеанса достигается так называемыми точками синхронизации, с которых продолжается сеанс после восстановления связи.
Протоколы: RPC, PPTP