Расскажите о принципах построения и функционирования ЭВМ, сформулированных Джоном  фон Нейманом. Нарисуйте схему построения ЭВМ, основанную на неймановской архитектуре.

Впервые принципы построения и функционирования ЭВМ были сформулированы американским ученым-математиком Джоном  фон  Нейманом в 1945 г. Принципы фон Неймана:

 - Использование двоичной системы для представления чисел.

- Принцип «хранимой программы». Программа и  данные хранятся в одной и тоже области памяти.

- Структура ЭВМ

 12. По каким параметрам можно классифицировать процессор?

Процессоры можно классифицировать по двум основным параметрам: разрядности и быстродействию.

Быстродействие выражается в количестве элементарных операций, выполняемых процессором за 1 секунду, измеряется в гигагерцах.

Когда речь идет о разрядности процессора, прежде всего, имеют в виду разрядность шины ввода-вывода данных.

Что представляет собой цикл работы процессора?

Цикл процессора – период времени, за который осуществляется выполнение команды исходной программы в машинном виде. Процессор представляет собой устройство, циклически выполняющее несколько простых операций, а именно:

- Выборка команды из памяти.

 - Распознавание команды (декодирование).

 - Выборка данных для выполнения команды.

 - Выполнение команды.

- Запись результатов выполнения в память

. Таким образом, в простейшем случае на выполнение одной команды затрачивается 5 тактов.

 14. Поясните основные характеристики микропроцессора.

Микропроцессор характеризуется:
1) тактовой частотой, определяющей максимальное время выполнения переключения элементов в ЭВМ;
2) разрядностью, т.е. максимальным числом одновременно обрабатываемых двоичных разрядов.

Разрядность МП обозначается m/n/k/ и включает:
m - разрядность внутренних регистров, определяет принадлежность к тому или иному классу процессоров;
n - разрядность шины данных, определяет скорость передачи информации;
k - разрядность шины адреса, определяет размер адресного пространства. Например, МП i8088 характеризуется значениями m/n/k=16/8/20;
3) архитектурой. Понятие архитектуры микропроцессора включает в себя систему команд и способы адресации, возможность совмещения выполнения команд во времени, наличие дополнительных устройств в составе микропроцессора, принципы и режимы его работы. Выделяют понятия микроархитектуры и макроархитектуры.

Микроархитектура микропроцессора - это аппаратная организация и логическая структура микропроцессора, регистры, управляющие схемы, арифметико-логические устройства, запоминающие устройства и связывающие их информационные магистрали.

Макроархитектура - это система команд, типы обрабатываемых данных, режимы адресации и принципы работы микропроцессора.

В общем случае под архитектурой ЭВМ понимается абстрактное представление машины в терминах основных функциональных модулей, языка ЭВМ, структуры данных.

Каковы основные проблемы создания многоядерных процессоров, каковы основные преимущества и недостатки многоядерных процессоров.

Преимущества :

1)Возможность распределения основных задач приложений и фоновых задач ос на несколько ядер.

2)Увеличение скорости работы программ

3)Снижение энергопотребления

4)Эффективное использование приложений ,требовательных к ресурсам

Недостатки:

1)Возросшая себестоимость

2)Необходимы более мощные системы питания и системы охлаждения

3)Взаимодействие ядер с ОП может привести к конденсату(не уверен в посл слове)

4)Небольшое кол-во оптимизированного под многоядерность ПО

Проблемы :

 • каждое ядро процессора должно быть независимым, – с независимым энергопотреблением и управляемой мощностью;

• рынок программного обеспечения должен быть обеспечен программами, способными эффективно разбивать алгоритм ветвления команд на четное (для процессоров с четным количеством ядер) или на нечетное (для процессоров с нечетным количеством ядер) количество потоков;

16. Для чего предназначен набор микросхем системной логики? Какова архитектура современного чипсета?

Набор микросхем системной логики (НМСЛ или чипсет).

Чипсет предназначен для выполнения совокупности операций, связанных с

поддержкой работы ЦП и обеспечения более эффективного его взаимодействия с

устройствами разнородных видов памяти, операционными системами, различными

приложениями и интерфейсами.

Архитектура современного НМСЛ включает в себя два компонента, конструктивно

объединенных в одну микросхему:

1. Контроллер-концентратор памяти или Северный мост – обеспечивает связь

    процессора с памятью и видеоадаптеров по шине PCI-Express.

2. Контроллер-концентратор ввода-вывода или Южный мост – обеспечивает связь

процессора с жестким диском, поддержку портов USB, BIOS, сетевого

   адаптера.

 17. Опишите функции базовой системы ввода-вывода компьютера.

1. Запуск компьютера и процедура самотестирования и самоанализа  (Power-On Self Test — POST). Тестирование Выполняется в момент включения компьютера. Проверяется работоспособность процессора , жесткий дисков НМСЛ и т.д. При успешной проверке происходит характерный звуковой сигнал, при неполадке – комбинация сигналов,расшифровать которые можно с помощью спец литературы.

2. Настройка параметров системы с помощью программы BIOS Setup.

3. Поиск загрузочного сектора диска , который может находится на жестком диске или на съемных накопителях. BIOS обращается к первому физическому сектору диска ,откуда считывает таблицу разделов жесткого диска и код главной загрузочной записи .После этого BIOS прекращает свою работу и передает данные коду MBR , который запускает загрузчик OS .

 18. Характеристикой каких устройств является разрядность микропроцессора? Расскажите подробно.

Разрядностть МП обозначается m/n/k/ и включает:
m - разрядность внутренних регистров, определяет принадлежность к тому или иному классу процессоров;
n - разрядность шины данных, определяет скорость передачи информации;
k - разрядность шины адреса, определяет размер адресного пространства. Например, МП i8088 характеризуется значениями m/n/k=16/8/20;

 19. Какие устройства относятся к внешней памяти, какие к внутренней. Дайте характеристику.

Внутренние запоминающие устройства: ОЗУ, ПЗУ, КЭШ-память

Внешние запоминающие устройства: CD-ROM, Blu-Ray, DVD-ROM, Флеш-память, НЖМД

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)  используется для постоянного хранения информации, в частности, микросхемы ПЗУ содержат программу, которая инициирует запуск операционной системы, программу самотестирования, базовую систему ввода-вывода.

 Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) предназначено для записи, считывания и хранения программ, исходных данных, промежуточных и окончательных результатов. Используется для временного хранения информации.

ОЗУ делятся на динамические, использующие конденсатор в качестве базового логического элемента и статические, использующие триггер как элемент памяти. Недостатком динамических ОЗУ является процесс регенерации заряда, отнимающий время у ЦП. Достоинство в дешевизне. Статическое ОЗУ не требует регенерации, у него высокое быстродействие, но он дорог в изготовлении.

 КЭШ-память (память немедленного доступа) интегрирована непосредственно в процессор. Контроллер кэша способен предугадывать, какие данные понадобятся процессору в ближайшее время. Различают кэш-попадания и кэш-промахи. В случае кэш- промаха процессор вынужден обратиться к оперативной памяти.

НЖМД – накопитель на жестких магнитных дисках