Модели разработки прогр. систем
Каскадная
(+) детерминированность времени и затрат
(-) возможное устаревание к моменту реализации (создание системы, которую сразу необх. Дораб.)
Каскадно-итерационная
(+) максимальное удовлетворение требований заказчика
(-) недетерминированность времени и затрат
Спиральная
(+) детерминированность выполнения каждого этапа, возм-ть рассм-я системы до завершения
(-) недетерминированность времени и затрат на конеч. Продукт
Виртуальная машина или виртуальный компьютер - программное расширение возможностей реального компьютера.
Использование ТЕГ в ячейках памяти: Контроль целостности данных, Контроль доступа к командам/данным,
Контроль доступа к машинным типам данных (фиксация кода типа данных).
Расслоение памяти
Преимущества: параллельное считывание из разных банков, проявляется преимущество при работе с кэшированием,
Кэш-память (процессор - ОП)
• Сокращается количество обращений к ОЗУ
• Существенно увеличивается скорость доступа к памяти в случае использования ОЗУ с «расслоением»
• Усложнение логики процессора
Аппарат прерываний - аппарат, который позволяет организовывать стандартную обработку всех прерываний, возникающих при функционировании вычислительной системы.
Проблемы, возникающие при исполнении программ
Вложенные обращения к подпрограммам, Накладные расходы при смене обрабатываемой программы, Перемещаемость программы по ОЗУ, Фрагментация памяти
Регистровое окно — это набор регистров, по количеству меньший числа физ. Регистров процессора, который в каждый момент времени доступен для программы пользователя.
Недостатки аппаратного стека: Поскольку стек располагается в оперативной памяти, то при каждой обработке прерывания процессору придется обращаться к оперативной памяти, что сильно снижает производительность системы при частых возникновениях прерываний.
Страничной организации памяти
Преимущества:
Решаются все проблемы, связанные с исполнением программ (см. выше)
нет необходимости держать в оперативной памяти весь исполняемый процесс (можно держать только несколько страниц процесса, остальное может находится на ВЗУ - откачено)
Недостатки:
страничная фрагментация, или внутренняя (скрытая) фрагментация: если в странице используется хотя бы один байт, то вся страница отводится процессу
если таблица страниц целиком располагается на регистровой памяти, то в силу дороговизны последней размеры подобной таблицы будут слишком малы
проблема при смене обрабатываемой программы
SMP
(+) Простота реализации
(-) ограничения на количество подключаемых процессоров
(-) Проблема синхронизации КЭШа (нужен кэш с отслеживанием)
NUMA
(+) Степень параллелизма выше, чем в SMP
(-) Централизация (ограничение ресурсом шины)
(-) Использование когерентных кэшей загружает шину служебной информацией
CcNUMA
(+) позволяет строить системы из сотен процессорных элементов
(-) сложность
(-) Загрузка общей шины служебной информацией
MPP
(-) дороговизна
(+) Высокая эффективность при решении определённого класса задач
(-) Узкая специализация
COW
(+)«прозрачность» архитектуры
(+)относительная «универсальность» - возможность применения для решения широкого круга задач
(-) топология (взаимодействие большого числа элементов)
Выделенный канал
(+) качество связи
(-) браконьерство
(-) деградация телефонной сети
(-) снижение возможности коммутации
Коммутируемый канал
(-) недетерминированное качество связи
(+) не держим ресурс
Сеть коммутации каналов
Преимущества:
После установления соединения сеть находится в состоянии готовности
Требования к коммуникационному оборудованию минимальны
Минимизируются накладные расходы по передаче данных
Детерминированная пропускная способность
Недостатки:
Требование избыточности сети
Период ожидания соединения (канала) недетерминирован
Неэффективное использование выделенного канала
В случае сбоя или отказа повторная передача информации
Сеть коммутации сообщений
(+)Отсутствие занятости канала на недетерминированный промежуток времени
(-) Сообщения могут быть произвольного размера - необходимость наличия средств буферизации неопределённых характеристик
(-) Необходимость в специализированном коммуникационном оборудовании и ПО
(-) Повтор передачи всего сообщения в случае сбоя
Сеть коммутации пакетов
(+)Так как известна топология сети и характеристики её элементов, то возможно определение требований в коммутационных узлах Þ возможна оценка размера буфера и времени доставки пакетов
(-)Увеличение трафика из-за наличия заголовочной информации
(-)Проблема сборки пакетов
TCP обеспечивает надежную доставку данных с обнаружением и исправлением ошибок и с установлением логического соединения.
UDP отправляет пакеты с данными, не контролируя их доставку.
ОС с монолитным ядром
(+) для конкретного состава функциональности и логики ядра это будет наиболее эффективное решение
(-) тяжело вносить изменения в ядро
Многослойные ОС
(+) простая модификация
(-) избыточность информации по системе
(-) замена или модернизация «один в один»
Микроядерная архитектура
(+) хорошо расширяема
(+) подходит для многопроцессорных систем
(-) накладные расходы (из-за разбиения запроса на мн-во запросов)
(+) нет существенных ограничений на кол-во драйверов