Совмещает в себе достоинства прямого отображения и ассоциативного

2) Одной из главных задач ОС является обеспечение обмена данными между приложениями и периферийными устройствами компьютера.

ОС эту функцию выполняет подсистема ввода/вывода.

ЗАДАЧА:

Билет № 20

1.Алгоритм замены строк кэша.

2.Выполнение процедур ввода-вывода программируемым методом.

3. Решить уравнение y=a/b+c-10. Результат сдвинуть на 5 разряда вправо. (a=9, b=3,c=13)

ОТВЕТ:

1) Алгоритм замены данных в кэш-памяти существенно влияет на ее эффективность. Алгоритм должен, во-первых, быть максимально быстрым, чтобы не замедлять работу кэш-памяти, а во-вторых, обеспечивать максимально возможную вероятность кэш-попаданий. Поскольку из-за непредсказуемости вычислительного процесса ни один алгоритм замещения данных в кэш- памяти не может гарантировать идеальный результат, разработчики ограничиваются рациональными решениями, которые по крайней мере, не сильно замедляют работу кэш. Наличие в ЭВМ двух копий данных - в основной памяти и в кэш -

порождает проблему согласования данных. Если происходит запись в основную память по некоторому адресу, а содержимое этой ячейки находится в кэш, то в результате соответствующая запись в кэш становится недостоверной.

3) Когда процессору при выполнении программы встречается команда, связанная с вводом-выводом, он выполняет ее, передавая соответствующие команды контроллеру ввода-вывода. При программируемом вводе-выводе это устройство выполняет требуемое действие, а затем устанавливает соответствующие биты в регистрах состояния ввода-вывода. Контроллер ввода-вывода больше не посылает процессору никаких сигналов, в том числе и сигналов прерываний. Таким образом, ответственность за периодическую поверку состояния модуля ввода-вывода несет процессор; он должен производить проверку до тех пор, пока операция ввода-вывода не завершится.

ЗАДАЧА:

Билет № 21

1. Принцип работы метода ввода-вывода по прерыванию.

2. Режимы адресации. Прямая адресация

3. Решить уравнение y= a/3*(7+b)+6*c. Результат сдвинуть на 3 разряда вправо. (a=9, b=4, c=1)

ОТВЕТ:

1) Проблема программируемого ввода-вывода состоит в том, что процессор должен долго ждать, пока контроллер ввода-вывода будет готов читать или принимать новые данные. Во время ожидания процессор должен постоянно производить опрос, чтобы узнать состояние модуля ввода-вывода. В результате значительно падает производительность всей системы.

При альтернативном подходе процессор может передать контроллеру команду ввода-вывода, а затем перейти к выполнению другой полезной работы. Затем, когда контроллер ввода-вывода снова будет готов обмениваться данными с процессором, он прервет процессор и потребует, чтобы его обслужили. Процессор передает ему новые данные, а затем возобновляет прерванную работу.

3) Адрес указывается непосредственно в виде некоторого значения, все ячейки располагаются на одной странице. Преимущество этого способа в том, что он самый простой, а недостаток — в том, что разрядность регистров общего назначения процессора должна быть не меньше разрядности шины адреса процессора.

ЗАДАЧА:

Билет № 22

1. Принцип работы метода организации ввода-вывода с прямым доступом к памяти.

2. Косвенная базовая (регистровая) адресация

3. Решить уравнение y=(x^2+y^2)-10. Результат сдвинуть на 2 разряда влево.(x=2, y=3)

ОТВЕТ:

1) Когда пересылаются большие объемы данных, требуется более эффективный способ ввода/вывода — прямой доступ к памяти (ПДП). ПДП предполагает наличие на системной шине дополнительного модуля — контроллера прямого доступа к памяти (КПДП), способного брать на себя функции ЦП по управлению системной шиной и обеспечивать прямую пересылку информации между ОП и ВУ без участия центрального процессора. В сущности, КПДП — это и есть модуль ввода/вывода, реализующий режим прямого доступа к памяти.

2) Адресный код команды в этом случае указывает адрес ячейки памяти, в которой находится адрес операнда или команды. Косвенная адресация широко используется в малых и микроЭВМ, имеющих короткое машинное слово, для преодоления ограничений короткого формата команды (совместно используются регистровая и косвенная адресация).

ЗАДАЧА:

Билет № 23

1. Принцип работы каналов и процессоров ввода-вывода.

2. Косвенная базовая (регистровая) адресация со смещением

3. Решить уравнение y= a/2*(5+3*b)+13*c. Результат сдвинуть на 1 разряд влево.(a=8, b=3, c=7)

ОТВЕТ:

1) Процессор ввода/вывода оперирует двумя адресными пространствами (АП): адресное пространство системной шины (2²⁰) 1 Мб; адресное пространство ввода/вывода 64 Кб (2¹⁶).

Возможны 2 конфигурации подключения процессора к АП:

1) местное подключение с физическим объединением адресных пространств.

Структурная схема (топология местного подключения)

Самое простое подключение, т.к. управление СШ совпадает в процессорах 80x86, 80x89 вплоть до ножек.

КСШ – контроллер СШ.

2)

Этот вид предназначен для доступа к данным с известным смещением относительно некоторого базового адреса. Этот вид адресации удобно использовать для доступа к элементам структур данных, когда смещение элементов известно заранее, на стадии разработки программы, а базовый (начальный) адрес структуры должен вычисляться динамически, на стадии выполнения программы. Модификация содержимого базового регистра позволяет обратиться к одноименным элементам различных экземпляров однотипных структур данных.

ЗАДАЧА:

Билет № 24

1. Принцип работы интерфейса SCSI.

2. Косвенная индексная адресация со смещением

3. Решить задачу ((A AND B)+(B OR C))/2 (A=13, B=14, C=12)

ОТВЕТ:

1) Шина SCSI – системный интерфейс малых компьютеров.
Одно из устройств, называемое основным (host) адаптером, выполняет роль связующего звена между шиной SCSI и системной тиной персонального компьютера. Шина SCSI взаимодействует не с самими устройствами (например, с жесткими дисками), а со встроенными в них контроллерами.

2) для формирования эффективного ад­реса используется один из регистров общего назначения. В этой индексации есть возможность так называемого масштабирования содер­жимого индексного регистра.

ЗАДАЧА:

Билет № 25

1. Принцип работы интерфейса FireWare.

2. Косвенная базовая индексная адресация

3. Решить уравнение y= a/3*(8+b)+11*c. Результат сдвинуть на 3 разряда влево и на 2 разряда вправо. (a=9, b=3, c=3)

ОТВЕТ:

1) FireWire по инициативе VESA позиционируется как шина «домашней сети», объединяющей всю бытовую и компьютерную технику в единый комплекс. Эта сеть является одноранговой (peer-to-peer),чем существенно отличается от USB.

2) Эффективный адрес формируется как сумма содержимого двух регистров общего назначения: базового и индексного. В качестве этих регистров могут применяться любые регистры общего назначения, при этом часто используется масштабирование содержимого индексного регистра.

ЗАДАЧА:

Билет № 26

1. Формы представления информации в ЭВМ.

2. Косвенная базовая индексная адресация со смещением

3. Решить уравнение y= a/3*(8+b)+11*c. Результат сдвинуть на 3 разряда влево и на 2 разряда вправо.(a=9, b=3, c=3)

ОТВЕТ:

1) Информация представляется в виде сигналов дискретных или аналоговых. Аналогове сигналы используются не часто. Высокоэффективные современные ЭВМ работают с дискретными сигналами, что гарантирует надежность, высокую степень интегрированости и совместимости. Дискретные сигналы в большинстве случае интерпретируются как цифровые. Информация в ЭВМ представляется в виде цифр, какдой букве, символу, команде сопоставлен определенный набор цифр. На физическом уровне цифры представлены только 0 (отсутствие напряжения) и 1 (наличие напряжения). Таким образом основной системой счисления ЭВМ является двоичная, т.е. нули и денницы. При выводе информации она переводится не редко в десятичную наиболее привычную людям.

2) Этот вид адресации является дополнением косвенной индексной адресации. Эффективный адрес формируется как сумма трех составляющих: содержимого базового регистра, содержимого индексного регистра и значения поля смещения в команде.

ЗАДАЧА:

Билет № 27

1. Программная модель микропроцессора.

2. Диаграмма состояний основного цикла обработки команды

3. Решить уравнение y=(x^2+y^2)-10. Результат сдвинуть на 2 разряда вправо. (x=2, y=3)

ОТВЕТ:

1) программная модель микропроцессора содержит 32 регистра в той или иной мере доступных для использования программистом.

Данные регистры можно разделить на две большие группы:

1) 16 пользовательских регистров;

2) 16 системных регистров.Так же вкл в себя 1) восемь упакованных байт;

2) четыре упакованных слова;

3) два двойных слова;

4) учетверенное слово;

Кроме того, на данный момент существуют следующие расширения программной модели – 3DNOW! от AMD; SSE, SSE2, SSE3, SSE4.

2) Полный цикл команды может включать в себя следующие состояния:

· Вычисление адреса команды. Определение исполнительного адреса команды, которая должна выполняться следующей.

· Выборка команды. Чтение команды из ячейки памяти и занесение ее в РК.

· Декодирование команды. Анализ команды с целью выяснения типа подлежащей выполнению операции и операндов.

· Вычисление адреса операнда. Определение исполнительного адреса операнда, если операция предполагает обращение к операнду, хранящемуся в памяти или же доступному посредством ввода.

· Выборка операнда. Выборка операнда из памяти или его ввод с устройства ввода.

· Операция с данными. Выполнение операции, указанной в команде.

· Запись операнда. Запись результата в память или вывод на устройство вывода.

ЗАДАЧА:

Билет № 28

1. Регистры состояния и управления.

2. Схема цикла обработки команды с учетом фазы извлечения косвенного адреса.

3. Решить задачу ((A AND B)+(B OR C))/2 (A=11, B=10, C=12)

ОТВЕТ: