Сети ЭВМ и телекоммуникации

Программирование

1. Лексемы языков программирования. Понятие типа данных. Встроенные типы данных на примере С++ и Ассемблера.

2. Операции и управляющие операторы.

3. Составные типы данных: массивы, структуры, классы.

4. Структура программы (С, С++, Ассемблер). Функции и методы. Способы передачи параметров. Функции с параметрами по умолчанию. Перегрузка функций и операций.

6. Классы памяти, время жизни и область действия переменных.

7. Указатели. Операции с указателями. Динамические переменные: способы создания и использования.

9. Инкапсуляция. Права доступа. Создание объектов классов. Конструкторы и деструкторы. Наследование (простое и множественное). Полиморфизм. Раннее и позднее связывание.

11. Абстрактные классы. Статические члены и методы. Указатель this.

12. Дружественные функции и классы.

13. Способы адресации; способы объединения сегментов программы (Ассемблер).

Примечание. Ассемблер = i486.

2. «Организация ЭВМ и систем»

1. Архитектура компьютера (ЭВМ). Виды архитектуры: программная и аппаратная. Прикладная и системная архитектура и их элементы.

2. Структурная организация компьютеров и ее отличие от архитектуры. Основные составляющие структурной организации.

3. Типы, форматы и способы представления данных, аппаратно поддерживаемые в ЭВМ.

4. Программная модель базового процессора Intel 8086.

5. Адресная структура основной памяти и принципы размещения информации в ней.

6. Основные режимы адресации, используемые в ЭВМ.

7. Режимы адресации базовой модели процессора Intel и способы их задания.

8. Принципы формирование физического адреса в базовой модели процессора Intel. Стандартное назначение сегментов и возможности его переопределения.

9. Классификация машинных команд базовой модели процессора Intel по их функциональному назначению.

10. Архитектурные принципы неймановских ЭВМ.

11. Основные виды ЭВМ с ненеймановской архитектурой: потоковые, редукционные и теговые ЭВМ и их отличия от неймановских.

12. Принципы микропрограммного управления. Понятия микрооперации, микрокоманды, микропрограммы.

13. Упрощенная структура компьютера (ЭВМ).

14. Центральный процессор: его функции, состав и основные зарактеристики.

15. Конвейер команд: назначение, концепции и принципы построения.

16. Классический 6-ступенчатый конвейер команд и его фазы (этапы, стадии). Понятия суперконвейерной и гиперконвейерной обработки.

17. Суперскалярная обработка и способы ее реализации.

18. CISC- и RISC-архитектуры, их основные особенности и сравнительный анализ. Основные модели CISC- и RISC-процессоров.

19. Основные режимы работы процессоров Intel 80´86, Pentium: реальный и защищенный – и их особенности.

20. Основная память и ее характеристики.

21. Элементы статической (SRAM) и динамической (DRAM) памяти и их сравнительный анализ.

22. Периферийная часть компьютера и ее составляющие: устройства ввода/вывода и внешней памяти.

23. Система ввода/вывода, ее аппаратная и программная части.

24. Понятие, уровни представления и основные характеристики аппаратных интерфейсов. Основные виды шин и линий, входящих в состав аппаратного интерфейса. Классификация аппаратных интерфейсов.

25. Адресация ВУ. Порты ввода/вывода. Использование раздельного и единого адресного пространства для адресации памяти и портов ввода/вывода.

26. Способы организации ввода/вывода: программно управляемый (PIO), по прерываниям, в режиме прямого доступа к памяти (DMA), канальный ввод/вывод – и их сравнительный анализ.

27. Структура компьютера с единым интерфейсом, ее основные особенности и модификации.

28. Многошинная структура ПК на базе старших моделей процессоров Pentium. Назначение и основные функции северного и южного мостов (хабов). Стандартные интерфейсы (PCI, IDE, SCSI, USB, AGP), используемые в ПК, и их особенности.

29. Структура ЭВМ класса мэйнфрейм с каналами ввода/вывода. Основные виды используемых интерфейсов и их особенности.

30. Назначение и функции каналов ввода/вывода.

31. Классификация каналов ввода/вывода.

32. Иерархическая организация памяти компьютеров и ее обоснование. Характеристики уровней памяти.

33. Принцип локальности обращений: пространственный и временной аспекты в отношении команд и данных.

34. Назначение, концепции и принципы организации кэш-памяти.

35. Стратегии отображения (распределения): прямое отображение, полностью ассоциативное отображение, множественно-ассоциативное отображение, секторированное отображение (распределение секторов) — принципы их реализации и сравнительный анализ.

36. Основные стратегии замещения блоков в кэш-памяти: RAND, FIFO, LFU, LRU — принципы их реализации и сравнительный анализ. Стратегия Pseudo LRU и принципы ее реализации в кэш-памяти процессоров фирмы Intel.

37. Основные стратегии обновления блоков ОП: сквозная запись (WT) и обратная запись (WB) — принципы их реализации и сравнительный анализ.

38. Понятие и концепции виртуальной памяти.

39. Логический (виртуальный) адрес и его структура. Линейный и физический адреса. Объем логического, линейного и физического адресного пространства.

40. Организация виртуальной памяти на уровне сегментов. Селектор и дескриптор сегмента и их содержимое. Системные таблицы: GDT и LDT. Механизм преобразования логического адреса в линейный. Системные регистры, используемые в процессе преобразования: GDTR и LDTR – и их содержимое. Теневые регистры как средство ускорения преобразования.

41. Организация виртуальной памяти на уровне страниц. Системные таблицы: каталог таблиц страниц и и собственно таблица страниц. Элементы каталога (PDE) и таблицы страниц (PTE) и их содержимое. Механизм преобразования линейного адреса в физический. Системные регистры, используемые в процессе преобразования: CR2 и CR3 – и их содержимое. TLB как средство ускорения преобразования.

42. Усовершенствования страничного механизма в процессорах Pentium.

43. Назначение и концепции системы прерываний. Основные причины, приводящие к прерыванию программы.

44. Функции системы прерываний и их реализация на аппаратном и программном уровнях.

45. Процедура полинга и ее реализация на аппаратном и программном уровнях.

46. Механизм маскирования запросов и его реализация в процессорах Intel Pentium.

47. Сохранение и восстановление контекста программы на аппаратном и программном уровнях.

48. Программные и аппаратные прерывания и их отличия. Виды особых случаев: нарушение (fault) и ловушка (trap) — и их отличия.

49. Программируемый контроллер прерываний (PIC): его назначение и основные функции.

50. Принципы взаимодействия CPU и ведущего PIC.

51. Организация прерываний в базовой модели процессора Intel: основные причины прерываний, зарезервированные типы прерываний, приоритеты прерываний.

52. Особенности организации прерываний в реальном режиме. Зарезервированные типы прерываний. Таблица векторов прерываний. Вызов обработчика прерывания.

53. Особенности организации прерываний в защищенном режиме. Дескрипторная таблица прерываний (IDT) и ее элементы. Зарезервированные типы прерываний и особых случаев.

Сети ЭВМ и телекоммуникации

1. Многоуровневая модель взаимодействия открытых систем (OSI-модель). Назначение и функции уровней управления OSI-модели. IEEE – модель. Протоколы и интерфейсы.

2. Сравнительный анализ топологий вычислительных сетей.

3. Методы коммутации в вычислительных сетях: описание методов, достоинства и недостатки.

4. Методы маршрутизации в вычислительных сетях: классификация, достоинства и недостатки.

5. Электрические и оптические кабельные линии связи: основные характеристики, достоинства и недостатки.

6. Беспроводные линии связи: наземная радиосвязь, радиорелейные линии связи, спутниковые системы связи, связь на ИК-лучах.

7. Классификация, краткая характеристика и сравнительный анализ методов доступа в ЛВС.

8. Метод доступа CSMA/CD: алгоритмы передачи и приема данных, достоинства и недостатки.

9. ЛВС Ethernet: стандарты физического уровня 10 Base-5, 10 Base-2, 10 Base-Т, 10 Base-F – топология, ограничения, достоинства и недостатки.

10. ЛВС Ethernet: стандарты канального уровня – форматы кадров, назначение и структура полей кадров.

11. Высокоскоростные ЛВС: FastEthernet, 100VG-AnyLAN, GigabitEthernet – особенности структурно-функциональной организации, ограничения, достоинства и недостатки.

12. ЛВС TokenRing: структурная и функциональная организация.

13. Мосты и маршрутизаторы: назначение, алгоритмы функционирования, классификация, достоинства и недостатки. Сравнительный анализ мостов и маршрутизаторов.

14. Коммутируемые вычислительные сети: принципы коммутации, основные отличия коммутатора от моста и маршрутизатора, структура коммутатора, способы коммутации, микросегментация, механизмы управления потоками кадров в коммутаторе, основные способы технической реализации коммутаторов.

15. Сети с коммутацией пакетов Х.25 и с ретрансляцией кадров Frame Relay: назначение, специфические особенности, форматы пакетов, достоинства и недостатки.

16. АТМ – технология: базовые принципы, структура ячейки, основные функции АТМ-коммутатора, интерфейсы UNI и NNI, понятия виртуального соединения, виртуального пути, виртуального канала, основные функции уровня адаптации ATM, достоинства АТМ-технологии.

17. Интернет – технология: многоуровневая модель управления в TCP/IP-сетях, назначение и описание протоколов UDP, TCP, ARP, RARP, DHCP, IСМP, формат IP - пакета.

18. Адресация в сетях TCP/IP: локальные, сетевые и доменные адреса, классы IP-адресов и их краткое описание, назначение масок для IP-адресов.