Представление текстовой и графической информации в электронном виде (стр. 5 из 7)

В R86 сегментный регистр задает местонахождение базы. Старшие 13 разрядов этого сегмента – селектор – указатель номера строки в таблице дескрипторов. Существует 2 таблицы дескрипторов:

GDT (Global)-единственная, создается до работы в P86 (R86), общая для всех решаемых программ,

LDT (Local).

Каждая программа может иметь свою собственную DT, которая описывает структуру памяти и используется только данной программой. Переключение GDT на LDT выполняется следующим битом сегментного регистра. Местонахождение GDT задается специальным регистром GDTR. RPL (младшие 2 разряда сегмента) – указатель, используемый для допуска к соответствующей области памяти (ключ). Дескриптор – это код, описывающий некоторую область памяти (и других информационных структур: шлюзов, задач). Дескриптор состоит из:

1) 32-разрядной базы (адрес сегмента, сегмент может начинаться с любого байта)

2) границы (20 разрядов)

3) DPL (2 разряда) – замка, который используется для защиты сегмента

4) Внутри дескрипторов есть поле некоторых признаков (10), которые указывают, что именно описывает дескриптор:

а) признак гранулярности: размер сегмента может быть задан либо в байтах, либо в страницах.

б) тип (назначение): сегмент кода, данных, принадлежности ОС или пользовательской программе.

в) доступность: по границе (база <= линейного адреса< границы); DPL – имеет 4 кольца защиты, информация о программе должна относиться к определенному уровню защиты, меньший номер имеет большую защищенность. Для осуществления доступа к памяти необходимо выполнение следующего условия: max(RPL,CPL)<=DPL, где RPL- текущий уровень защиты, CPL – RPL сегментного регистра CS.

Чтобы контролируемо обойти ограничения, накладываемые системой защитой памяти, используются шлюзы. Например, шлюз задач позволяет вызвать задачу с более высоким приоритетом.

Для обеспечения защиты памяти и правильного обращения к ней используется TTS (таблица состояния процесса). Это регистр обращения (страница размером 4096 байт, в которой отображается текущее состояние регистров процессора), бинарная таблица в/в, в которой каждый бит ассоциирован с некоторым регистром (портом в/в). Если установлена 1, то порт для данной программы закрыт. Таким образом, осуществляется контроль за обращением к памяти и портом.

Организация материнской платы (i8086)

AEN – указывает, кто хозяин шины (ЦП или контроллер)

КСШ – контроллер системной шины

Слоты – преобразуют сигналы ISA в сигналы шины Centronics

КПР – контроллер прерываний

КПДП – контроллер прямого доступа в память

COM – порт, осуществляющий обмен по интерфейсу RS232C скоростью до 115-200 Кбит/сек (модемы).

LPT – разъем для принтера.

PS/2 – разъем для мыши и клавиатуры

Общее адресное пространство: 20 Мбайт (640 байт - ОП, ост.- BIOS, память монитора и т.д.)

Системный интерфейс: собирает все компоненты в единое целое.

Интерфейс ПУ поддерживает стандарт EISA, который позволяет подключаться к 16-ти и 32-ти машинам.

Шина расширения: сегодня используются шины PCI – это 32 или 64-разрядная шина с тактовой частотой – 33МГц. Адресное пространство указывает производителей, настройки шины и режим обмена, тип устройства, младшие порты, которые определяются пользователем. Данная шина поддерживает режим plug&play, то есть система может сама себя конфигурировать. Используется режим пакетного обмена, что повышает скорость обмена.

Логическая схема системной платы

AGP – упрощенный вариант PCI.

IDE – контроллер, преобразующий сигналы шины PCI в сигналы дисковых устройств.

CMOS – энергонезависимая память, хранящая параметры настройки, системные часы, питается от литиевого аккумулятора.

BIOS – базовая система в/в

EISA – интерфейс внутренней шины x-bus.

Быстродействие различных компонентов компьютера (ЦП, ОП и контроллеров периферийных устройств) может существенно различаться. Для согласования быстродействия на системной плате устанавливаются специальные микросхемы (чипсеты), включающие в себя контроллер ОП (северный мост) и контроллер периферийных устройств (южный мост).

К северному мосту подключается шина PCI, которая обеспечивает обмен информацией с контроллерами периферийных устройств. Контроллеры периферийных устройств (звуковая карта, сетевая карта, модемы) устанавливаются в слоты расширения системной платы. Для подключения видеокарты используется специальная шина AGP.Южный мост обеспечивает обмен информацией между северным мостом и портами для подключения периферийного оборудования.

Для подключения сканеров и цифровых камер обычно используется порт USB (UniversalSerialBus – универсальная последовательная шина).

К кристаллу супер в/в подключается принтер через параллельный порт LPT, клавиатура, мышь с помощью порта PS/2, модем через COM-порт.

Многопроцессорные вычислительные системы

По организации информационно-логического взаимодействия (потокам) выделяют системы, действующие по схеме:

1) «ОКОД» - один поток команд, один поток данных – используют для выполнения команд с двумя операндами и одним результатам (скалярный процессор)

2) «ОКМД» - одна команда, много данных: одна команда поступает сразу в несколько ЦП, но каждый работает со своими данными (векторный, или матричный, процессор)

3) «МКОД» - много команд, одни данные: в каждый момент времени в каждый процессор поступает своя команда. Такие системы используются при обработке звука и изображения.

4) «МКМД» - много команд, много данных.

По функциональному значению различают:

1) сети: машины обмениваются файлами через каналы связи (больше ничего общего не имеют);

2) вычислительные комплексы (кластерные системы) – несколько машин, каждая из которых работает по своей ОС, но обмен информацией происходит через общую внешнюю или ОП. Плюс такой системы – обеспечение надежности и высокой готовности.

3) Параллельные системы (ОКМД)

2 вида: массивно-параллельные и векторно-конвейерные.

Сети ЭВМ – это две и более машин, объединенные каналами связи.

По размеру различают

1) локальные (LAN), которые, как правило, располагаются в одном помещении, здании, группе зданий. Это самые производительные сети: чем ближе пользователи друг к другу, тем больший объем информации предается. Поскольку для таких сетей характерны небольшие расстояния (500 м-2 км), а всё оборудование работает в комфортных условиях, то в них не возникает вопросов по проблеме целостности информации при передаче из-за невысокого уровня электромагнитных помех.

2) территориально-распределенные (WAN). Так как машины могут находиться на достаточно большом расстоянии друг от друга, то могут возникнуть помехи, что приведет к искажению канала.

3) кампусная («лагерь») – сеть микрорайона, совмещающая технологию LAN и WAN.

Основными составляющими любой сети являются

- абонентские машины (хосты)

- узлы распределения информации (коммутаторы)

- скоростной канал

- сеть абонентского доступа

По принципам коммутации:

- коммутация каналов (КК) – работает как телефонная сеть,

- коммутация сообщений (КС) – функционирует по принципу телеграфа,

- коммутация пакетов (КП) – сообщения делятся на части (пакеты).

Выделяют ряд этапов обмена информацией, которые отражаются в модели взаимодействия открытых систем (ВОС).

7 уровней модели ВОС:

1) нижний – физический уровень – это канал аппаратуры, обеспечивающий надежность взаимодействия, т.е.передачи сигналов 0 и 1. Он организовывает физическое взаимодействие между устройствами сети.

2) на канальном уровне IP-протокол обеспечивает структурирование информации, передает пакеты по звеньям.

Структура пакеты:

Флаг-признак начала пакета,

Адрес и управление – адреса отправителя и получателя

Данные

Контрольная сумма (КС)

Флаг – признак окончания пакета

3) сетевой уровень определяет правила движения пакета по сети сложной конфигурации, т.е. правила маршрутизации.

Все 3 уровня используются во всех участниках обмена.

Последующие уровни работают на абонентских машинах.

4) транспортный, задача которого заключается в том, чтобы на передающем конце делить сообщения на пакеты, а другом конце – собирать.

5) сеансовый: синхронизация взаимодействия машин: проверка готовности абонента к приему информации, приостановка сообщения в случае неуспевания обработки, возобновление, разъединение.

6) представительский: определяется, каким образом кодируется сообщение.

7) Пользовательский: определяет вид оказания услуги, непосредственное взаимодействие с пользователем.

Интерфейс – это правила взаимодействия соседних уровней на одной машине. Стек – набор согласованных протоколов различных уровней, которые определяют какую-либо технологию. Протокол – правила, по которым взаимодействуют уровни системы.

Механизм управления передачи

Механизм подразумевает некоторые средства, которыми обладают сетевые компоненты для обеспечения определенного уровня взаимодействия устройств. Задачи:

- целостность информации

- согласование производительности различных устройств (в обратном случае это может привести к искажению и потери информации)

Механизмы работают на канальном и транспортном уровнях, но не на сетевом.

1. Обеспечение целостности сообщений

структура пакета (на канальном уровне)

Флаг – это уникальная комбинация, которая не встречается внутри пакета.