2. Перечень дисциплин
Дискретная математика
Теория автоматов
Программирование на языках высокого уровня
Технологии программирования
Системное программное обеспечение
Компьютерная графика
Организация ЭВМ и систем
Базы данных
Сети ЭВМ и телекоммуникации
Интерфейсы периферийных устройств
Методы и средства защиты компьютерной информации
Каналы передачи данных
3. Содержание билетов гэ
(версия 2007/2008 уч. года)
3.1. Блок 1.
Фон-неймановская архитектура ЭВМ: концепция, достоинства, недостатки. Тенденции развития архитектур ЗВМ.
Методы кодирования данных в вычислительных системах. Информационные характеристики сообщений. Информационная избыточность. Корректирующее кодирование. Сжатие данных без потерь. Преобразования кодов в системах передачи и хранения информации.
Организация вычислительных устройств: принципы построения процессоров, команды, способы адресации, организация памяти и ввода-вывода.
Структура процессора. Операционные и управляющие устройства. Выборка и выполнение микрокоманд. Кодирование микрокоманд. Синхронизация микрокоманд.
Аппаратная организация оперативной памяти. Циклы обращения к памяти. Непосредственный, прямой и последовательный доступ. Ширина выборки. Методы логической организации оперативной памяти.
Структуры и функциональные схемы адресных запоминающих устройств. Статические и динамические запоминающие элементы. Постоянные запоминающие устройства.
Аппаратная организация оперативной памяти. Адресная, ассоциативная, стековая память, их упрощенные функциональные схемы. Специальные виды оперативной памяти: стеки и очереди. Применение аппаратных стеков и очередей.
Виды стеков. Стек и нуль-адресная машина. Стеки и рекурсивные процедуры.
Иерархия памяти в современных ЭВМ. ОЗУ, ВЗУ, архивные ЗУ, кэш - память.
Сегментная организация памяти. Модели памяти. Блоки памяти в MS DOS.
Понятие команды, машинной операции, структуры и форматы машинных команд. Способы адресации.
Команды безусловных и условных передач управления. Их назначение и порядок выполнения. Форматы команд. Понятие модификации адреса. Механизм индексации.
Принципы организации системы прерывания программ. Функции контроллера прерываний. Вектор прерывания. Основные характеристики системы прерывания (количество, время реакции, задержка, глубина прерывания). Организация перехода к программе обработки прерываний. Структура обработчика прерываний. Приоритеты прерываний.
Общие принципы организации операций ввода-вывода информации. Обобщенная структура контроллера ввода-вывода. Программный ввод-вывод. Ввод-вывод по прерыванию. Ввод-вывод в режиме ПДП. Варианты ПДП: с захватом цикла; с блокировкой процессора. Контроллер ПДП.
Классификация регистров адаптера внешнего устройства. Методы программного доступа к регистрам ВУ. Алгоритмы управления подсистемами ввода/вывода. Реализация программного обмена на примере параллельного порта: линии, форматы данных, регистры, алгоритм обмена.
Логические стандарты последовательных интерфейсов. Синхронизация обмена и передача данных в последовательных радиальных интерфейсах. Кодирование данных в последовательных каналах. Организация интерфейса в стандарте RS-232. Схемы соединения абонентов. Информационная и техническая скорость передачи данных. Реализация программного обмена на примере последовательного порта: форматы данных, регистры, алгоритм обмена.
Модемы. Архитектура, сигналы, виды модуляции, сжатие данных.
Схемы замещения линии связи. Влияние параметров линии на искажения сигналов.
Функции и классификация интерфейсов. Интерфейсы как структурообразующие компоненты вычислительных систем. Виды и состав стандартов, определяющих интерфейс.
Основные классификационные признаки интерфейсов. Требования к системным, внутренним, машинным, внешним, сетевым интерфейсам и их особенности.
Особенности шинной организации. Варианты пространственно-временной организации системных шин: раздельные шины, общие шины, секционированные шины. Управление обменом при шинной организации. Перекос сигналов в параллельных шинах.
Асинхронный и синхронный режимы обмена в мультиплексированных магистральных шинах. Дешифрация адреса в пассивных устройствах. Четырехтактный цикл обмена в синхронной шине.
Системные интерфейсы: магистральные (синхронные и асинхронные), магистрально-радиальные, магистрально-цепочечные. Последовательная организация системных интерфейсов. Эволюция системных интерфейсов IBM-совместимых ПК.
Эталонная модель взаимодействия открытых систем. Определения протокола и интерфейса. Примеры протоколов и интерфейсов. Линии и сигналы физического уровня: электрические, оптические, инфракрасные, радиоканалы.
Методы повышения надежности при передаче данных. Корректирующие коды.
Избыточность и сжатие данных. Основные алгоритмы сжатия без потерь информации.
Последовательные интерфейсы ITU-T V.24,V.35. Перечень и назначение сигналов. Сбалансированная форма представления сигналов. Синхронный и асинхронный режимы обмена.
Технологии xDSL. Область применения устройств xDSL. Алгоритмы линейного кодирования 2B1Q, CAP, DMT. Сравнение технологий HDSL, SDSL, ADSL.
Технология Frame Relay (FR). Особенности информационного взаимодействия компонентов сетей FR. Назначение DLCI. Интерфейс LMI. Структура кадра. Процедура управления перегрузками, назначение битов FECN, BECN, DE.
Технология АТМ. Принципы обеспечения гарантированного качества обслуживания в сетях ATM, размер и структура ячейки. Основные типы трафика ATM CBR rt-VBR nrt-VBR. Структура коммутатора ATM.
Сети Ethernet. Метод CSMA/CD доступа к среде передачи. Алгоритм TBEBO разрешения коллизий в сетях Ethernet. Линейное кодирование M2.
Сети IEEE 802.3 10BaseT, 100BaseTX. Используемые среды передачи и основные характеристики. Категории UTP. Понятие СКС. Процедуры LTP и Auto-Negotiation.
Сетевой адрес Internet. Структура сетевого адреса Internet. Сети классов A,B,C. Адреса типа broadcast, directed broadcast. Понятие внеклассовой сети.
Маршрутизация в сетях IP. Форма определения маршрута в сети Internet. Статическая и динамическая маршрутизация. Понятия next hop и default gateway.
Управляющие протоколы Internet. Назначение протокола DHCP, его сравнение с RARP. Использование протоколов SNMP и TELNET для управления активными узлами сети.
Организация памяти на гибких магнитных дисках. Методы кодирования данных. Интерфейс стандарта SASI. Основные функции BIOS для работы с НМД.
Подсистемы внешней памяти на жестких магнитных дисках: стандарты ST412, IDE, SCSI, Serial ATA. Трансляция адресов. Zoned, Intelligent и S.M.A.R.T-контроллеры.
Типы файловых систем. Организация файловых систем с таблицами размещения файлов (FAT и VFAT). Ошибки файловых систем, их диагностика и исправление. Утилиты диагностики и обслуживания файловых систем.
Вирусы, борьба с ними, восстановление информации после вирусных атак.
Виртуальная память. Свопинг. Пейджинг. Стратегии подкачки и откачки блоков памяти. Недостатки виртуальной организации: пробуксовка при пейджинге, внутренняя фрагментация памяти.
Сегментно-страничная организация памяти. Селекторы. Аппаратная поддержка виртуальной организации памяти процессорами Intel. Разграничение доступа.
Симметричные криптосистемы. Теоретические основы, реализация, области применения, достоинства и недостатки.
Несимметричные криптосистемы. Теоретические основы, реализация, области применения, достоинства и недостатки.
Системы защиты информации в аналоговых каналах связи. Теоретические основы и реализация.
"Закладки" и их обнаружение. Нелинейные локаторы. Панорамные приемники.
Физические каналы несанкционированного доступа к данным. Предотвращение несанкционированного доступа.
Методы дистанционного съема информации с вычислительных систем и их компонентов. Пути защиты от дистанционного доступа к информации.
Защита информации в вычислительных системах и сетях. Методы и средства защиты периметра. Разграничение доступа.
Синтез автоматов на логическом этапе. Канонический метод синтеза и декомпозиция. Учет временных параметров элементов при проектировании автоматов. Способы согласования. Синхронные, асинхронные и самосинхронные автоматы.
Формальные грамматики: классификация Хомского и связь между уровнем языка и устройством. Описание языков программирования в БНФ.