Традиционная архитектура МПС по принципам фон Неймана. (МПС)

Архитектура фон Неймана — широко известный принцип совместного хранения программ и данных в памяти компьютера.

Наличие жёстко заданного набора исполняемых команд и программ было характерной чертой первых компьютерных систем. Сегодня подобный дизайн применяют с целью упрощения конструкции вычислительного устройства. Так, настольные калькуляторы, в принципе, являются устройствами с фиксированным набором выполняемых программ. Их можно использовать для математических расчётов, но невозможно применить для обработки текста и компьютерных игр, для просмотра графических изображений или видео. Изменение встроенной программы для такого рода устройств требует практически полной их переделки, и в большинстве случаев невозможно. Впрочем, перепрограммирование ранних компьютерных систем всё-таки выполнялось, однако требовало огромного объёма ручной работы по подготовке новой документации, перекоммутации и перестройки блоков и устройств и т. п.

Всё изменила идея хранения компьютерных программ в общей памяти. Ко времени её появления использование архитектур, основанных на наборах исполняемых инструкций, и представление вычислительного процесса как процесса выполнения инструкций, записанных в программе, чрезвычайно увеличило гибкость вычислительных систем в плане обработки данных. Один и тот же подход к рассмотрению данных и инструкций сделал лёгкой задачу изменения самих программ.

Принципы фон Неймана

1. Принцип программного управления. - Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором друг за другом в определенной последовательности.

2. Принцип однородности памяти. - Как программы, так и данные хранятся в одной и той же памяти (и кодируются в одной и той же системе счисления - чаще всего двоичной). Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

3. Принцип адресуемости памяти. - Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.

3. Способы доступа к сети. Метод доступа опроса/выбора. Маркерный метод доступа. (СЕТИ)

Метод опроса и выбора. Используется 2 вида команд: опрос и выбор. Опрос – передача данных в первичный узел. Выбор – передача данных из первичного узла во вторичный. Вначале команда опрос посылается из первичного узла во вторичный. Если во вторичном узле имеются данные для передачи, то они пересылаются в первичный опрашивающий узел. Первичн. узел осуществл. контроль ошибок и в случае их отсутствия посылает положит ответ (АСК), в случае наличия ошибок посылается ответ (NAC). Этот процесс.е передача АСК и NAC происходит до тех пор пока у вторичного узла не останется данных для передачи. Когда все данные переданы посылается EOT, о том что закончена передача. Затем посылается команда: выбор и вторичному узлу для проверки готовности принять данные от первичного. Если узел готов посылается подтверждение АСК. Данные передаются и проверяется в наличии ошибок, по окончанию подтверждается окончание приёма сообщением EOT. В пеш-ых сис-ях поддерживающих такой метод доступа резервируются ресурсы для приёма данных, поэтому приёмник в любой момент может получать данные без использования команды выбор. Если принимающий вторичн. узел ответил отказом на приём данных в следствии ожидания этим узлом передачи данных. Если ответ NAC система решает и инициирует опрос, к-ый позволяет этому вторичному узлу послать данные и очистить свои буферы. Сис-ма такого опроса м. быть реализована в режиме соединения «.», «…» В сис-ах с большим числом узлов и небольшим кол-вом запросов исп-ся м-д циклы опроса – м-д зондирования. В эт. случае все узлы, кроме первичн. разбив-ся на группы, каждая гр. опрашивает наличие запросов на передачу. Если внутри группы есть узел для передачи. В эт. случае управ-ий узел для д. группы использует м-д опроса по списку.

Маркерный метод доступа. Реализуется в топологии с общей шиной или кольцо. Предусматривается циклическая нумерация узлов. При включении системы генерируется маркер (специальноя кодовая последовательность). Все узлы соединённые в кольцо имеют приёмный и передающий регистр,устройство для сравнения кодовых комбинаций и переключателей. Если узел желает передать данные, он вынужден ждать передачи маркера от предшествующего узла. Когда узел получает маркер, он изменяет значение маркера на "занято" - удаляет маркер из кольца и помещает впереди пакет данных. Первый же пакет полученный данным узлом в случае удачной передачи и должен оказаться тем самым переданным пакетом. Полученный пакет удаляется, значение маркера переходит в состояние " свободно" и передаёт маркер последующему узлу. Отправитель ответственен за удаление своих пакетовиз сети. Устройство-получатель читаетпакет по мере его прохождения через узел и выставляет флаг подтверждения в его конце. Для случая в сбойных ситуациях отправленные пакеты могут не удалиться из кольца или потерян маркер, то для разрешения возможно следующее: 1) дублирование маркера - после произвольного временного интервала в какой-то точке кольца снова генерируется маркер 2) для удаления пакета - назначается узел, который уничтожает пакеты, прошедшие через него больше 1 раза или существуют системы, в которых приёмный узел удаляет переданные пакеты данных. В системе с общей шиной в каждом узле для маркера устанавливается очерёдность прохождения остальных узлов, заранее формир. циклическ. маршрут маркера. Узлу, которому была передана инф-ия предост-ся право воспользоваться маркером.