Метод страничной организации

- Память адресуется не по байтам, а по границам страниц. Размер страницы обычно равен 1 или 2 Кбайта.

- Данный метод предполагает наличие в системе кэш-памяти куда сначала считываются требуемые страницы ОП для последующей переработки МП или другим устройством.

- Обновленная информация периодически из кэш-памяти сбрасывается в ОП.

Динамическая оперативная память (Dynamic RAM)

   Ячейки памяти в микросхеме DRAM

   – это крошечные конденсаторы, которые удерживают заряды.

   Ячейки упакованы очень плотно,

    т.е. в небольшую микросхему можно упаковать много битов,

   а значит, на их основе можно построить память большей емкости.

   Проблемы, связанные с памятью этого типа, вызваны тем, что она динамическая, то есть

   должна постоянно регенерироваться,

   так как в противном случае электрические заряды в конденсаторах памяти будут “стекать”, и данные будут потеряны.

   Большинство систем имеет контроллер памяти,

   обычно встраиваемый в набор микросхем системной платы,

   который настроен на соответствующую промышленным стандартам частоту регенерации, равную 15 мкс.

Статическая оперативная память (Static RAM)

   Для сохранения ее содержимого

   не требуется

   периодической регенерации.

   SRAM имеет более высокое быстродействие, чем DRAM, и может работать на той же частоте, что и современные процессоры.

Для хранения каждого бита в SRAM

используется кластер из 6 транзисторов.

   Использование транзисторов без каких либо конденсаторов означает, что нет необходимости в регенерации.

   Пока подается питание, SRAM будет помнить то, что сохранено.

- Быстродействие SRAM намного выше чем DRAM,

- Плотность SRAM намного ниже,

- Цена SRAM довольно высокая.

Более низкая плотность означает, что микросхемы SRAM имеют большие габариты, хотя их информационная емкость намного меньше и значительно повышает стоимость.       

   Применяют память типа SRAM для повышения эффективности РС. 

   Во избежание значительного увеличения стоимости устанавливается только небольшой объем высокоскоростной памяти SRAM, которая используется в качестве кэш-памяти.      

Постоянные запоминающие устройства (ROM)

- это энергонезависимая память, используемая для хранения неизменяемых данных: подпрограмм, микропрограмм, констант.

   Работают только в режиме многократного считывания.

   В ПЗУ хранится критически важная для компьютера информация, которая не зависит от выбора операционной системы.

По способу программирования:

nМасочные ПЗУ

nПрограммируемые ПЗУ

nРепрограммируемые ПЗУ

CMOS-память

   – энергозависимая, перезаписываемая память, при работе почти не потребляет энергии.

   В CMOS - памяти компьютера находятся важные для его работы настройки, которые пользователь может менять для оптимизации работы компьютера.

   Питается от небольшого аккумулятора, встроенного в материнскую плату.

Достоинства CMOS-память

 - Низкое потребление энергии

 - Высокое быстродействие

Потеря данных в CMOS-памяти

nВоздействие вируса.

nНеисправность аккумулятора. Аккумулятор CMOS-памяти может разряжаться от времени или короткого замыкания на плате.

nСкачок напряжения при работе с CMOS.

nУстановка пароля на загрузку. Если пароль утерян, то необходим сброс параметров CMOS-памяти путем короткого замыкания ее аккумулятора.

Флэш-память (flash memory)

Флэш-память является энергонезависимой памятью (ППЗУ)

Однако содержимое flash-памяти можно многократно перезаписывать, не вынимая ее из компьютера (в отличие от ППЗУ).

Запись происходит медленнее, чем считывание, и осуществляется импульсами повышенного напряжения.

Кэш-память

- быстрое ЗУ небольшого объема являющееся буфером между устройствами с различным быстродействием.

   Обычно используется при обмене данными между ОП и микропроцессором. Хранит копии информации используемой в текущих операциях обмена.

n

Кэш-память

Кэш-памятью управляет контроллер

– специальное устройство, которое анализируя программу, пытается предвидеть какие данные и команды могут потребоваться процессору и подкачивает их в кэш-память.

   Эффективность кэш-памяти выражается коэффициентом совпадения, или коэффициентом успеха.

   Коэффициент совпадения равен отношению количества удачных обращений в кэш к общему количеству обращений.

n Кэш-память первого уровня (L1)

n Кэш-память второго уровня (L2).

Кэш-память первого уровня 

- встроенный или внутренний кэш. Непосредственно встроен в процессор и фактически является частью микросхемы процессора.

Кэш-память второго уровня

- внешний кэш. Устанавливается вне микросхемы процессора.

Внешняя память

   Используется для долговременного хранения больших объемов информации.

   Наиболее часто применяются:

   - накопители на жестких магнитных дисках

   - накопители на оптических дисках

   - накопители на гибких магнитных дисках

   - ленточные накопители(стримеры)

Регистровая память

Входит в состав процессора или др. устройств ЭВМ

Предназначена для кратковременного хранения небольшого объема информации, непосредственно участвующей в вычислениях и операциях обмена.

Процессор

   Каждый процессор способен выполнять вполне определенный набор универсальных инструкций, называемых чаще всего машинными командами.

   Работа ЭВМ состоит в выполнении последовательности таких команд, подготовленных в виде программы.

Процессор способен:

   - организовать считывание очередной команды,

   - ее анализ и выполнение,

   - при необходимости принять данные

   - отправить результаты их обработки на требуемое устройство.

   - выбрать, какую инструкцию программы    исполнять следующей, причем результат    этого выбора часто может зависеть от обрабатываемой в данный момент    информации.

n Основы
сетевых технологий
Системы пакетной обработки

nМноготерминальные системы

nЛокальные сети

nСтандартные топологии локальных сетей

   Чтобы охарактеризовать различия в пропускной способности и способах использования технологии коммутации пакетов часто делят на три большие категории:

nWAN- Wide Area Network

nMAN- Metropolitan Area Network

nLAN- Local Area Network

Глобальные сети (WAN) Позволяют взаимодействующим местам быть достаточно далеко друг от друга и предназначены для использования на больших расстояниях.

Обычно WAN работают на более низких скоростях, чем другие технологии, и имеют гораздо большие паузы при соединении.

nОсновная скорость 2.5 Gbit/s

nРаспространены решения 10-Gbit/s, 40-Gbit/s

Городские сети (MAN)

Позволяют взаимодействовать в географических областях средних размеров. MAN работают с меньшими паузами, чем WAN, но не могут обеспечить взаимодействие на таких же больших расстояниях.

n

nБолее дешевые по сравнению с WAN

nСкорости соединения 1G Gbit/s и 10 Gbit/s

nИспользуются для объединения существующих LAN

Локальная вычислительная сеть (LAN)

Локальная сеть (ЛВС) 

   - коммуникационная система, позволяющая совместно использовать ресурсы компьютеров, подключенных к сети, таких как принтеры, плоттеры, диски, модемы, приводы CD-ROM и другие периферийные устройства.

Состав ЛВС

Каждый компьютер в составе ЛВС должен иметь следующие компоненты:

1. Сетевой адаптер;

2. Кабель;

3. Сетевая операционная система.   

Сетевые адаптеры и кабели

Сетевые адаптеры и кабели

   - аппаратная основа организации компьютерных сетей

В каждом компьютере должен быть установлен сетевой адаптер, обеспечивающий подключение к выбранному типу кабеля.

Функции сетевого адаптера

   - передача и прием сетевых сигналов из кабеля.

nвоспринимает команды и данные от сетевой операционной системы (ОС),

nпреобразует эту информацию в один из стандартных форматов 

nпередает ее в сеть через подключенный к адаптеру кабель.

Конфигурация адаптера

   Адаптеры существуют в разных модификациях в зависимости от типа используемого кабеля;

   Каждый адаптер, устанавливаемый в компьютер, должен нормально работать с остальной частью ПК.

I/O base и IRQ

   Нужно всегда обращать внимание на два важнейших параметра каждого устройства, устанавливаемого в компьютер:

   1. I/O base

   2. IRQ

Базовый адрес ввода-вывода (I/O base)

   Базовый адрес ввода-вывода

 - это"канал", по которому адаптер взаимодействует с другими компонентами компьютера.

   Каждое устройство должно использовать уникальный диапазон адресов ввода-вывода.

Номер линии запроса прерывания (IRQ)

Запрос прерывания - это сигнал, передаваемый устройством для того, чтобы привлечь внимание процессора (прервать его текущую деятельность).

Запрос прерывания обычно подается:

- при появлении новых данных

- завершении той или иной операции.

Каждое устройство должно использовать уникальное значение IRQ.

Архитектура сети

           Архитектура сети описывает:

nфизическое расположение сетевых

nтип используемых адаптеров

nтип используемых кабелей.

Кроме того, сетевая архитектура определяет методы передачи данных по кабелю.

Топология сети

   Топология сети описывает схему физического соединения компьютеров.

   3 основных типа сетевой топологии:

   1. Общая шина

   2. Звезда

       3. Кольцо

Общая шина

   При использовании шинной топологии компьютеры соединяются в одну линию, по концам которой устанавливают терминаторы (заглушки) иначе в кабеле возникают отраженные сигналы.

+ Преимущества шинной топологии заключаются в простоте организации сети

   и низкой стоимости.

 - Недостатком является низкая устойчивость к повреждениям - при любом обрыве кабеля вся сеть перестает работать, а поиск повреждения весьма затруднителен.

Звезда

   При использовании топологии "звезда", каждый компьютер подключается к специальному концентратору (хабу).

+ Преимуществом этой топологии является ее устойчивость к повреждениям кабеля - при обрыве перестает работать только один из узлов сети и поиск повреждения значительно упрощается.

 - Недостатком является более высокая стоимость.

Кольцо

   Узлы сети образуют виртуальное кольцо (концы кабеля соединены друг с другом). Каждый узел сети соединен с двумя соседними (сети Token Ring).

+ Преимуществом кольцевой топологии является ее высокая надежность (за счет избыточности

 - Недостатком является более высокая стоимостьза счет расходов на адаптеры, кабели и дополнительные приспособления.

   Каждая сеть должна следовать определенным правилам при передачи данных от одного компьютера к другому.

   Способ доступа узла к передающей среде (кабелю) и способ передачи информации от одного узла к другому определяется сетевым протоколом.

   Сетевой протокол – это правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты.

Сетевой интерфейс – это правила, по которым модули, реализующие протоколы соседних уровней и находящихся в одном узле, взаимодействуют друг с другом.

Стек коммуникационных протоколов –

это иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия в сети.

Реализация коммуникационных протоколов:

- аппаратная(протоколы нижний уровень)

- аппаратно-программная(средний уровень)

- программная(протоколы верхний уровень)

Модель OSI