Назначение СКС, состав и структура

Обобщенная схема СКС на рис.1.2.

Автоматизированная система представляет собой организационно – техническую систему, предназначенную для выработки решения на основе автоматизации информационных процессов в различных сферах деятельности.

С-ма состоит из видов обеспечения: информационное, программное, техническое. Оформляется в виде продукта производственно-технического назначения или как изделия. С-ма может включать не основные виды обеспечения: метрологические, математические, эргономические и др. При процессе эксплуатации СКС рассматривается как совокупность комплекса средств автоматизации, организационно-методических и технических документов, специалистов использующих их в процессе своей деятельности.

Структура характеризует внутреннее строение СКС, устойчивости связи между элементами. При описании СКС используют след. виды структур:

1. Функциональная. Эл-ты – функции, задачи, процедуры, связи – информационные. 2. Техническая. Эл-ты - устройство, компоненты и комплексы. Связи – линии, связи, каналы. 3. Алгоритмическая. Эл-ты – алгоритмы, связи – информационные. 4. Программная. Эл-ты – программные модели, пакеты. Связи – управляющие. 5. Информационная. Эл-ты – формы существования представления информации. Связи – операции преобразования передачи в системе.

 

Принципы создания систем

Проектирование СКС выполняется в соответствии с ТЗ – основной документ, по которому проектируют систему создают её и передают заказчику. При создании СКС руководится след. принципами: - системности, - развития, совместимости, - стандартизации, - эффективность. Принцип системности сводится к декомпозиции и установлению связи между элементами с-мы, которые обеспечивают целостность с-мы и её взаимосвязи с другими элементами. Принцип развития – модернизация и улучшение. Принцип совместимости – используемые интерфейсы должны обеспечить взаимодействие с эл-ми внутренней с-мы и с др. с-ми интерфейса. Три вида совместимости: 1. конструктивная.2. электрическая. 3. информационная. Принцип стандартизации – рекомендуется использовать стандартные эл-ты, проектные решения и пакеты прог. Принцип эффективности – достижение рационального соотношения между затратами на проектирование с-мы и целевым эффектом, получаемым в результате работы.

 

Стадии и этапы создания

Процесс создания с-мы – совокупность упорядоченных во времени взаимосвязей в стадии и этапы работ, выполнение которых необходимо и доступно для создания с-мы, соответствующей ТЗ.

Стадии и этапы создания с целью рационального планирования и организации работ.

 

Требования к содержанию, виды и комплектность документов

СМ ГОСТ вроде!!!

 

 

Тема 2 Кеш-память

Кеш – сверхоперативное ЗУ, предназначенное для повышения производительности КС.

2.1 Назначение и типы кеш-памяти

2.2 Архитектура кеш-памяти

2.2.1 Кеш прямого отображения

2.2.2 Полностью ассоциативная архитектура

2.2.3 Наборно-ассоциативная архитектура

2.3 Методы записи, целостность данных

2.4 Методика расчета кеш-памяти

 

Назначение и типы кеш-памяти

При работе КС примерно 70% времени расходуется на обмен информации между основными элементами (запись/чтение). Основными элементами является цепочка процессор<->ОП, ОП<->ВЗУ. Каждый из этих основных элементов имеет различное быстродействие. Процессор имеет быстродействие на порядок выше, чем ОЗУ. ОЗУ – выше, чем накопитель на жестких дисках. Для повышения быстродействия целесообразно приблизить быстродействие медленных элементов к более быстродействующим. С этой целью между ОП и процессором ставят кеш-память, между ОЗУ и накопителем – дисковый кеш. Кеш – память реализуют на статистических элементах, быстродействие которых очень высокое и и следовательно высокая стоимость. Кеш-память относительно небольшого объема. Если процессор запрашивает данные, то он вначале ищет их в кеш-памяти. Если считываются данные – кеш-попадение. Если данных нет – кеш-промах.

Дисковый кеш (ДК). Для повышения быстродействия ДК в качестве микросхем использует микросхемы для ОЗУ. ДК реализуется аппаратно, либо программно. Аппаратный ДК – блок микросхем ОЗУ, который находится в контроллере диска. Программный ДК управляется спец.прогой, которая использует часть ОЗУ. Функцию управления памятью аппаратного кеша осуществляет спец.процессор, который входит в состав контроллера диска. Программным кешем управляет резидентная прога, находящаяся в памяти компа. Информация на диске хранится в виде секторов, которые образуют дорожку – концентрическую окружность. Если ДК, кеш-память занят и запрашиваемая информация отсутствует, то необходима специальная стратегия удаления информации из кеша. Используется стратегия удаления информации, которая дольше всего не запрашивается. Рассмотренное относится к чтению информации.

 

Архитектура кеш-памяти

Что является основной единицей кеш-памяти? Если при обмене информации с ВЗУ – биты, основная единица памяти – байт, слово, параграф, страница, в накопителе – длина сектора (512 б), в CD-ROM – 2 кб, в кеш-памяти – длина строки в байтах. Кеш-память имеет объем значительно меньше объема ОЗУ. Поэтому архитектура кеш-памяти – принятый способ отображения большого объема основной памяти на небольшой объем кеша. В зависимости от принятого способа отображения различают 3 вида архитектур: 2.2.1, 2.2.2, 2.2.3.

 

 

Кеш прямого отображения

Рассмотрим на примере кеш-памяти, которая имеет 16 строк и длина строки 8 байт.

Запись в строке	Номер строки	Смещение(столбец)	- ША

 

							В проц

Пусть ОЗУ имеет 10 разрядов – 2 в 10 степени-1 кб. 1).При расчете кеша необходимо определить кол-во разрядов ОП 2). Исходя из заданного объема кеша и длины строки рассчитать кол-во строк.\\ Младшие адреса – смещение, под него отводят столько разрядов, чтобы можно обращаться к каждому байту строки (2 в 3). Средние разряды – под строку. Исходя из кол-ва строк выделяют разряды адреса памяти под строку. Оставшаяся часть адресов отводится под признак, который называют тегом. Работа: после выставления данных на ША, контроллер кеша находит номер строки и проверяет наличие тега, если тег находится в адресе, то это говорит, что данные находятся в кеше. Если данные не совпадают, то данные отсутствуют. Достоинства: простота. Недостаток: к одной и той же строке может быть приписано несколько адресов ОП.