Варианты реализации ненеймановских вычислительных систем кратко

Обновлено: 02.07.2024

Немного истории. Первую ЭВМ создал в 1939 г. в США профессор Джон Атанасов, болгарин, со своим аспирантом К.Берри. Две малые ЭВМ, созданные ими в период 1937 — 1942 гг., были прототипами большой ЭВМ АВС для решения систем линейных уравнений, которая в 1942 г. доводилась по устройствам ввода-вывода и должна была войти в строй в 1943 г., но призыв Атанасова в армию в 1942 г. воспрепятствовал этому. Проект электронной ЭВМ Эниак ( Electronics Numerical Integrator and Computer ) был сделан в 1942 г. Д.Моучли и Д.Эккертом и осуществлен в 1945 г. в Муровской электротехнической лаборатории Пенсильванского университета. В 1946 г. Эниак был публично продемонстрирован в работе. В нем впервые были применены триггеры. Рождение Эниак считают началом компьютерной эры, посвящая ему научные симпозиумы и другие торжественные мероприятия. (Международный симпозиум, посвященный 50-летию первой ЭВМ, был проведен и в Москве в июне 1996 г.)

Однако еще в начале 40-х годов XX века Атанасов поделился с Моучли информацией о принципах, заложенных в ЭВМ АВС. Хотя Моучли впоследствии утверждал, что он не воспользовался этой информацией в патенте на Эниак, суд не согласился с этим. Вернувшись из армии после войны, Атанасов узнал, что более мощная ЭВМ Эниак уже создана, и потерял интерес к этой теме, не поинтересовавшись, насколько Эниак похож на его ЭВМ АВС.

Основные архитектурно-функциональные принципы построения ЭВМ были разработаны и опубликованы в 1946 г. венгерским математиком и физиком Джоном фон Нейманом и его коллегами Г.Голдстайном и А.Берксом в ставшем классическим отчете "Предварительное обсуждение логического конструирования электронного вычислительного устройства". Основополагающими принципами ЭВМ на основании этого отчета являются: 1) принцип программного управления выполнением программы, и 2) принцип хранимой в памяти программы. Они легли в основу понятия фон-Неймановской архитектуры , широко использующей счетчик команд .

Вернемся к настоящему. Счетчик команд отражает "узкое горло", которое ограничивает поток команд, поступающих на исполнение , их последовательным анализом.

Альтернативной архитектурой является "не-фон-Неймановская" архитектура , допускающая одновременный анализ более одной команды. Поиски ее обусловлены необходимостью распараллеливания выполнения программы между несколькими исполнительными устройствами — процессорами. Счетчик команд при этом не нужен. Порядок выполнения команд определяется наличием исходной информации для выполнения каждой из них. Если несколько команд готовы к выполнению, то принципиально возможно их назначение для выполнения таким же количеством свободных процессоров. Говорят, что такие ВС управляются потоком данных (data flow) .

Нажмите, чтобы узнать подробности

Презентация содержит материалы по архитектуре ЭВМ, многопроцессорным вычислительным комплексам. Раскрываются варианты реализации ненеймановских вычислительных систем.


Из курса основной школы известно:

Из курса основной школы известно:







видеопамять ЦП память шина данных адреса управления К К К Устройства вывода Внешнее запоминающее устройство Устройства ввода

Внешнее запоминающее устройство

Системная шина состоит из трех частей

Системная шина состоит из трех частей


Классы задач, для которых не хватает производительности современных ЭВМ

Классы задач, для которых не хватает производительности современных ЭВМ

Задача. Вычислить сумму s=a1+a2+…+a100 S:=a1+a2 i:=3 S:=S+ai i:=i+1 iда нет

Задача. Вычислить сумму s=a1+a2+…+a100

Параллельные вычисления – это процессы обработки данных, в которых одновременно могут выполняться несколько машинных операций. Параллельные вычисления реализуются как за счет новой архитектуры, так и за счет новых технологий программирования. Такие технологии называются параллельным программированием

Параллельные вычисления – это процессы обработки данных, в которых одновременно могут выполняться несколько машинных операций. Параллельные вычисления реализуются как за счет новой архитектуры, так и за счет новых технологий программирования. Такие технологии называются параллельным программированием

Распределенные вычисления – способ реализации параллельных вычислений путем использования множества компьютеров, объединенных в сеть. Такие вычисления называются мультикомпьютерными. Распределенные вычисления часто реализуются с помощью компьютерных кластеров – нескольких компьютеров, связанных в локальную сеть и объединенных специальным программным обеспечением, реализующим параллельный вычислительный процесс.

Распределенные вычисления – способ реализации параллельных вычислений путем использования множества компьютеров, объединенных в сеть. Такие вычисления называются мультикомпьютерными. Распределенные вычисления часто реализуются с помощью компьютерных кластеров – нескольких компьютеров, связанных в локальную сеть и объединенных специальным программным обеспечением, реализующим параллельный вычислительный процесс.

Распределенные вычисления могут производиться и с помощью многомашинных вычислительных комплексов, образуемых объединением нескольких отдельных компьютеров через глобальные сети. Мультипроцессорные системы образуют единый компьютер, который относится к классу суперкомпьютеров.

Распределенные вычисления могут производиться и с помощью многомашинных вычислительных комплексов, образуемых объединением нескольких отдельных компьютеров через глобальные сети. Мультипроцессорные системы образуют единый компьютер, который относится к классу суперкомпьютеров.

Позиции в рейтинге TOP500 самых мощных суперкомпьютеров мира: июнь 2012 — 22 место, ноябрь 2015 — 95 место. Быстродействие – более ста триллионов операций в секунду Первоначально стоимость создания суперкомпьютера составила 1,9 млрд рублей. Ещё 770 млн руб было потрачено в 2010—2011 годах на расширение суперкомпьютера с наращиванием пиковой производительности

Позиции в рейтинге TOP500 самых мощных суперкомпьютеров мира: июнь 2012 — 22 место, ноябрь 2015 — 95 место. Быстродействие – более ста триллионов операций в секунду Первоначально стоимость создания суперкомпьютера составила 1,9 млрд рублей. Ещё 770 млн руб было потрачено в 2010—2011 годах на расширение суперкомпьютера с наращиванием пиковой производительности

§11, с79-85, №7 На информационной ленте находится массив из n клеток. Справа от него на некотором расстоянии находится каретка. Добавить к массиву слева через две пустые клетки две метки.

На информационной ленте находится массив из n клеток. Справа от него на некотором расстоянии находится каретка. Добавить к массиву слева через две пустые клетки две метки.



В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности




Конспект урока "Архитектура и варианты реализации ненеймановских вычислительных машин"

На прошлом уроке мы с вами узнали, что в 50-х годах XX века благодаря появлению электронных ламп начали производиться однопроцессорные ЭВМ на основе фон-неймановской архитектуры. Их быстродействие находилось в пределах 10 – 20 тыс. оп./с.



Далее в 60-х годах появились периферийные процессоры на основе всё той же фон-неймановской однопроцессорной архитектуры. Это произошло благодаря созданию транзисторов. Быстродействие таких ЭВМ находилось в пределах от 100 тыс. до 3 млн оп./с.


В 70-х годах XX века стали производить ПК, основанные на интегральных схемах и больших интегральных схемах. Все устройства связывались между собой через шину. Их быстродействие достигало 10 млн оп./с.



На этом уроке мы с вами рассмотрим многопроцессорные вычислительные комплексы, узнаем, как они работают, а также познакомимся с суперкомпьютерами.

В наше время персональные компьютеры очень быстро развиваются и совершенствуются, но несмотря на это, существует некоторые классы задач, для которых не хватает производительности нынешних ЭВМ. Рассмотрим некоторые из них.

К таким задачам относятся математические расчёты, которые лежат в основе реализации математических моделей многих процессов. Давайте для примера возьмём прогноз погоды. Как вы думаете, получится ли у вас сделать расчёты по прогнозу погоды, например, на следующий день на своём компьютере? Или же решить инженерные вопросы по строительству жилого здания? Конечно же нет. Для этого нужны более мощные электронно-вычислительные машины.

Также к задачам, которые нуждаются в большой производительности компьютера относится поиск информации в огромнейших базах данных или же в информационном пространстве Интернета.

Сюда ещё относится такая задача, как моделирование интеллекта. Как бы не хотелось сделать это, но объём оперативной памяти современных компьютеров составляет лишь малую долю объёма памяти человека.

У компьютера с одним центральным процессором есть физическое ограничение. Для увеличения быстродействия можно повысить тактовую частоту центрального процессора, но это может привести к повышению тепловыделения, которое не может быть неограниченным. Для того, чтобы повысить производительность компьютера есть несколько способов, но для этого придётся отказаться от некоторых главных устройств компьютера. Например, от процессора, или оперативной памяти, или шины, или всего вместе.


Но если так поступить, то мы ещё больше отойдём от архитектуры фон Неймана.


Давайте разберёмся на примере, зачем компьютеру несколько процессоров.

У нас есть массив из 60 чисел: А1, А2 и так далее до А60. Нам нужно найти произведение всех чисел.

Для решения примера на компьютере мы бы составили следующую блок-схему.

В первом блоке действия нужно задать исходное значение произведения. Обозначим его буквой P. Присвоим произведению значение 1, так как при умножении числа на единицу, мы получим само это число. Далее во втором блоке процесса зададим исходное значение переменной i. i – это порядковый номер элемента массива. Изначально ему будет присвоено значение, равное 1. Далее начнётся наш цикл. В блоке процесса зададим формулу вычисления произведения. P присвоим значение P умноженное на Аi. Затем зададим шаг для i. То есть i присвоим значение i плюс 1, чтобы каждый раз, после вычисления i наша программа переходила к следующему элементу массива. Затем нарисуем блок принятия решения, в котором будет проверяться следующее: i Оцените видеоурок

Не-фон-неймановская архитектура (non von Neumannarchitecture) - любой способ организации ЭВМ, принципиально отличающийся от классической фон-неймановской архитектуры.

Предлагаемые варианты не-фон-неймановской архитектуры включают: организацию ЭВМ либо без счетчика команд и с непоследовательным выполнением команд, либо без памяти с многократной записью (например, dataflow machine, reduction machine).

Машина, управляемая потоком данных (dataflow machine). Организация ЭВМ, при которой выполнение каждой операции инициируется наличием её операндов; заранее последовательность выполнения команд не задается. При управлении потоком данных в качестве операндов команды указываются не адреса ячеек памяти, а команды, результаты которых являются операндами данной команды.

Такая организация ЭВМ соответствует языкам функционального программирования.

Редукционная машина (reduction machine). Организация ЭВМ, при которой программа представляет собой набор правил подстановки и выражение, подвыражения которого заменяются (редуцируются) в соответствии с правилами. Правила и подвыражения могут обрабатываться с произвольной степенью параллелизма.

Такая организация соответствует языкам логического программирования.

SIMD-architecture - архитектура (параллельной) ЭВМ с одним потоком команд и несколькими потоками данных (например, array processor).

Векторный процессор, матричный процессор (array processor). ЭВМ или спецпроцессор, обеспечивающие параллельное выполнение операций над массивами чисел: векторами или матрицами. Обычно состоит из набора арифметических процессоров, выполняющих одинаковые операции над различными элементами массива, с общим устройством управления.

MIMD-architecture - архитектура (параллельной) ЭВМ с несколькими потоками команд и несколькими потоками данных. Организация вычислительной системы с несколькими однородными или разнородными процессорами, каждый из которых выполняет свои команды над своими данными.

Машина соединений – ее конфигурация внутренних связей динамически перестраивается согласно программе. На одноразрядных микропроцессорах уже в 1983 г. была создана ЭВМ, где согласованно работали 65000 процессорных элементов, а позже уже проектировалась система на 1 млн. элементов.

На базе этого подхода теперь стало возможным создание супермини и супер микро ЭВМ, которые отличаются высокими параметрами быстродействия, но не выходят за параметры своего класса по габаритам, энергопотреблению и другим.

Даже из данных кратких представлений видно (сейчас в мире ведутся разработки более 100 архитектур не-фон-неймановского типа), что развитие ЭВМ не останавливается, постоянно ищутся пути создания машин с более качественно новыми характеристиками, во многих случаях фантастическими для современного развития.

К числу таковых относятся, например, некоторые публикации о работах над ЭВМ, вероятно, 6-го поколения - компьютеров, построенных на живых клетках - биологических или биокомпьютерах.

Но пока большинство этих публикаций носит лишь отрывочный характер, в связи со строгой секретностью работ, результаты которых могут, к сожалению, быть использованы в военных и иных подобных целях.

Другим, не менее фантастическим, направлением являются работы в области суперминиатюризации или технологии в нанометрической шкале - нанотехнологии(уровень 10 в минус девятой степени метра).

Подобная машина имеет принципиальную возможность собирать из атомов и молекул не только неорганическую материю, но и живые организмы, в том числе человека, беря на себя функцию Творца. Один из первых молекулярных ассемблеров был создан в американской компании Xerox Corporation.

Применение нанотехнологий создает небывалые возможности во многих областях. Самые сенсационные результаты могут быть получены в медицине. Возможно создание устройств размером в один квадратный сантиметр. Внедренное в поверхностные ткани человека, такое устройство самостоятельно произведет анализ крови, определит, какие лекарства необходимо назначить именно этому больному, и впрыснет их в кровь.

А, например, для технологии хранения и обработки информации нанотехнология может привести к следующему.

Минимальные размеры современных коммерческих интегральных схем составляют около одного микрона; если бы эти размеры можно было бы уменьшить до десяти нанометров притом, что все остальное сохраняется без изменения, результатом было бы 10 в четвертой степени разовое увеличение плотности записи информации. Если бы это уменьшение сопровождалось десятикратным увеличением размера, результатом было бы возникновение вычислительных машин во столько же раз превосходящих современные вычислительные устройства, во сколько раз водородная бомба мощнее традиционных взрывчатых веществ.

В соответствие с исторической экстраполяцией можно ожидать, что на это может понадобиться около пятидесяти лет.

В области кибернетики нанотехнологии обеспечат создание быстродействующих, долговременных белковых блоков памяти емкостью в триллионы байт. Рабочими частотами компьютеров станут терагерцовые. Наночипы будут иметь емкость памяти в несколько гигабайт. Это даст возможность создать компьютер, хранящий в памяти все достижения человечества, который поместиться в кармане.

Но, несмотря на прогресс, у данного направления уже сейчас много противников (например, среди служителей Церкви), пытающихся закрыть подобные исследования, так же как и клонирование.

ТЕМА 1. Введение в дисциплину. Государственная политика в информационной сфере. Информационные технологии (основные понятия)

Основные архитектурно-функциональные принципы построения ЦВМ были разработаны и опубликованы в 1946 г. венгерским математиком и физиком Джоном фон Нейманом и его коллегами Г.Голдстайном и А.Берксом в ставшем классическим отчете "Предварительное обсуждение логического конструирования электронного вычислительного устройства". Основополагающими принципами ЭВМ на основании этого отчета являются: 1) принцип программного управления выполнением программы, и 2) принцип хранимой в памяти программы. Они легли в основу понятия фон-Неймановской архитектуры, широко использующей счетчик команд.

Архитектурные принципы Фон Неймана.

· Программное управление. Выполнение вычислений, описанных программой, сводится к последовательному выполнению её команд.

· Программа – это определенная последовательность управляющих слов (команд), записанных в соответствие с алгоритмом. Команда определяет тип операции и слова, т.е. информации, обрабатываемой с ее помощью.

· Двоичное представление информации. Вся информация, необходимая для работы ЭВМ представляется в двоичном виде и разделяется на единицы, называемые словами.

· Разнотипные по смыслу слова (команда, данные) различаются лишь способом использования.

· Принцип однородности памяти. Слова размещаются в ячейках памяти и идентифицируются номерами ячеек, т.е. адресами. В одной памяти хранятся и команды и данные.

Гарвардская архитектура вычислительных систем.

Гарвардская архитектура — архитектура ЭВМ, отличительными признаками которой являются:
1. Хранилище инструкций и хранилище данных представляют собой разные физические устройства.
2. Канал инструкций и канал данных также физически разделены.

Архитектура была разработана Говардом Эйкеном в конце 1930-х годов в Гарвардском университете.

Отличия архитектуры современных процессоров от фон Неймановской.

Прерывание– первое отличие современных архитектур от машин фон-Неймана. Работа прерывания заключается в том, что при поступлении сигнала прерывания процессор обязан прекратить выполнение текущей программы и немедленно начать обработку процедуры прерывания. ПДП (Прямой Доступ к Памяти) – второе отличие современных архитектур от машин фон-Неймана. ПДП позволяет сократить расходы на пересылку единицы информации.

4. Поколения вычислительной техники (по технологии ключевых элементов, по памяти, относительно фон Неймана).

Первое поколение ЭВМ 1945-1960-е годы

Программирование работы ЭВМ этого поколения выполнялось в двоичной системе счисления на машинном языке, то есть программы были жестоко ориентированы на конкретную модель машины и "умирали" вместе с этими моделями.

Второе поколение ЭВМ 1960-1970-е годы

Стали применяться внешние накопители на жестких магнитных дисках - промежуточный уровень памяти между накопителями на магнитных лентах и оперативной памятью.

Третье поколение ЭВМ 1970-1980-е годы

В оперативных запоминающих устройствах использовались миниатюрнее ферритовые сердечники, ферритовые пластины и магнитные пленки с прямоугольной петлей гистерезиса. В качестве внешних запоминающих устройств широко стали использоваться дисковые накопители. Появились еще два уровня запоминающих устройств: сверхоперативные запоминающие устройства на триггерных регистрах, имеющие огромное быстродействие, но небольшую емкость (десятки чисел), и быстродействующую кэш-память.

Четвертое поколение 1980-1990-е годы

Оперативная память стала строиться не на ферритовых сердечниках, а также на интегральных CMOS-транзисторных схемах, причем непосредственно запоминающим элементом в них служила паразитная емкость между электродами (затвором и истоком) этих транзисторов.

Пятое поколение 1990-2010-е годы

Компьютеры на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных инструкций программы.

Шестое поколение

Электронные и оптоэлектронные компьютеры с массовым параллелизмом, нейронной структурой, с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем, распознающие сложные образы.

Процессор. Основные характеристики процессора.

Центральный процессор (ЦП; также центральное процессорное устройство — ЦПУ; англ. central processing unit, CPU, дословно — центральное обрабатывающее устройство) — электронный блок либо интегральная схема (микропроцессор), исполняющая машинные инструкции (код программ), главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера.




Главными характеристиками ЦПУ являются: тактовая частота, производительность, энергопотребление, нормы литографического процесса используемого при производстве (для микропроцессоров) и архитектура.

1.Тактовая частота — тактом мы можем условно назвать одну операцию. Единица измерения МГц и ГГц (мегагерц и гигагерц). 1 МГц — значит, что процессор может выполнить 1 миллион операций в секунду. У нас на домашнем компьютере процессор 3,16 ГГц — следовательно он может выполнить 3 Миллиарда 166 миллионов операций за 1 секунду.

2. Разрядность.Сейчас всё больше процессоров 64 разрядные. В общем виде — разрядность означает, сколько оперативной памяти вы можете максимум установить в свой компьютер. В принципе сейчас для домашнего компьютера вполне достаточно 4 гигабайт оперативной памяти и следовательно 32 разрядного процессора. Если у вас дома не будет сервер, то не гонитесь за большей разрядностью.

3. Кэш процессора — довольно важный параметр. Чем он больше, тем больше данных хранится в особой памяти, которая ускоряет работу процессора. В кэше процессора находятся данные, которые могут понадобится в работе в самое ближайшее время. Чтобы вы не путались в уровнях кэша — запомните одно свойство: кэш первого уровня самый быстрый, но самый маленький, второго — помедленней, но побольше и кэш третьего уровня самый медленный и самый большой(если он есть).

Процессор. Устройство, основные узлы. Командный цикл.

Командойназывается элементарное действие, которое может выполнить процессор без дальнейшей детализации. Последовательность команд, выполнение которых приводит к достижению определенной цели, называется программой. Команды программы кодируются двоичными словами и размещаются в памяти ЭВМ. Вся работа ЭВМ состоит в последовательном выполнении команд программы. Действия по выбору из памяти и выполнению одной команды называются командным циклом.

В составе любого процессора имеется специальная ячейка, которая хранит адрес выполняемой команды — счетчик команд или программный счетчик. После выполнения очередной команды его значение увеличивается на единицу (если код одной команды занимает несколько ячеек памяти, то содержимое счетчика команд увеличивается на длину команды). Таким образом осуществляется выполнение последовательности команд. Существуют специальные команды (передачи управления), которые в процессе своего выполнения модифицируют содержимое программного счетчика, обеспечивая переходы по программе. Сама выполняемая команда помещается в регистр команд — специальную ячейку процессора.

Во время выполнения командного цикла процессор реализует следующую последовательность действий:

1. Извлечение из памяти содержимого ячейки, адрес которой хранится в программном счетчике, и размещение этого кода в регистре команд (чтение команды).

2. Увеличение содержимого программного счетчика на единицу.

3. Формирование адреса операндов.

4. Извлечение операндов из памяти.

5. Выполнение заданной в команде операции.

6. Размещение результата операции в памяти.

7. Переход к п. 1.

Чипсет. Назначение.

Чипсет — набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора каких-либо функций. Так, в компьютерах чипсет, размещаемый на материнской плате, выполняет роль связующего компонента, обеспечивающего совместное функционирование подсистем памяти, центрального процессора (ЦП), ввода-вывода и других.

Назначение чипсета.

Чипсет на системной плате — основной исполнительный механизм от которого зависит, сможет ли процессор реализовать весь свой потенциал, сумеете ли вы использовать для работы порты и шины тех или иных устройств ввода-вывода.

Микросхемы чипсета запаяны на системную плату, поэтому не допускают модернизации с помощью их замены. Чипсеты разбиты на группы, главным образом, с учетом поколения и мощности компьютера.

Стандартные интерфейсы ПК.

Основным назначением интерфейса Centronics (аналог-ИРПР-М) является подключение к компьютеру принтеров различных типов.

Статистическое ОЗУ.

Основой ячейки памяти в ЗУ статического типа является триггер. В качестве базовых элементов для реализации триггера могут использоваться как биполярные транзисторы, так и полевые. Однако первые не нашли широкого применения в силу большой потребляемой мощности построенных на их основе микросхем памяти. Поэтому оптимальным является использование полевых транзисторов.

Динамическое ОЗУ.

Как уже отмечалось, информация в ячейке динамического ОЗУ представлена в виде наличия или отсутствия заряда на конденсаторе.

Перспективные типы ОЗУ.

Типы оперативной памяти

Различают следующие типы оперативной памяти:

FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM) — динамическая память с быстрым страничным доступом, активно используется с микропроцессорами 80386 и 80486.

RAM EDO (EDO — Extended Data Out, расширенное время удержания (доступности) данных на выходе) фактически представляет собой обычные микросхемы FPM, к которым добавлен набор регистров-защелок, благодаря чему данные на выходе могут удерживаться в течение следующего запроса к микросхеме.

ВЕDО DRАМ (Burst Extended Data OutPut, EDO с блочным доступом). Современные процессоры благодаря внутреннему и внешнему кэшированию команд и данных обмениваются с основной памятью преимущественно блоками слов максимальной длины.

SDRAM (Synchronous DRAM — синхронная динамическая память), память с синхронным доступом, увеличивает производительность системы за счет синхронизации скорости работы ОЗУ со скоростью работы шины процессора.

DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM — SDRAM II). Вариант памяти SDRAM, осуществляющий передачу информации по обоим фронтам тактового сигнала.

DRDRAM (Direct Rambus DRAM — динамическая память с прямой шиной для RAM) — перспективный тип оперативной памяти, позволивший значительно увеличить производительность компьютеров.

Архитектура жесткого диска.

Существует три типа дисков: фиксированные, динамические и разностные. В следующих подразделах рассмотрим подробнее каждый из этих типов.
Фиксированные виртуальные жесткие диски.

Фиксированный виртуальный жесткий диск имеет размер, указанный вами при его создании, который в процессе работы не изменяется. Если вы создадите виртуальный жесткий диск, скажем, объемом в 20ГБ, то будет создан vhd-файл приблизительно на 24ГБ, несмотря на данные, содержащиеся в вашем диске. Часть дискового пространства будет сразу отведена под внутреннюю структуру футера жесткого диска. Итого, размер файла будет равняться указанному вами размеру жесткого диска, плюс размер футера.

Динамический виртуальный жесткий диск представляет собой файл, размер которого увеличивается по мере записи данных, плюс размер хедера и футера. Данные распределяются в блоки. Соответственно, чем больше вы записываете на этот жесткий диск данных, тем больше увеличивается размер жесткого диска, за счет большего количества выделяемых блоков. Например, изначально после создания динамического жесткого диска, его объем варьируется в пределах 80-85МБ в базовой файловой системе, но при записи данных, со временем, его объем будет все время увеличиваться, вплоть до своего лимита, то есть до фактического ограничения основного протокола аппаратного диска.

RAID - технология.

RAID — массив из нескольких дисков, управляемых контроллером, взаимосвязанных скоростными каналами и воспринимаемых внешней системой как единое целое.

Файловые системы FAT, NTFS.

Сравнение NTFS и FAT 32.

NTFS.

Достоинства:

1. Быстрая скорость доступа к файлам малого размера;

2. Размер дискового пространства на сегодняшний день практически не ограничен;

3. Фрагментация файлов не влияет на саму файловую систему;

4. Высокая надежность сохранения данных и собственно самой файловой структуры;

5. Высокая производительность при работе с файлами большого размера;

Недостатки:

1. Более высокие требования к объему оперативной памяти по сравнению с FAT 32;

2. Работа с каталогами средних размеров затруднена из-за их фрагментации;

3. Более низкая скорость работы по сравнению с FAT 32

FAT 32

Достоинства:

1. Высокая скорость работы;

2. Низкое требование к объему оперативной памяти;

3. Эффективная работа с файлами средних и малых размеров;

4. Более низкий износ дисков, вследствие меньшего количества передвижений головок чтения/записи.

Недостатки:

1. Низкая защита от сбоев системы;

2. Не эффективная работа с файлами больших размеров;

3. Ограничение по максимальному объему раздела и файла;

4. Снижение быстродействия при фрагментации;

5. Снижение быстродействия при работе с каталогами, содержащими большое количество файлов;

Flash - технология.

Технология Flash основана на использовании векторной графики в формате Shockwave Flash (SWF) разработанная компанией Macromedia.

Отношение сигнал/шум

Отношение сигнал/шум (S/N или SNR — Signal to Noise Ratio) показывает, во сколько раз громкость сигнала больше громкости шума, возникающего в звуковой плате по различным причинам, прежде всего в результате ошибки дискретизации.

Частота дискретизации

Частота дискретизации (оцифровки) сигнала должна быть как минимум в два раза больше максимальной частоты входного сигнала (так называемая теорема Котельникова-Найквиста).

Технология сети Ethernet.

Звезда

Кольцо

Преимущества и недостатки

Достоинства:

  • Отсутствие возможности для столкновения передающейся информации.
  • Возможность одновременной передачи данных сразу несколькими компьютерами.
  • Возможность промежуточного сигнала.

Недостатки:

  • Высокая стоимость и сложность обслуживания.
  • В случае выхода из строя кабеля или компьютера сеть прекращает функционировать.
  • Кольцо в 2.5 раза медленнее шины.

Устройство монитора.

Монитор включает: экран (с электронно-лучевой трубкой); систему управления эл/трубкой; неотъемлемая его часть – видеопамять.

Адаптер размещается в системном блоке, на отдельной плате – видеоплате. Он во многом определяет возможности монитора. Основные блоки его – видеопамять и ПЗУ-генератор символов.

Разрешение — величина, определяющая количество точек (элементов растрового изображения) на единицу площади (или единицу длины).

Фон Неймановская архитектура вычислительных систем.

Основные архитектурно-функциональные принципы построения ЦВМ были разработаны и опубликованы в 1946 г. венгерским математиком и физиком Джоном фон Нейманом и его коллегами Г.Голдстайном и А.Берксом в ставшем классическим отчете "Предварительное обсуждение логического конструирования электронного вычислительного устройства". Основополагающими принципами ЭВМ на основании этого отчета являются: 1) принцип программного управления выполнением программы, и 2) принцип хранимой в памяти программы. Они легли в основу понятия фон-Неймановской архитектуры, широко использующей счетчик команд.

Читайте также: