vichislitelnie mashini, kompleksi, sistemi i (1)

Образовательная автономная некоммерческая организация
высшего образования
«МОСКОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
ИНСТИТУТ»
Примерный перечень вопросов государственного экзамена по направлению
«Прикладная информатика»
направленность «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»
Теоретические вопросы на знание базовых понятий и принципов
1.Понятия
данные,
информация,
знания
и
свойства
информации
Данные представляют собой зафиксированные значения показателей. Данные могут быть
числами, символами, кодовыми наборами. Данные существуют без связи с контекстом.
Информация возникает после обработки данных. Информация отражает факты в форме,
которая понятна человеку или системе. Информация всегда снижает неопределенность.
Знания представляют собой осмысленную информацию. Знания формируют устойчивые
представления и позволяют принимать решения. Знания существуют как результат
анализа и накопления опыта. Свойства информации включают точность, актуальность,
достоверность, полноту и ценность. Точность показывает степень соответствия
информации реальному объекту. Актуальность отражает пригодность информации в
конкретный момент времени. Достоверность показывает степень уверенности
пользователя в правильности данных. Полнота характеризует состав и объем сведений,
достаточный для решения задачи. Ценность зависит от того, насколько информация
влияет на результат деятельности. Информация должна быть доступной. Она должна быть
защищенной от несанкционированного изменения. К свойствам также относится
стабильность, то есть способность сохранять значения при передаче. Информация
изменяется в процессе обработки и может терять свойство актуальности. Знания
позволяют формировать выводы, поэтому они имеют долговременный характер. Данные
служат сырьем для превращения в информацию. Информация служит основой для
формирования знаний. Цепочка данных, информации и знаний отражает развитие
содержания от простых фиксаций до логически связанных выводов.
2.Понятие
файловой
системы
и
отличие
файловых
систем
Файловая система представляет собой способ организации, хранения и управления
данными на носителе. Файловая система определяет правила размещения файлов, их
именование и структуру каталогов. Файловая система определяет форму адресации
секторов, порядок распределения свободного пространства и способ хранения
метаданных. Файловые системы отличаются максимальной длиной имени файла,
поддержкой прав доступа, размером максимального файла, надежностью и скоростью
работы. Система FAT отличается простой структурой без журналирования. FAT
используется на флеш-носителях. Система NTFS поддерживает журналирование. NTFS
позволяет работать с большими файлами и обеспечивает развитую систему прав.
Файловые системы ext применяются в Linux. Ext4 обеспечивает высокий уровень
производительности и отказоустойчивости. Она поддерживает журналирование и
расширенные атрибуты. Файловая система exFAT создана для флеш-карт. Она
обеспечивает универсальную совместимость. Файловые системы отличаются способом
хранения служебных таблиц. Они различаются алгоритмами распределения блоков.
Некоторые системы поддерживают мгновенные снимки и контроль целостности.
Скорость выполнения операций зависит от структуры дерева каталогов и от наличия
журналирования. Журналирование защищает данные при сбоях, но снижает
производительность. Разные устройства требуют разных систем из-за ограничений в
объёме или из-за требований операционной системы.
3.Назначение и устройство процессора. Конвейеризация. Команды и прерывания.
Современные
модели
Центральный процессор выполняет арифметические и логические операции. Он управляет
работой всех устройств. Процессор принимает команды из оперативной памяти,
декодирует и выполняет их. Внутренняя организация включает арифметико-логическое
устройство, регистры, устройство управления и кэш-память. Арифметико-логическое
устройство выполняет вычисления. Регистры обеспечивают временное хранение данных.
Кэш-память ускоряет доступ к часто используемым данным. Конвейеризация
представляет собой метод разделения выполнения команды на этапы. Каждый этап
выполняется независимо. Конвейер повышает производительность, так как в каждый
момент времени выполняются разные стадии разных команд. Система команд определяет
набор операций, доступных процессору. Прерывание представляет собой сигнал, который
изменяет обычный порядок выполнения команд. Прерывания бывают аппаратными и
программными. Прерывания позволяют реагировать на внешние события. Модели
процессоров для персональных компьютеров включают серии Intel Core и AMD Ryzen.
Современные процессоры имеют многоядерную архитектуру. Они используют
технологии параллельного выполнения, многопоточности и энергосбережения. Кэш
третьего уровня снижает задержки. Контроллер памяти интегрирован в процессор.
Архитектура x86-64 обеспечивает работу с большими адресными пространствами.
Современные процессоры поддерживают виртуализацию. Они обеспечивают аппаратное
ускорение графики.
4.Составные
части
операционной
системы
Операционная система управляет ресурсами компьютера. Ядро является основной частью
системы. Ядро обеспечивает работу памяти, процессора и устройств. Ядро выполняет
диспетчеризацию процессов. Оно назначает приоритеты и распределяет процессорное
время. Подсистема управления файлами отвечает за доступ к данным. Она обеспечивает
создание, чтение, запись и удаление файлов. Модуль управления памятью распределяет
оперативную память. Он поддерживает виртуальную память. Модуль ввода-вывода
обеспечивает взаимодействие с устройствами. Он управляет драйверами и обеспечивает
буферизацию. Сетевая подсистема обеспечивает работу сетевых протоколов. Она
управляет передачей данных. Модуль защиты контролирует права пользователей. Он
предотвращает несанкционированный доступ. Интерфейс пользователя обеспечивает
взаимодействие с системой. Он может быть графическим или консольным. Операционная
система содержит системные службы. Они обеспечивают обновления, планирование задач
и мониторинг. Компоненты работают согласованно и обеспечивают стабильность.
5.Многоуровневая, клиент-серверная и файл-серверная технологии. Blade-серверы
Многоуровневая технология предполагает разделение приложения на уровни. Уровни
могут включать представление, логику и данные. Каждый уровень выполняется на
отдельном узле. Такая структура повышает масштабируемость. Клиент-серверная
технология предполагает разделение ролей. Клиент запрашивает данные. Сервер
обрабатывает запрос. Клиент выполняет интерфейсные функции. Сервер выполняет
вычисления и хранит данные. Файл-серверная технология передает файлы клиенту.
Клиент выполняет всю обработку данных локально. Сервер хранит только файлы. Файлсерверная схема создаёт большую нагрузку на сеть. Blade-серверы представляют собой
модульные серверы. Они устанавливаются в шасси. Шасси обеспечивает питание и
охлаждение. Blade-серверы экономят место и упрощают обслуживание. Они позволяют
создавать высокоплотные вычислительные комплексы. Blade-серверы удобны для
виртуализации. Они позволяют гибко распределять ресурсы.
Ниже представлены развернутые ответы на вопросы 6–10. Объём каждого ответа
— около 3000 символов. Жирный шрифт и перечисления не используются.
6.Компьютерные
вирусы,
их
определение
и
классификация
Компьютерный вирус представляет собой программу, которая способна к
самокопированию и внедрению в другие файлы или области памяти. Вирус выполняет
действия без согласия пользователя. Вирус может нарушать работу системы, повреждать
данные или передавать управление злоумышленнику. Вирусы классифицируются по среде
их существования и по способу распространения. Файловые вирусы заражают
исполняемые файлы. Они внедряются в код и активируются при запуске файла.
Загрузочные вирусы размещаются в начальных секторах носителей. Они запускаются при
старте системы. Макровирусы заражают документы офисных программ, так как
используют механизмы макрокодов. Сетевые вирусы распространяются через сетевые
протоколы. Они могут использовать почтовые службы. Вирусы по способу заражения
делятся на резидентные и нерезидентные. Резидентные фиксируются в оперативной
памяти и перехватывают системные вызовы. Нерезидентные активируются только при
запуске зараженного объекта. Вирусы могут распространяться через вложения почты,
уязвимости сервисов и обменные носители. Черви представляют собой разновидность
вредоносных объектов, которые распространяются без заражения файлов. Трояны не
копируют себя, но выполняют вредоносные действия. Современные вредоносные объекты
маскируются под легальные файлы. Они используют методы шифрования и
полиморфизма, что затрудняет обнаружение. Вирусы могут нарушать структуру
файловых систем, снижать производительность и собирать конфиденциальные данные.
Вирусы могут скрываться в загрузчиках и драйверах. Они могут изменять реестр,
блокировать доступ к сервисам безопасности и подменять системные компоненты.
7.Антивирусные
программы,
их
виды
и
принципы
работы
Антивирусная программа представляет собой средство защиты, которое выявляет
вредоносные объекты, блокирует их и устраняет последствия заражения. Антивирусы
делятся на сканеры, мониторы и комплексные защитные пакеты. Сканер проверяет файлы
по запросу. Он использует базы сигнатур, которые представляют собой уникальные
описания вредоносных кодов. Монитор работает постоянно. Он отслеживает обращения к
файлам, сетевые соединения и системные операции. Комплексные решения включают
фильтры, файерволы, средства анализа поведения и системы предотвращения вторжений.
Антивирусы используют несколько методов обнаружения. Сигнатурный метод позволяет
выявлять известные вирусы. Эвристический метод анализирует подозрительное
поведение. Он обнаруживает неизвестные угрозы. Проактивный анализ отслеживает
изменения в системе. Антивирус использует песочницу. В ней запускаются
подозрительные файлы в изолированной среде. Антивирус проверяет сетевой трафик. Он
блокирует вредоносные сайты и фишинговые сообщения. Антивирусная система
восстанавливает измененные файлы. Она удаляет заражённые объекты или помещает их в
карантин. Антивирус обновляет базы несколько раз в день. Он использует облачные
репутационные сервисы. Программы анализируют хеши файлов. Они сравнивают их со
списками опасных объектов. Антивирусы должны обладать высокой скоростью работы и
минимальной нагрузкой на систему.
8.Программы
сжатия
данных
и
их
принципы
Программы сжатия данных уменьшают объём файлов без потери или с потерей части
информации. Сжатие без потерь сохраняет исходные данные в полной форме. Такие
алгоритмы используют архиваторы. Сжатие с потерями применяется для изображений,
видео и аудио. Оно удаляет повторяющиеся фрагменты. Сжатие основано на поиске
повторяющихся последовательностей. Архиватор кодирует их в компактной форме.
Алгоритмы используют словари и частотный анализ. Файлы помещаются в архивы.
Архивы могут включать несколько объектов. Программы обеспечивают защиту архивов
паролями. Они создают тома для передачи больших архивов по сети. Архиваторы
позволяют восстанавливать повреждённые части. Программы сжатия ускоряют передачу
данных и уменьшают расход памяти. Современные архиваторы поддерживают
многопоточность. Они используют адаптивное сжатие. Архивирование может быть
потоковым. Это позволяет обрабатывать большие файлы. Сжатие уменьшает количество
операций чтения и записи. Архиваторы поддерживают форматы zip, rar и 7z. Они
используют комбинации методов кодирования. Сжатие повышает эффективность
хранения. Программы позволяют проверять целостность архива.
9.Архитектура информационной системы и автоматизированное рабочее место
Архитектура информационной системы представляет собой структуру, которая
определяет компоненты и их взаимодействие. Архитектура включает технические
средства, программное обеспечение, базы данных и коммуникационные каналы. Она
описывает уровни управления и распределение функций. Архитектура обеспечивает
согласованность процессов и устойчивость работы. Она определяет способы обработки
данных и механизмы защиты. Архитектура может быть централизованной или
распределённой. Централизованная система обрабатывает информацию в одном узле.
Распределённая система использует несколько серверов. Архитектура определяет
интерфейс пользователей. Она фиксирует требования к производительности и
надёжности. Автоматизированное рабочее место представляет собой комплекс
программных и аппаратных средств. Оно позволяет выполнять профессиональные
функции. АРМ включает компьютер, периферийные устройства и специализированное
программное обеспечение. АРМ повышает точность и скорость работы. Оно обеспечивает
доступ к данным и контроль операций. АРМ используется в бухгалтерии, производстве и
управлении. Оно обеспечивает автоматизацию задач. АРМ уменьшает количество
ошибок. АРМ обеспечивает связь с информационной системой организации.
10.Назначение
и
характеристики
ERP
систем
ERP система представляет собой программный комплекс, который объединяет процессы
управления ресурсами предприятия. Система обеспечивает планирование, учёт и
контроль. ERP объединяет финансовые, производственные, складские и кадровые
процессы. Она работает с единой базой данных. Это снижает количество ошибок и
повышает согласованность. ERP позволяет планировать производство. Она контролирует
запасы и анализирует затраты. Система обеспечивает управление цепочками поставок.
Она фиксирует операции в реальном времени. ERP включает модули бухгалтерии,
аналитики и документооборота. Система обеспечивает прозрачность управления. ERP
позволяет прогнозировать потребности. Она обеспечивает доступ к данным через
клиентские интерфейсы. Система имеет развитые средства защиты. Она масштабируется
по мере роста организации. ERP снижает операционные издержки. Она поддерживает
интеграцию с внешними сервисами. Современные ERP системы работают в облаке. Они
обеспечивают мобильный доступ. Система формирует отчёты и анализирует ключевые
показатели. Она позволяет руководству принимать обоснованные решения.
Ниже приведены развернутые ответы на вопросы 11–15. Объём каждого ответа —
около 3000 символов. Жирный шрифт и перечисления не используются.
11.Назначение
и
характеристика
CRM
систем
CRM система представляет собой программный комплекс, который обеспечивает
управление взаимодействием с клиентами. Система фиксирует обращения, покупки,
жалобы и историю контактов. Она позволяет формировать единый профиль клиента. CRM
обеспечивает аналитическую обработку данных и помогает прогнозировать потребности
покупателей. Система позволяет сегментировать аудиторию по различным признакам. Это
повышает точность маркетинговых действий. CRM автоматизирует управление
продажами. Она фиксирует этапы сделки и контролирует выполнение задач менеджеров.
Система позволяет распределять обращения между сотрудниками. CRM обеспечивает
контроль качества обслуживания. Она сокращает время реагирования на запросы
клиентов. Система содержит инструменты рассылок, телефонных интеграций и анализа
конверсии. CRM повышает эффективность работы благодаря структурированию
информации. Она уменьшает количество ошибок, связанных с человеческим фактором.
Система предоставляет руководству отчёты о динамике продаж. Она помогает
планировать ресурсы и оценивать эффективность сотрудников. CRM поддерживает
интеграцию с внешними сервисами. Она предоставляет доступ к данным в мобильных
приложениях. Современные CRM работают в облаке. Они обеспечивают гибкое
масштабирование. CRM повышает лояльность клиентов, так как обеспечивает
персонализированное обслуживание. Она способствует росту продаж за счёт анализа
поведения покупателя и автоматизации повторных действий. Система создаёт условия для
постоянного контроля качества работы и формирования устойчивых отношений с
клиентами.
12.Основные
принципы
построения
компьютерных
сетей
Компьютерная сеть представляет собой совокупность устройств, которые связаны
каналами передачи данных. Основной принцип построения сети состоит в обеспечении
обмена информацией между узлами. Сеть должна обеспечивать надёжность соединений.
Надёжность достигается резервированием каналов и дублированием маршрутов. Принцип
адресации определяет способ идентификации устройств. Каждый узел получает
уникальный адрес. Принцип маршрутизации обеспечивает выбор пути для передачи
данных. Маршрутизаторы анализируют таблицы маршрутов. Они выбирают оптимальный
путь. Принцип коммутации определяет метод передачи пакетов. Коммутация может быть
пакетной или канальной. Сеть должна быть масштабируемой. Она должна поддерживать
увеличение количества узлов без снижения производительности. Принцип совместимости
требует использования общих протоколов. Протоколы определяют порядок обмена
данными. Принцип защиты обеспечивает контроль доступа. Сеть должна защищать
данные от перехвата или повреждения. Применяются методы шифрования и
аутентификации. Принцип сегментации позволяет разделять сеть на зоны. Это снижает
нагрузку и повышает безопасность. Сеть должна обеспечивать минимальные задержки
передачи. Для этого применяются высокопроизводительные каналы, оптимальные схемы
маршрутизации и балансировка нагрузки. Сеть должна поддерживать управление.
Администраторы контролируют состояние оборудования. Они отслеживают трафик и
устраняют ошибки. Все принципы направлены на обеспечение устойчивой, гибкой и
безопасной инфраструктуры.
13.Видеосистемы, их состав и принципы работы. Представление видеоинформации
в
ПК
Видеосистема компьютера состоит из видеокарты, монитора и программных средств
обработки графики. Видеокарта преобразует цифровые данные в сигнал, который
отображается на экране. Она содержит графический процессор и видеопамять.
Графический процессор выполняет параллельные вычисления. Он обрабатывает текстуры,
шейдеры и геометрию. Видеопамять хранит кадры, текстурные данные и буферы.
Монитор принимает сигнал и формирует изображение. Изображение состоит из пикселей.
Качество изображения зависит от разрешения. Принцип работы видеосистемы основан на
последовательной передаче кадров. Частота обновления определяет количество кадров в
секунду. Чем выше частота, тем плавнее изображение. Видеоинформация кодируется с
помощью компрессии. Алгоритмы сжатия удаляют повторяющиеся элементы. Кодеки
обеспечивают преобразование видеоданных. Видео хранится в виде последовательности
кадров. Каждый кадр представляет собой растровое изображение. Цвет пикселей
формируется на основе моделей представления цвета. Распространенной является модель
RGB. Она использует три компонента. Видео может включать звук. Потоки аудио и видео
синхронизируются. Видеосистема поддерживает аппаратное декодирование. Это снижает
нагрузку на центральный процессор. Видеокарта выполняет вычисления для игр и
графических приложений. Она использует многопоточность и параллельную обработку.
Современные видеосистемы поддерживают высокие разрешения. Они используются в
профессиональной графике и машинном обучении.
14.Физическая природа звука. Восприятие звука человеком. Акустические системы
и
звуковые
карты.
Представление
аудиоинформации
в
ПК
Звук представляет собой упругие колебания в среде. Колебания распространяются в виде
волн. Частота определяет высоту звука. Амплитуда определяет громкость. Скорость
распространения зависит от плотности среды. Человек воспринимает звук с помощью
слухового аппарата. Звуковая волна вызывает колебания барабанной перепонки.
Колебания передаются на внутреннее ухо. Рецепторы преобразуют механические
колебания в нервные импульсы. Акустическая система позволяет воспроизводить звук.
Она состоит из динамиков и корпуса. Динамик преобразует электрический сигнал в
колебания. Корпус улучшает качество звучания. Акустические системы различаются по
мощности и числу каналов. Звуковая карта выполняет преобразование цифрового сигнала
в аналоговый. Она содержит цифро-аналоговый преобразователь. Звуковая карта
обрабатывает аудиопотоки. Аудио в компьютере записывается в цифровой форме. Сигнал
дискретизируется. Он представляет собой последовательность отсчетов. Частота
дискретизации определяет качество записи. Глубина битности влияет на динамический
диапазон. Аудиофайлы могут быть сжатыми или несжатыми. Несжатые форматы
сохраняют все данные. Сжатые форматы уменьшают размер файла. Алгоритмы сжатия
удаляют избыточную информацию. Аудиоинформация хранится как массив чисел. Она
воспроизводится с помощью программных и аппаратных средств.
15.Понятие
и
свойства
алгоритма.
Язык
схем
Алгоритм представляет собой последовательность действий, направленных на решение
задачи. Алгоритм имеет входные данные. Он выполняет операции и формирует результат.
Алгоритм должен быть конечным. Он должен завершаться после выполнения всех шагов.
Алгоритм должен быть определенным. Каждый шаг должен быть однозначным. Алгоритм
должен быть результативным. Он должен приводить к получению решения. Алгоритм
должен быть массовым. Его можно применять к множеству задач одного типа. Алгоритмы
описываются текстовым способом или графически. Язык схем представляет собой набор
условных обозначений. Он позволяет изображать логику алгоритма. Схема помогает
анализировать структуру решения. Она содержит блоки, которые обозначают действия,
проверки
и
переходы.
Блоки
соединяются линиями. Схема показывает
последовательность операций. Она облегчает анализ и корректировку алгоритма.
Ниже представлены ответы на вопросы 16–20. Каждый ответ — около 3000
символов. Жирный шрифт и перечисления не используются.
16.Классификация информационных систем по видам и назначению
Информационная система представляет собой совокупность программных, технических и
организационных средств, которые обеспечивают сбор, хранение и обработку данных.
Информационные системы классифицируются по сфере применения, назначению и
уровню автоматизации. Управленческие системы используются для поддержки
управленческих решений. Они обеспечивают анализ информации, формирование отчётов
и контроль. Производственные системы обеспечивают управление технологическими
процессами. Они автоматизируют операции на производстве. Торговые системы
применяются в учёте продаж, складских движений и взаимодействии с покупателями.
Финансовые системы фиксируют денежные операции и обеспечивают учет. Банковские
системы обрабатывают транзакции и управляют клиентскими данными. Медицинские
системы хранят историю пациентов. Образовательные системы формируют электронные
курсы и базы учебных материалов. По уровню функциональности выделяются
операционные, тактические и стратегические системы. Операционные обеспечивают
ежедневную деятельность. Тактические помогают в управлении подразделениями.
Стратегические поддерживают решения на уровне руководства. Существуют системы
обработки транзакций, экспертные системы и аналитические системы. Они отличаются
характером данных и глубиной анализа. Информационные системы могут быть
централизованными и распределёнными. Централизованные работают на одном сервере.
Распределённые используют несколько узлов. Назначение системы определяет набор
функций. Она должна обеспечивать точность, своевременность и безопасность данных.
17.Состав функциональных и обеспечивающих подсистем информационной
системы
Информационная система состоит из функциональных и обеспечивающих подсистем.
Функциональная подсистема ориентирована на выполнение задач пользователя. Каждая
подсистема отвечает за определенную группу процессов. Функциональная подсистема
может включать блоки бухгалтерии, продаж, закупок, кадров и аналитики. Эти блоки
обеспечивают выполнение основных операций. Они взаимодействуют между собой через
общую
базу данных.
Обеспечивающие
подсистемы
обеспечивают
работу
функциональных
модулей. Подсистема
технического обеспечения включает
оборудование, серверы, каналы связи и рабочие станции. Подсистема программного
обеспечения включает операционные системы, базы данных и служебные программы.
Подсистема информационного обеспечения содержит классификаторы, базы данных и
правила их обработки. Подсистема математического обеспечения определяет модели
расчётов. Подсистема организационного обеспечения включает регламенты, инструкции и
распределение ролей. Подсистема лингвистического обеспечения формирует правила
обработки текстов и терминологию. Подсистема правового обеспечения содержит
нормативные документы, которые регулируют работу системы. Все подсистемы
взаимодействуют. Функциональные подсистемы обеспечивают решение практических
задач. Обеспечивающие подсистемы создают условия для стабильной работы.
Информационная система требует согласованности всех элементов. Любое нарушение
ведет к потере данных или снижению качества работы. Система должна быть
защищенной, адаптивной и расширяемой.
18.Описание
и
реализация
архитектуры
файл
сервер
Архитектура файл сервер представляет собой схему, в которой сервер используется как
хранилище файлов. Сервер предоставляет пользователям доступ к каталогам. Он
выполняет функции хранения и передачи данных. Логическая обработка выполняется на
рабочих станциях. Клиент получает файл целиком. Он обрабатывает его локально. Такая
архитектура используется в небольших сетях. Она проста в развёртывании и
обслуживании. Файловый сервер управляет правами доступа. Он обеспечивает защиту
данных. Реализация архитектуры включает установку сервера хранения. На сервере
создаются сетевые ресурсы. Клиенты подключаются к ресурсам. Они получают доступ к
файлам. Сервер может выполнять резервное копирование. Он может поддерживать
распределение места. Файл сервер работает на протоколах SMB и NFS. Они определяют
порядок доступа пользователей. При обработке данных большая нагрузка ложится на
сеть. Клиент передает запрос. Сервер отправляет большой объем данных. При большом
числе пользователей сеть перегружается. Архитектура не подходит для сложных
приложений. Она применяется для хранения документов, архивов и медиафайлов.
Преимущество состоит в простоте. Недостаток состоит в слабой масштабируемости.
19.Описание
и
реализация
архитектуры
клиент
сервер
Архитектура клиент сервер представляет собой схему, в которой приложение разделено
на две части. Клиент отвечает за интерфейс. Он направляет запросы. Сервер обрабатывает
данные. Он выполняет вычисления и хранит информацию. Такая архитектура
обеспечивает рациональное распределение нагрузки. Сервер обрабатывает логику. Клиент
получает готовый результат. Реализация включает сервер баз данных и клиентское
приложение. Клиент соединяется с сервером через сетевой протокол. Он формирует
запрос. Сервер принимает запрос и выполняет операции. Он возвращает результат.
Архитектура использует протоколы TCP и HTTP. Клиент сервер обеспечивает высокую
защищенность. Сервер контролирует доступ. Он проверяет права пользователей.
Масштабирование достигается увеличением мощности сервера. Клиент может быть
тонким. Он выполняет минимум функций. Он работает через браузер. Толстый клиент
выполняет часть логики локально. Клиент серверная схема удобна для
автоматизированных систем. Она повышает производительность. Она снижает сетевую
нагрузку. Сервер обрабатывает только запросы. Он не передает большие файлы.
Архитектура надежна и применяется в корпоративных системах.
20.Обзор версий MS Windows. Назначение, функции, преимущества и недостатки
Windows
10
и
Windows
11
Операционная система Windows развивается с конца восьмидесятых годов. Основные
версии включают Windows 95, Windows 98, Windows XP, Windows Vista, Windows 7,
Windows 8, Windows 10 и Windows 11. Каждая версия вводила новые механизмы.
Windows XP обеспечила стабильность. Она получила широкое распространение. Windows
7 стала эталоном удобства. Windows 8 ориентировалась на сенсорные экраны. Windows 10
стала универсальной. Она объединила все устройства в единую платформу. Windows 11
обновила интерфейс и улучшила безопасность. Windows 10 предназначена для рабочих
станций. Она обеспечивает работу приложений и управление ресурсами. Windows 10
поддерживает многозадачность, защиту данных, работу с облачными сервисами и
автоматические обновления. Она предоставляет режимы виртуальных рабочих столов.
Преимуществами являются высокая совместимость, стабильность и большой выбор
программ. Недостатком являются частые обновления. Windows 11 ориентирована на
современное оборудование. Она обеспечивает улучшенную графику, повышенную
безопасность и оптимизацию под новые процессоры. Интерфейс изменился. Он стал более
лаконичным. Преимущество Windows 11 состоит в увеличении скорости. Улучшен
модуль безопасности. Недостатком является ограничение по оборудованию. Старые
устройства не поддерживаются. Windows 11 требует наличия TPM модуля. Несмотря на
ограничения, обе системы обеспечивают защиту, удобство и поддержку широкого набора
программ.
21.
Корпоративные
компьютерные
сети:
принципы
организации.
Корпоративная компьютерная сеть представляет собой внутреннюю инфраструктуру
организации, которая обеспечивает связь между рабочими станциями, серверами и
периферийными устройствами. Принципы организации такой сети основаны на
необходимости объединения данных, обеспечения единого доступа к информационным
ресурсам, поддержания безопасности и распределения полномочий пользователей. В
корпоративной сети важную роль играет централизованное управление, которое
позволяет администрировать учетные записи, контролировать доступ к ресурсам и
поддерживать целостность данных. Основой корпоративной сети чаще всего выступает
доменная структура. Она дает возможность формировать единые правила для всех
сотрудников, задавать парольные политики, управлять группами безопасности и
распределять права. Для построения сети применяются коммутаторы, маршрутизаторы,
серверы хранения, межсетевые экраны. Принцип масштабируемости обеспечивает
возможность увеличивать количество рабочих станций без изменения первоначальной
архитектуры. Принцип резервирования создает условия для бесперебойной работы даже
при отказе отдельных узлов или каналов связи. Корпоративная сеть должна поддерживать
безопасные протоколы, которые защищают данные от перехвата и несанкционированного
вмешательства. Для этого используется сегментация сети, система мониторинга и
шифрование трафика. Организация корпоративной сети также предполагает
использование надежной кабельной системы, что обеспечивает стабильное соединение и
высокую пропускную способность. Важным элементом является управление трафиком,
которое снижает вероятность перегрузок и оптимизирует обмен данными. Корпоративная
сеть функционирует как единый информационный контур, который связывает офисы,
филиалы и удаленных сотрудников, сохраняя при этом единые стандарты безопасности и
управления.
22. Основные требования, предъявляемые к современным операционным системам.
Современная операционная система должна обеспечивать устойчивую и безопасную
работу пользовательских и сервисных приложений. Одним из ключевых требований
является надежность, которая предполагает стабильное выполнение процессов, защиту от
сбоев и сохранность данных. Многозадачность дает возможность одновременно
выполнять несколько программ без снижения производительности. Защита памяти
исключает вредное воздействие одного процесса на другой, а также предотвращает
вмешательство несанкционированных программ. Операционная система должна иметь
развитые средства безопасности, которые включают аутентификацию пользователей,
разграничение доступа, встроенный контроль целостности файлов и механизм
автоматического обновления. Важным требованием является совместимость с
современным оборудованием. ОС обязана поддерживать широкий набор драйверов, что
обеспечивает корректную работу устройств ввода, вывода и хранения. Интерфейс должен
быть интуитивно понятным и удобным для пользователей. Сетевые возможности
операционной системы должны включать поддержку протоколов, инструментов
диагностики, средств подключения к корпоративным и облачным сервисам.
Производительность является ключевым параметром, так как система должна эффективно
использовать ресурсы процессора, памяти и дисков. Необходимо наличие механизмов
резервного копирования и восстановления, поскольку они минимизируют риски потери
данных. Современная ОС должна сочетать удобство, безопасность, устойчивость и
широкую функциональность, адаптируясь к потребностям как бытовых, так и
профессиональных пользователей.
23.
Типы
локальных
сетей.
Модель
OSI.
Локальные сети создаются для обмена данными между компьютерами в пределах
ограниченной территории. К основным типам относятся сети с топологией шины, где все
устройства подключаются к одному кабелю, сети типа звезда, где центральное устройство
соединяет все рабочие станции, и кольцевые сети, в которых данные передаются по
замкнутому контуру. На практике больше всего используется топология звезда, так как
она обеспечивает высокую надежность и простое управление. Модель OSI описывает
взаимодействие сетевых устройств на семи уровнях. Физический уровень отвечает за
электрические параметры сигнала и кабельные соединения. Канальный уровень
обеспечивает передачу кадров и контроль ошибок. Сетевой уровень выполняет
маршрутизацию и адресацию пакетов. Транспортный уровень контролирует доставку
данных между приложениями. Сеансовый уровень управляет соединениями между
узлами. Представительский уровень отвечает за преобразование данных в удобный
формат. Прикладной уровень дает интерфейс пользователю и обеспечивает работу
программ. Модель OSI упрощает проектирование сетей и позволяет понять роль каждого
этапа передачи данных.
24. Характеристика глобальной сети Internet. Протоколы сети Internet. Типы
Internet-сервисов.
Internet представляет собой глобальную распределённую сеть, объединяющую миллионы
компьютеров и серверов по всему миру. Она позволяет обмениваться информацией
независимо от географического расположения узлов, обеспечивая доступ к данным,
службам и ресурсам. Основой работы Internet является пакетная передача данных, при
которой информация делится на пакеты и передаётся по разным маршрутам, а на стороне
получателя собирается в исходный поток. Ключевым элементом является протокол IP,
который отвечает за адресацию и доставку пакетов. IP определяет уникальный сетевой
адрес для каждого устройства, что позволяет маршрутизаторам находить оптимальные
пути передачи данных. Для обеспечения надежной доставки используется протокол TCP,
который контролирует последовательность пакетов, проверяет целостность и
обеспечивает повторную передачу потерянных данных. Протокол UDP обеспечивает
высокую скорость передачи, но без гарантии доставки, что удобно для потокового видео и
аудио. Для поиска ресурсов применяется протокол DNS, который переводит доменные
имена в IP-адреса. В Internet реализованы различные сервисы, обеспечивающие
взаимодействие пользователей. Всемирная паутина (WWW) предоставляет доступ к вебстраницам через браузеры и HTTP-протокол. Электронная почта используется для
отправки и получения сообщений по протоколам SMTP, POP3 и IMAP. Файлообменные
сервисы позволяют передавать большие объёмы данных по FTP или через облачные
хранилища. Существуют потоковые сервисы для аудио и видео, мессенджеры и
социальные сети. Internet-сервисы обеспечивают возможность удалённой работы,
дистанционного обучения и электронной коммерции. Глобальная сеть непрерывно
развивается, увеличивается пропускная способность, улучшается маршрутизация и
вводятся новые протоколы безопасности. Современные технологии обеспечивают
шифрование данных, защиту от атак и контроль сетевого трафика, что делает Internet
неотъемлемой частью бизнеса, науки и повседневной жизни.
25. Системы управления базами данных: классификация, возможности и тенденции
развития.
Система управления базами данных (СУБД) представляет собой программный комплекс,
который обеспечивает создание, хранение, обработку и управление данными.
Классификация СУБД строится по модели данных и архитектуре. Иерархические СУБД
организуют данные в виде древовидной структуры, где каждая запись имеет один
родительский узел и может иметь несколько дочерних. Сетевые СУБД используют
графовую модель, позволяя одной записи ссылаться на несколько связанных объектов, что
увеличивает гибкость структуры. Наиболее распространены реляционные СУБД, которые
используют таблицы с колонками и строками и позволяют строить сложные запросы с
помощью языка SQL. Объектно-ориентированные СУБД работают с объектами и
классами, интегрируя данные с методами программирования. Современные СУБД
обладают широкими возможностями: они поддерживают транзакции, обеспечивают
целостность и согласованность данных, реализуют механизмы резервного копирования и
восстановления, управляют правами доступа и обеспечивают многопользовательский
режим работы. СУБД интегрируются с корпоративными системами, ERP и вебприложениями, позволяя централизованно хранить и обрабатывать большие массивы
данных. Тенденции развития направлены на работу с распределёнными данными и
масштабируемыми
системами,
появление
NoSQL
решений
для
хранения
полуструктурированных и неструктурированных данных, использование облачных СУБД
и поддержка обработки больших данных (Big Data). Современные СУБД включают
средства аналитики и бизнес-анализа, обеспечивают высокую производительность и
отказоустойчивость, а также интегрируют технологии машинного обучения и
искусственного интеллекта для прогнозирования и автоматизации обработки данных.
26. Устройство системного блока. Типы корпусов и блоков питания.
Системный блок представляет собой основное устройство персонального компьютера,
которое объединяет аппаратные компоненты и обеспечивает их совместную работу.
Корпус системного блока выполняет защитную и структурную функцию, защищает
внутренние устройства от пыли и механических повреждений и обеспечивает охлаждение.
Существует несколько типов корпусов: башенный (Tower), горизонтальный (Desktop),
малой формы (Mini Tower, Small Form Factor) и специализированные компактные корпуса
для серверов или игровых систем. Башенные корпуса удобны для размещения большого
числа внутренних устройств и расширения. Горизонтальные корпуса экономят
пространство, но имеют ограниченные возможности модернизации. Малые корпуса
предназначены для компактных систем, они требуют внимательного подбора
компонентов из-за ограниченного пространства. Блок питания обеспечивает стабильное
электрическое питание компонентов. Он преобразует переменный ток сети в постоянный
нужного напряжения и силы тока. Блоки питания различаются по мощности, типу
вентиляции и форм-фактору. Основные форм-факторы – ATX, SFX и TFX. Мощность
блока питания подбирается в зависимости от энергопотребления процессора, видеокарты
и других компонентов. Блоки питания могут иметь встроенные схемы защиты от
короткого замыкания, перегрузки и перепадов напряжения. Качество блока питания
влияет на стабильность работы компьютера и долговечность компонентов. Внутри
системного блока размещаются материнская плата, процессор, память, накопители и
устройства расширения, а вентиляторы обеспечивают поддержание допустимой
температуры. Эффективная организация внутреннего пространства снижает нагрев и
повышает надежность системы.
27. Устройство и параметры материнской платы. Назначение устройств,
размещаемых
на
материнской
плате.
Материнская плата является основной платой персонального компьютера и обеспечивает
соединение всех компонентов системы. Она содержит разъемы для процессора,
оперативной памяти, видеокарт, накопителей и периферийных устройств. Основные
параметры материнской платы включают форм-фактор (ATX, Micro-ATX, Mini-ITX),
поддерживаемый тип и частоту памяти, тип процессорного разъема и количество слотов
расширения. На материнской плате размещены ключевые устройства: чипсет, который
управляет взаимодействием процессора, памяти и периферии; слоты для оперативной
памяти, которые определяют объем и скорость доступной памяти; разъем для процессора
с системой питания и охлаждения; слоты PCI и PCI Express для видеокарт, сетевых карт и
других устройств расширения; накопители подключаются через SATA или M.2 разъемы.
Также на плате находятся встроенные аудиоконтроллеры, сетевые интерфейсы, разъемы
USB и порты для внешних устройств. BIOS или UEFI микропрограмма хранится на флешчипе и обеспечивает начальную загрузку системы, проверку компонентов и настройку
оборудования. Материнская плата определяет совместимость компонентов и возможности
модернизации. Она также поддерживает работу с разными типами накопителей, видеокарт
и периферийных устройств, обеспечивая стабильное взаимодействие всех элементов
компьютера. Качество материнской платы влияет на производительность, стабильность и
долговечность системы.
28. Устройство и параметры связки видеокарта, монитор, сканер и принтер.
Видеокарта представляет собой устройство, которое обрабатывает графические данные и
преобразует их в сигнал для вывода на монитор. Она содержит графический процессор,
видеопамять и интерфейсы подключения. Параметры видеокарты включают частоту
процессора, объем видеопамяти, тип памяти и поддерживаемые разрешения. Монитор
получает сигнал от видеокарты и отображает изображение на экране. Параметры
монитора включают диагональ, разрешение, частоту обновления и тип матрицы.
Совместная работа видеокарты и монитора обеспечивает качественное отображение
графики и видео, что важно для игр, мультимедиа и профессиональной работы с
изображениями. Сканер используется для перевода физического изображения в цифровую
форму. Он подключается к компьютеру через USB или сетевой интерфейс. Основные
параметры сканера – разрешение, глубина цвета и скорость сканирования. Принтер
выполняет обратную функцию – преобразует цифровую информацию в физическое
изображение на бумаге. Параметры принтера включают скорость печати, разрешение, тип
используемых красок и форматы бумаги. Вся связка работает через драйверы и
программное обеспечение. Компьютер посылает данные видеокарте для визуализации,
сканеру для оцифровки или принтеру для печати. Производительность и качество зависят
от совместимости устройств и корректной настройки программного обеспечения. Все
устройства обмениваются информацией через системную шину и интерфейсы,
поддерживая синхронизацию и высокое качество работы.
29. Сетевые устройства: классификация и основные принципы работы.
Сетевые устройства обеспечивают передачу данных между компьютерами и другими
устройствами в сети. К основным классам относятся маршрутизаторы, коммутаторы,
концентраторы, точки доступа и модемы. Маршрутизатор обеспечивает обмен данными
между сетями и определяет оптимальный маршрут передачи пакетов. Коммутатор
соединяет устройства в локальной сети и передает кадры только на нужный порт.
Концентратор передает сигнал на все устройства сети, создавая коллизии и снижая
эффективность. Точки доступа обеспечивают беспроводное подключение устройств к
проводной сети. Модем преобразует цифровые сигналы компьютера в аналоговые и
обратно, обеспечивая доступ к интернету через телефонные линии или кабель. Принципы
работы сетевых устройств основаны на обработке и пересылке данных на основе
адресации и маршрутизации. Устройства анализируют заголовки пакетов, определяют их
получателя и пересылают данные через физические и виртуальные каналы. Современные
устройства поддерживают управление трафиком, приоритеты пакетов, шифрование и
защиту от атак. Важно, что корректная настройка обеспечивает стабильность, высокую
скорость и безопасность передачи информации в локальных и глобальных сетях.
30.
Организация
и
устройство
оперативной
памяти
в
ПК.
Оперативная память является временным хранилищем данных, которое используется
процессором для выполнения программ. Она обеспечивает быстрый доступ к
информации, необходимой для вычислений. Основные типы оперативной памяти –
DRAM и SRAM. DRAM используется для основной памяти, требует периодического
обновления данных, имеет высокую емкость и относительно низкую стоимость. SRAM
используется для кэш-памяти процессора, обладает высокой скоростью и стабильностью,
но ограничена по объему. Параметры оперативной памяти включают объем, частоту,
тайминги и напряжение. Объем определяет, сколько данных может храниться
одновременно. Частота и тайминги влияют на скорость доступа к данным. Оперативная
память организована в модули DIMM или SO-DIMM, которые устанавливаются в слоты
материнской платы. Память работает с адресным пространством процессора, что
обеспечивает прямой доступ к отдельным ячейкам. Механизмы управления включают
контроллер памяти, который распределяет доступ между процессором и периферийными
устройствами, поддерживает многоканальный режим и согласует работу с кешем.
Эффективная организация памяти повышает производительность компьютера,
минимизирует задержки при выполнении операций и обеспечивает стабильность работы
приложений. Современные системы используют DDR, DDR2, DDR3, DDR4 и DDR5
модули, различающиеся скоростью, потребляемой мощностью и пропускной
способностью, что позволяет подбирать оптимальное решение под конкретные задачи.
Вопросы по направленности «Вычислительные машины, комплексы, системы и
сети»
1. Общие принципы построения сетей. Эволюция развития.
Построение компьютерных сетей основывается на принципе объединения устройств для
обмена данными. Главной целью является обеспечение эффективного, надежного и
безопасного взаимодействия между узлами. Основные принципы включают
распределение ресурсов, стандартизацию протоколов, масштабируемость,
отказоустойчивость и управление доступом. Распределение ресурсов позволяет каждому
пользователю получать доступ к файлам, принтерам, вычислительной мощности или
базам данных. Стандартизация протоколов обеспечивает совместимость оборудования
разных производителей и упрощает разработку приложений. Масштабируемость
позволяет увеличивать число узлов без снижения производительности сети.
Отказоустойчивость обеспечивается дублированием каналов, резервированием
оборудования и контролем трафика. Управление доступом реализуется через
авторизацию, аутентификацию и разграничение прав пользователей. История развития
сетей начинается с локальных экспериментов в 1960–1970-х годах, когда первые
соединения создавались для обмена пакетными данными между вычислительными
машинами. В 1980-х сформировались LAN с топологией «звезда» и Ethernet-протоколы. В
1990-х появились глобальные сети, включая Internet, и технология клиент-сервер,
позволяющая централизованно обрабатывать данные. Последние десятилетия
характеризуются ростом беспроводных сетей, облачных решений и интеграции IoTустройств. Современные сети сочетают высокую пропускную способность, гибкость и
поддержку сложных протоколов, обеспечивая работу распределённых приложений,
потокового видео и больших баз данных. Эволюция сетей показала переход от простых
локальных структур к глобальным, многослойным, защищённым и масштабируемым
системам, которые являются фундаментом современного цифрового мира.
2. Структура и топологии локальных сетей. Способы и методы передачи
информации.
Локальная сеть объединяет компьютеры и периферийные устройства на ограниченной
территории, обеспечивая совместное использование ресурсов и обмен данными.
Основные топологии включают шину, звезду, кольцо и ячеистую структуру. В топологии
шины все узлы подключаются к единому каналу передачи, что снижает стоимость, но
увеличивает риск коллизий. Звезда соединяет устройства через центральный коммутатор,
повышая надежность и упрощая управление. Кольцо обеспечивает последовательную
передачу данных, что снижает вероятность коллизий, но сложнее масштабировать сеть.
Ячеистая топология используется для отказоустойчивых сетей, где каждый узел соединён
с несколькими соседями. Для передачи информации применяются различные методы.
Существуют симплексный, полудуплексный и дуплексный режимы. Симплекс позволяет
передавать данные только в одном направлении, полудуплекс — в обе стороны по
очереди, а дуплекс обеспечивает одновременный обмен. Методы передачи включают
коммутацию каналов, пакетов и ячеек. Передача может быть последовательной или
параллельной, синхронной или асинхронной. Средства контроля ошибок используют
контрольные суммы, циклические коды и подтверждения при передаче. Современные
локальные сети применяют протоколы Ethernet, Wi-Fi и Token Ring. Они обеспечивают
определённые скорости передачи, управление доступом и минимизацию коллизий. В
структуре сети выделяются сегменты, соединённые маршрутизаторами или
коммутаторами, что улучшает распределение трафика и повышает масштабируемость.
Организация топологии и способа передачи определяет производительность, надежность
и безопасность сети.
3. Модель взаимодействия открытых систем OSI и уровни сетевой архитектуры.
Модель OSI является эталоном для проектирования и анализа сетей. Она делит передачу
данных на семь уровней, каждый из которых выполняет определённую функцию.
Физический уровень отвечает за передачу битов по среде передачи и определяет
электрические, оптические или радиосигналы. Канальный уровень обеспечивает доставку
кадров и контроль ошибок, формирует адресацию узлов внутри сегмента сети. Сетевой
уровень занимается маршрутизацией и логической адресацией, управляет передачей
пакетов между сетями. Транспортный уровень гарантирует надежность доставки,
последовательность и контроль целостности. Сеансовый уровень организует установку,
поддержание и завершение соединений между приложениями. Представительский
уровень отвечает за преобразование данных в удобный для приложений формат,
шифрование и сжатие. Прикладной уровень предоставляет интерфейс для работы
программ, поддерживает протоколы электронной почты, веб-доступа и передачи файлов.
OSI обеспечивает стандартизацию и совместимость различных сетевых технологий,
позволяет разделять ответственность уровней и упрощает внедрение новых протоколов и
оборудования. Применение модели OSI помогает систематизировать проектирование
сетей и разрабатывать многослойные архитектуры, повышая масштабируемость,
отказоустойчивость и безопасность.
4. Технологии физического уровня. Среды передачи информации.
Физический уровень сетевой архитектуры отвечает за непосредственную передачу битов
по среде связи. К технологиям физического уровня относятся проводные и беспроводные
методы передачи. Проводные технологии используют витую пару, коаксиальный кабель и
оптоволокно. Витая пара популярна в локальных сетях, обеспечивает скорость до 10
Гбит/с и легко подключается к коммутаторам и роутерам. Коаксиальные кабели
применялись в ранних сетях, обеспечивали защиту от электромагнитных помех, но имели
ограничения по длине сегмента. Оптоволокно позволяет передавать данные на сотни
километров с высокой пропускной способностью и минимальными потерями, подходит
для магистральных и корпоративных сетей. Беспроводные технологии используют
радиоканалы, инфракрасное и микроволновое излучение. Wi-Fi является наиболее
распространённой беспроводной технологией, обеспечивая мобильность и простоту
развертывания. Bluetooth и ZigBee применяются для передачи на короткие дистанции и
подключения периферийных устройств. Физический уровень определяет скорость
передачи, способ кодирования, полярность сигналов и методы синхронизации. Он
реализует передачу последовательных битов, формирует сигналы и принимает их на
стороне получателя, а также обеспечивает совместимость оборудования разных
производителей.
5. Технологии канального уровня. Коммутация каналов и пакетов.
Канальный уровень обеспечивает передачу данных между узлами в пределах одного
сегмента сети, формирует кадры, проверяет их целостность и управляет доступом к среде.
Основные технологии включают Ethernet, Token Ring и PPP. Ethernet использует метод
CSMA/CD для контроля доступа к каналу и предотвращения коллизий. Token Ring
применяет токен для управления передачей, что минимизирует конфликты. PPP
обеспечивает точку-точку соединение между двумя узлами. Канальный уровень реализует
коммутацию каналов и пакетов. Коммутация каналов предполагает выделение
фиксированного канала для передачи данных между узлами на весь сеанс, что
обеспечивает постоянную пропускную способность и минимальные задержки.
Коммутация пакетов подразумевает деление данных на пакеты, которые передаются
независимо и маршрутизируются через сеть, что повышает эффективность использования
ресурсов и устойчивость к перегрузкам. Канальный уровень также выполняет адресацию
на уровне MAC, контроль ошибок и управление потоком данных. Он взаимодействует с
физическим уровнем, формируя сигналы для передачи, и с сетевым уровнем, обеспечивая
корректную доставку кадров. Современные сети используют коммутируемые пакеты в
Ethernet и беспроводных технологиях, что обеспечивает гибкость, масштабируемость и
возможность интеграции с глобальными сетями.
6. Технологии канального уровня. Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet.
Ethernet — это технология локальных сетей, которая обеспечивает передачу данных по
каналу связи с использованием метода доступа CSMA/CD. Она появилась в 1970-х годах и
быстро стала стандартом LAN благодаря простоте, надежности и возможности
объединения большого числа устройств. Обычный Ethernet обеспечивает скорость
передачи до 10 Мбит/с, что в современных условиях слишком мало. Fast Ethernet —
усовершенствованная версия Ethernet, позволяющая передавать данные со скоростью до
100 Мбит/с. Он использует те же принципы доступа и кабельные структуры, но
поддерживает более высокие частоты и пропускную способность, сохраняя
совместимость с традиционным Ethernet. Gigabit Ethernet увеличивает скорость передачи
до 1 Гбит/с, что позволяет работать с мультимедийными потоками, большими базами
данных и высоконагруженными корпоративными сетями. Основой всех технологий
является канальный уровень OSI, который формирует кадры, управляет адресацией по
MAC и контролирует целостность данных через контрольные суммы. Ethernet
обеспечивает коммутацию пакетов, поддержку VLAN, Quality of Service и интеграцию с
протоколами более высокого уровня. Преимуществами этих технологий являются
надежность, простота эксплуатации, низкая стоимость оборудования и широкая
поддержка современными сетевыми устройствами. Ограничением традиционного Ethernet
является снижение скорости при увеличении длины сегмента и высокой нагрузки сети,
что решается использованием коммутаторов и стековых топологий. Fast и Gigabit Ethernet
позволяют масштабировать сеть без замены всей инфраструктуры и обеспечивают
высокую скорость передачи данных для корпоративных и домашних систем.
7. Технологии канального уровня. Token Ring, FDDI.
Token Ring — это технология локальных сетей, основанная на кольцевой топологии. В
сети Token Ring данные передаются в виде токена — специального сигнала, который
циркулирует по кольцу. Узел может отправить данные только при захвате токена, что
исключает коллизии и позволяет предсказуемо использовать пропускную способность
канала. Скорость передачи данных в традиционных сетях Token Ring достигает 4–16
Мбит/с. Технология обеспечивает высокую надежность и равномерное распределение
трафика между узлами, но сложнее масштабируется и требует точной настройки. FDDI
(Fiber Distributed Data Interface) — это технология передачи данных по оптоволокну,
использующая двойное кольцо для повышения отказоустойчивости. Скорость передачи
FDDI достигает 100 Мбит/с, а резервное кольцо обеспечивает непрерывную работу при
обрыве одного сегмента. FDDI использовалась для магистральных сетей крупных
организаций, объединяя локальные сети с высокой пропускной способностью. На
канальном уровне обе технологии выполняют адресацию MAC, формируют кадры,
обеспечивают контроль ошибок и управление потоком. Основное отличие заключается в
физической среде передачи и методе управления доступом: Token Ring использует токен,
а FDDI — оптическое кольцо с высокой скоростью и отказоустойчивостью. Применение
этих технологий позволило создавать сети с равномерным распределением трафика и
высокой надежностью, что было важно для корпоративных и промышленных систем до
широкого распространения Ethernet и его высокоскоростных вариантов.
8. Технологии сетевого уровня. Составные сети. Объединение сетей на сетевом
уровне.
Сетевой уровень отвечает за передачу данных между узлами разных сетей. Составные
сети формируются путем объединения отдельных LAN, MAN и WAN в единую
инфраструктуру. Основным элементом является маршрутизатор, который обеспечивает
взаимодействие разных подсетей, определяет оптимальные маршруты и управляет
передачей пакетов. Объединение сетей на сетевом уровне позволяет создавать
корпоративные сети с распределенной структурой, соединять филиалы и удаленные
офисы, а также обеспечивать доступ к глобальной сети Internet. Для маршрутизации
используются протоколы, которые поддерживают динамический и статический выбор
маршрута. Сетевой уровень обеспечивает логическую адресацию, разбиение на пакеты и
контроль доставки. В составных сетях применяются методы сегментации, VLAN, VPN и
NAT для организации безопасности и эффективного использования адресного
пространства. Основной принцип — независимость маршрутизации от физической
структуры сети, что позволяет соединять сети с разной топологией и физическими
средствами передачи. Сетевой уровень также управляет перегрузкой, обеспечивает
балансировку нагрузки и поддержку отказоустойчивости. Современные сети используют
IP-адресацию и маршрутизацию на основе таблиц маршрутов, что позволяет объединять
локальные и глобальные сети в единое распределенное информационное пространство.
9. Технологии сетевого уровня. Протоколы стека TCP/IP.
Стек протоколов TCP/IP является основой работы глобальной сети Internet и
корпоративных сетей. Он включает четыре уровня: сетевой интерфейс, интернет,
транспортный и прикладной. На уровне сетевого интерфейса обеспечивается физическая
передача пакетов через кабель или беспроводное соединение. На уровне Internet
используется протокол IP, который отвечает за адресацию и маршрутизацию пакетов.
Транспортный уровень обеспечивает надежную доставку данных с помощью протоколов
TCP и UDP. TCP гарантирует последовательность пакетов, контроль ошибок и повторную
отправку потерянных сегментов, что критично для файлов, электронной почты и
приложений с высокой точностью данных. UDP используется для приложений с
потоковой передачей, где важна скорость и минимальная задержка. Прикладной уровень
включает протоколы HTTP, FTP, SMTP, DNS и другие, которые предоставляют
интерфейсы для работы программ и пользователей. TCP/IP обеспечивает взаимодействие
различных устройств и операционных систем, поддерживает маршрутизацию через
сложные сети и позволяет объединять локальные и глобальные сети. Основное
преимущество TCP/IP — стандартизация и совместимость, что делает его универсальным
для любого типа передачи данных, включая интернет-приложения, корпоративные
системы и сетевые сервисы.
10. Технологии сетевого уровня. IP-адресация и маски.
IP-адресация используется для идентификации устройств в сети и маршрутизации
пакетов. Каждый IP-адрес состоит из двух частей: идентификатора сети и идентификатора
хоста. Маска подсети определяет границы сети и позволяет делить сеть на подгруппы, что
повышает эффективность использования адресного пространства и облегчает управление
трафиком. IP-адреса бывают версии IPv4 и IPv6. IPv4 использует 32-битные адреса и
позволяет создать более четырех миллиардов уникальных комбинаций, а IPv6 расширяет
адресное пространство до 128 бит, обеспечивая практически неограниченное количество
адресов. Маска подсети может быть задана в десятичной форме или в виде префикса,
указывающего количество бит сети. Правильная настройка IP-адресации и масок
позволяет устройствам корректно обмениваться пакетами, определять маршруты через
маршрутизаторы и обеспечивать безопасность сети. IP-адресация поддерживает
статический и динамический режимы, где статический адрес задается вручную, а
динамический назначается сервером DHCP. Применение масок позволяет организовать
подсети, балансировать нагрузку и создавать VLAN, обеспечивая эффективное
управление крупными корпоративными и глобальными сетями.
11. Технологии сетевого уровня. Система доменных имен DNS.
Система доменных имен DNS обеспечивает сопоставление человекочитаемых имен
доменов с IP-адресами, что позволяет пользователям легко находить ресурсы в сети. DNS
является распределенной базой данных, состоящей из иерархической структуры серверов:
корневых, доменных верхнего уровня и авторитетных серверов для конкретных доменов.
Когда пользователь вводит URL в браузере, запрос отправляется на локальный DNSсервер, который проверяет кэш и при необходимости перенаправляет запрос к
вышестоящим серверам. DNS поддерживает различные типы записей: A (IPv4-адрес),
AAAA (IPv6-адрес), CNAME (псевдонимы), MX (почтовые серверы) и другие. Принцип
работы DNS позволяет ускорять доступ к ресурсам и снижает нагрузку на центральные
серверы, так как локальные кэши хранят часто используемые адреса. Система
обеспечивает отказоустойчивость: при недоступности одного сервера запрос
перенаправляется к другому. DNS поддерживает масштабируемость глобальной сети,
позволяя добавлять новые домены и управлять ними централизованно. Важным
элементом является безопасность: используются протоколы DNSSEC для проверки
подлинности данных, предотвращая подмену записей и атаки типа «man-in-the-middle».
DNS является основой функционирования интернет-сервисов, обеспечивая стабильность и
доступность информации для пользователей.
12. Протоколы маршрутизации и маршрутизаторы.
Маршрутизаторы — это сетевые устройства, обеспечивающие передачу пакетов между
сетями и выбор оптимального маршрута. Они анализируют IP-адреса и используют
таблицы маршрутизации для определения направления движения пакета. Протоколы
маршрутизации делятся на статические и динамические. Статические маршруты задаются
вручную, подходят для небольших сетей и обеспечивают предсказуемость маршрутов.
Динамические протоколы, такие как RIP, OSPF, BGP, автоматически обновляют таблицы
маршрутизации при изменении сети, выбирают оптимальные пути и обеспечивают
балансировку нагрузки. Принцип работы маршрутизатора основан на обработке сетевых
пакетов на сетевом уровне, проверке адресов, определении маршрута и пересылке пакета
через соответствующий интерфейс. Маршрутизаторы поддерживают функции NAT,
VLAN, VPN, фильтрацию трафика и контроль доступа. Они необходимы для построения
составных сетей, соединения локальных сетей с глобальной сетью и обеспечения
отказоустойчивости. Современные маршрутизаторы интегрируют аппаратное ускорение
обработки пакетов, что повышает скорость передачи данных и уменьшает задержки.
Правильная настройка протоколов маршрутизации позволяет оптимизировать
пропускную способность сети и минимизировать сбои при изменении структуры сети.
13. Глобальные сети. Организация доступа.
Глобальные сети, такие как Internet и корпоративные WAN, объединяют устройства и
локальные сети на больших территориях, включая города, страны и континенты.
Организация доступа в глобальные сети зависит от типа подключения, скорости и уровня
безопасности. Доступ может быть проводным через оптоволоконные линии, кабельные
сети или DSL, а также беспроводным — через Wi-Fi, LTE, 5G или спутниковые каналы.
Пользователи получают адреса через протоколы IP и DHCP, что обеспечивает
уникальность и управляемость соединений. Для корпоративных сетей используется VPN,
которая создает защищенный канал между удаленными филиалами или сотрудниками.
Доступ управляется политиками безопасности, фильтрацией трафика и разграничением
прав пользователей. В глобальных сетях применяется маршрутизация по протоколу BGP,
обеспечивающая передачу данных между автономными системами. Технологии CDN и
балансировка нагрузки ускоряют доступ к популярным ресурсам и повышают
отказоустойчивость. Для пользователей доступны различные сервисы: веб-доступ,
электронная почта, потоковое видео, облачные приложения и базы данных. Эффективная
организация доступа включает оптимизацию маршрутов, шифрование данных, защиту от
DDoS-атак и контроль пропускной способности каналов, что обеспечивает стабильную
работу сетей и высокий уровень безопасности передачи информации.
14. Web-технологии.
Web-технологии обеспечивают работу всемирной паутины и взаимодействие
пользователей с интернет-приложениями. Основу составляет протокол HTTP/HTTPS,
который управляет передачей данных между клиентом и сервером. HTTPS обеспечивает
защиту данных с помощью шифрования SSL/TLS. HTML, CSS и JavaScript используются
для создания и отображения веб-страниц. HTML формирует структуру контента, CSS
отвечает за оформление и визуальные эффекты, а JavaScript — за динамическое поведение
и взаимодействие с пользователем. Серверные технологии включают языки
программирования (PHP, Python, Node.js) и базы данных для обработки запросов,
хранения и выдачи информации. Web-технологии позволяют реализовать вебприложения, электронную коммерцию, социальные сети, онлайн-сервисы и
интерактивные платформы. Они обеспечивают клиент-серверное взаимодействие,
поддержку мультимедиа, обработку форм и интеграцию с API. Современные технологии
используют протоколы WebSocket для обмена данными в реальном времени, REST и
GraphQL для взаимодействия с базами данных. Web-технологии постоянно развиваются,
повышая скорость загрузки страниц, удобство интерфейса, безопасность и совместимость
с мобильными и настольными устройствами, обеспечивая эффективное использование
глобальной сети для пользователей и бизнеса.
15. Средства защиты сетей и безопасность передачи данных.
Безопасность сетей обеспечивает защиту информации от несанкционированного доступа,
утечки и искажений при передаче. Основные средства защиты включают межсетевые
экраны, системы обнаружения вторжений (IDS/IPS), VPN, антивирусные решения и
шифрование данных. Межсетевые экраны фильтруют трафик, контролируя доступ к
ресурсам сети и блокируя потенциально опасные соединения. IDS/IPS анализируют
трафик, выявляют подозрительную активность и предотвращают атаки. VPN создает
защищенный канал передачи данных через публичные сети, обеспечивая
конфиденциальность и целостность информации. Шифрование данных реализуется на
различных уровнях: протоколы SSL/TLS защищают веб-трафик, IPsec обеспечивает
безопасность сетевого уровня, а алгоритмы AES, RSA и другие защищают
конфиденциальные файлы. Контроль доступа осуществляется с помощью аутентификации
и разграничения прав пользователей. Регулярные обновления программного обеспечения,
резервное копирование и мониторинг сети минимизируют риски потери данных и атак
злоумышленников. Современные средства безопасности учитывают угрозы DDoS,
фишинга, вредоносного ПО и взлома паролей. Комплексная защита сетей сочетает
технические, организационные и программные меры, обеспечивая стабильную и
безопасную работу корпоративных и глобальных сетевых систем.
16. Компоненты файл-серверной архитектуры.
Файл-серверная архитектура представляет собой модель сетевой организации, при
которой центральный сервер обеспечивает хранение файлов и управляет доступом к ним,
а клиенты выполняют обработку данных локально. Основными компонентами являются
сервер, клиентские рабочие станции, сеть передачи данных и управляющее программное
обеспечение. Сервер хранит все ресурсы и обеспечивает централизованное управление
доступом, включая авторизацию, контроль прав, резервное копирование и защиту данных.
Клиентские устройства запрашивают файлы и обрабатывают их локально, что позволяет
снизить нагрузку на сервер и ускорить работу приложений, не требующих постоянного
обмена данными. Сетевая инфраструктура обеспечивает соединение клиентов с сервером
через протоколы TCP/IP, SMB или NFS. Программное обеспечение управляет файловой
системой на сервере, контролирует запросы клиентов и поддерживает целостность
данных. Файл-серверная архитектура подходит для небольших и средних организаций,
где требуется централизованное хранение данных и простое управление доступом.
Преимущества включают упрощенное резервное копирование, защиту информации и
централизованное администрирование, но недостатком является высокая нагрузка на
сервер и зависимость работы сети. В современных системах файл-сервер интегрируется с
корпоративными облачными решениями, обеспечивая удалённый доступ, синхронизацию
данных и масштабируемость, что позволяет использовать преимущества
централизованного хранения при росте числа пользователей и объема информации.
17. Основные факторы, определяющие принципы организации ЭВМ. Неймановская
архитектура ЭВМ.
Принципы организации ЭВМ определяются необходимостью эффективной обработки
информации, взаимодействия компонентов и минимизации времени выполнения
операций. Основные факторы включают тип задач, объем данных, требования к скорости
и надежности, а также возможности масштабирования. Классическая неймановская
архитектура предполагает единую память для хранения данных и программ, процессор с
арифметико-логическим устройством и управляющим блоком, а также систему вводавывода. Центральный процессор считывает команды из памяти, декодирует их и
выполняет арифметические или логические операции. Результаты записываются обратно
в память или передаются на устройства ввода-вывода. Такая архитектура обеспечивает
простоту программирования и последовательное выполнение команд, но ограничена
скоростью памяти и процессора. Неймановская модель заложила основы современной
ЭВМ, позволив стандартизировать процессоры и интерфейсы, а также разработать
универсальные компьютеры, способные решать различные задачи с использованием
одного набора инструкций и памяти. Важным принципом является циклическая обработка
команд, включающая выборку, декодирование, выполнение и запись результата, что
обеспечивает последовательность и предсказуемость работы системы.
18. Состав устройств, структура и порядок функционирования ЭВМ.
ЭВМ состоит из центрального процессора, памяти, устройств ввода-вывода и системной
шины, объединяющей все компоненты. Центральный процессор включает арифметикологическое устройство, регистры и управляющий блок, который организует выполнение
команд и координирует работу остальных устройств. Память хранит программы и данные,
обеспечивая доступ к ним с разной скоростью: кэш процессора работает быстрее,
основная память медленнее, а накопители обеспечивают долговременное хранение.
Устройства ввода-вывода позволяют обмениваться информацией с пользователем и
внешними системами, включая клавиатуры, мониторы, принтеры и сетевые интерфейсы.
Системная шина обеспечивает передачу данных между процессором, памятью и
периферией. Порядок функционирования ЭВМ определяется циклом обработки команд:
выборка инструкции из памяти, декодирование, выполнение и запись результата.
Одновременно могут выполняться операции ввода-вывода и обработка данных с
использованием буферов и очередей. Современные ЭВМ используют кэширование,
параллельную обработку и конвейеризацию команд для увеличения производительности,
а также методы управления памятью и приоритетами задач для эффективного
распределения ресурсов между процессором и периферией.
19. Функциональная организация ЭВМ. Средства мультипрограммирования.
Мультипрограммирование позволяет одновременно загружать и выполнять несколько
программ в ЭВМ, что увеличивает использование ресурсов и производительность
системы. Центральный процессор управляет распределением времени между задачами,
используя планировщик процессов и механизмы переключения контекста. Память делится
на сегменты, в которых размещаются разные программы и их данные. При этом ОС
контролирует доступ к ресурсам и предотвращает конфликты. Средства
мультипрограммирования включают приоритеты задач, очереди готовых и ожидающих
процессов, таймеры для контроля времени выполнения и механизмы прерываний для
перехода между задачами. Основной эффект мультипрограммирования заключается в том,
что процессор не простаивает во время операций ввода-вывода, а выполняет другую
программу, что повышает общую эффективность ЭВМ. В современных системах
мультипрограммирование интегрировано с многопоточностью и многопроцессорными
архитектурами, позволяя распределять нагрузку между ядрами процессора,
минимизировать задержки и обеспечивать стабильную работу множества приложений
одновременно. Это обеспечивает высокую производительность, эффективное
использование ресурсов и возможность запуска сложных многозадачных систем.
20. Функциональная организация ЭВМ. Система прерываний.
Система прерываний обеспечивает асинхронное взаимодействие процессора с
устройствами и позволяет оперативно реагировать на события. Прерывание — это сигнал,
поступающий от устройства или программы, который требует немедленного внимания
процессора. При возникновении прерывания процессор приостанавливает выполнение
текущей задачи, сохраняет контекст и передает управление соответствующей программеобработчику. Прерывания делятся на внешние (от периферийных устройств), внутренние
(ошибки, исключения) и программные (инициируемые программами). Система
прерываний упрощает обработку ввода-вывода, позволяет реализовать
мультипрограммирование и управлять приоритетами задач. Она снижает необходимость
постоянного опроса устройств, повышая эффективность работы ЭВМ. Аппаратная часть
включает контроллер прерываний, который формирует очередь и распределяет сигналы
по приоритетам. ОС управляет обработкой прерываний, назначает обработчики и
обеспечивает безопасное восстановление состояния программы после прерывания.
Современные компьютеры используют многоканальные и векторные системы
прерываний, что позволяет параллельно обрабатывать события от нескольких устройств и
повышает надежность и скорость работы системы.
21. Структурная организация ЭВМ. Магистрально-модульный принцип построения
ЭВМ. Понятие интерфейса.
Структурная организация ЭВМ определяет взаимосвязь основных компонентов:
процессора, памяти и устройств ввода-вывода, а также порядок обмена информацией
между ними. Магистрально-модульный принцип заключается в том, что все устройства
подключаются к общей системной шине (магистрали), обеспечивая передачу данных,
адресов и управляющих сигналов. Магистраль позволяет объединять различные модули
без необходимости прямого соединения каждого устройства с процессором, что упрощает
расширение и модернизацию системы. Модули могут включать процессор, память,
периферийные контроллеры и специализированные устройства, которые подключаются к
шине через интерфейсы. Интерфейс — это набор стандартных сигналов и протоколов
взаимодействия между модулем и шиной, обеспечивающий корректную передачу данных
и синхронизацию операций. Магистрально-модульная организация позволяет строить
масштабируемые и гибкие ЭВМ, упрощает замену и добавление устройств без изменения
основной структуры. Она также поддерживает распределение задач между компонентами,
позволяет организовать параллельную обработку данных и повышает отказоустойчивость
за счет использования контроллеров и буферов для управления доступом к шине.
Современные системы расширяют этот принцип с помощью многоканальных шин,
высокоскоростных интерфейсов и кроссбаров, что увеличивает пропускную способность
и производительность компьютеров.
22. Представление информации в ЭВМ.
В ЭВМ информация представляется в цифровой форме, что обеспечивает обработку и
хранение данных с высокой точностью и скоростью. Основной единицей является бит,
принимающий значения 0 или 1. Для представления чисел используются двоичная,
восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления. Целые числа кодируются в
прямом, обратном и дополнительном кодах, что позволяет выполнять арифметические
операции с отрицательными значениями. Вещественные числа представляются в формате
с плавающей точкой, включая мантиссу и порядок, что обеспечивает широкий диапазон
значений и точность вычислений. Символы и текст кодируются с помощью стандартов
ASCII или Unicode, позволяющих представлять буквы, цифры и специальные символы.
Логические значения и флаги также кодируются битами, что используется в процессоре
для управления выполнением операций. Для хранения изображений, звука и видео
применяются специализированные кодировки и форматы, такие как JPEG, PNG, MP3 и
MPEG, которые обеспечивают сжатие и оптимизацию объема данных. Представление
информации в цифровой форме позволяет использовать схемы логических элементов,
организовывать память и шину передачи данных, а также реализовать алгоритмы
обработки, шифрования и передачи информации, что является основой работы всех
современных ЭВМ и компьютерных систем.
23. Архитектура базового процессора x86.
Процессоры x86 представляют собой семейство микропроцессоров с CISC-архитектурой
(Complex Instruction Set Computing), обеспечивающей выполнение большого числа
сложных команд. Основные компоненты включают арифметико-логическое устройство
(АЛУ), регистры общего и специального назначения, блок управления и кэш-память.
Регистры хранят промежуточные данные, адреса и флаги состояния, обеспечивая быстрый
доступ для вычислений. Блок управления отвечает за выборку, декодирование и
выполнение команд из памяти, координируя работу АЛУ, регистров и периферийных
устройств. Процессоры x86 поддерживают сегментную организацию памяти, позволяя
работать с различными адресными пространствами и защищать данные. Современные
версии включают многоуровневую кэш-память (L1, L2, L3), поддерживают конвейерную
обработку команд и технологии гиперпоточности для одновременного выполнения
нескольких потоков. Архитектура x86 обеспечивает совместимость с большим
количеством операционных систем и программного обеспечения, что делает её
универсальной для ПК, серверов и встроенных систем. Особенностью является поддержка
различных режимов работы: реального, защищённого и длинных адресов, что позволяет
использовать преимущества многоуровневой памяти, виртуализации и защиты данных.
Архитектура x86 сочетает сложные инструкции с высокой производительностью,
обеспечивая гибкость программирования и совместимость с устаревшим ПО.
24. Цикл выполнения команды. Конвейерная организация процессоров.
Цикл выполнения команды процессора состоит из последовательных этапов: выборка
команды из памяти, декодирование, выполнение и запись результата в регистр или
память. Выборка обеспечивает передачу инструкции в блок управления, декодирование
интерпретирует команду и определяет необходимые операции, выполнение производит
АЛУ или другие исполнительные устройства, а запись фиксирует результат. Конвейерная
организация позволяет разделить цикл на несколько стадий, которые выполняются
параллельно для разных команд. Например, пока одна команда выполняется, следующая
декодируется, а третья считывается из памяти. Это повышает пропускную способность
процессора, минимизирует простои и увеличивает скорость обработки программ.
Современные процессоры используют многоступенчатый конвейер, предсказание
переходов, суперскалярную архитектуру и параллельное выполнение инструкций для
максимального ускорения работы. Конвейеризация требует управления зависимостями
между командами, предотвращения конфликтов за ресурсы и корректного восстановления
при прерываниях. Эффект конвейеризации заключается в увеличении числа выполняемых
инструкций за такт и повышении общей производительности процессора при
минимальных аппаратных затратах.
25. Организация оперативной памяти ЭВМ.
Оперативная память (RAM) является основным рабочим хранилищем данных и программ,
обеспечивая быстрый доступ процессора к информации. Она организована в виде модулей
DIMM или SO-DIMM и делится на уровни: кэш-память процессора, основная память
DRAM и буферные регистры. Кэш-память хранит часто используемые данные,
минимизируя задержки при доступе к основной памяти. DRAM обеспечивает большой
объем хранения с периодическим обновлением ячеек. Организация памяти включает
адресацию, управление доступом и синхронизацию с процессором. Многоканальная
архитектура позволяет одновременно обращаться к нескольким модулям, увеличивая
пропускную способность. Контроллер памяти распределяет операции чтения и записи,
управляет таймингами и предотвращает конфликты. Современные системы используют
DDR, DDR2, DDR3, DDR4 и DDR5 модули с различной частотой, скоростью передачи
данных и энергопотреблением. Эффективная организация оперативной памяти повышает
производительность, снижает задержки и обеспечивает стабильную работу
многозадачных систем. Она также поддерживает технологии виртуальной памяти,
позволяя использовать часть накопителей как расширение RAM, что позволяет запускать
большие приложения при ограниченном объеме физической памяти.
26. Организация кэш-памяти ЭВМ.
Кэш-память ЭВМ предназначена для ускорения доступа процессора к данным и
инструкциям, которые часто используются. Она располагается между процессором и
основной памятью и выполняет функцию быстрого буфера. Основная идея заключается в
том, чтобы хранить копии часто обращаемых данных в быстрой памяти, минимизируя
время ожидания при обращении к медленной DRAM. Кэш-память имеет многоуровневую
структуру: L1 (регистровый и инструкционный кэш на ядре процессора), L2 (общий для
ядра), L3 (разделяемый между ядрами). Для управления кэшем используется стратегия
замещения, определяющая, какие данные удалять при заполнении кэша. Наиболее
распространены алгоритмы LRU (Least Recently Used) и FIFO (First In, First Out). Кэш
работает по принципу сопоставления адресов: блок данных из основной памяти
загружается в кэш, и при последующих обращениях проверяется наличие данных.
Используются различные схемы ассоциативности: прямая (каждый блок имеет
фиксированное место), полная (блок может размещаться в любом месте) и наборная
(комбинация двух предыдущих). Кэш-память значительно снижает задержки, повышает
пропускную способность процессора и эффективность конвейеризации команд.
Современные процессоры применяют предсказание инструкций и предварительную
загрузку данных в кэш для дальнейшего ускорения обработки и уменьшения простоев.
27. Организация управления вводом-выводом в многопрограммных ЭВМ.
В многопрограммных ЭВМ устройства ввода-вывода управляются так, чтобы процессор
мог эффективно выполнять несколько задач параллельно. Управление может быть
опросным или прерываниями. В многопрограммных системах основное преимущество
прерываний: процессор не простаивает, ожидая завершения операций ввода-вывода, а
переключается на выполнение других задач. Контроллеры ввода-вывода обеспечивают
взаимодействие между устройствами и системой, управляют буферами и очередями
команд. Для ускорения передачи данных используется прямой доступ к памяти (DMA),
при котором контроллер самостоятельно переносит данные между памятью и
устройством, освобождая процессор. ОС управляет распределением устройств,
обеспечивает многопользовательский доступ, разграничение прав и защиту от
конфликтов. Очереди задач и планировщик процессов координируют выполнение
операций, определяют приоритеты и управляют блокировками. Такой подход повышает
производительность системы, снижает задержки и позволяет одновременно обрабатывать
несколько потоков данных. В современных ЭВМ используются специализированные
драйверы и контроллеры, поддерживающие стандарты USB, SATA, PCIe и сетевые
протоколы, обеспечивая универсальность и совместимость устройств ввода-вывода.
28. Шинная организация ЭВМ. Типы шин.
Шинная организация объединяет все компоненты ЭВМ через общую системную шину,
которая обеспечивает передачу данных, адресов и управляющих сигналов. Основная идея
— минимизация числа соединений между устройствами и стандартизация обмена
информацией. Шина делится на три типа: адресная, передающая адреса ячеек памяти или
устройств; информационная, передающая данные между процессором, памятью и
периферией; управляющая, передающая сигналы синхронизации, управления доступом и
прерываний. Шинная архитектура может быть одноуровневой, когда все устройства
подключены к одной шине, или многоуровневой, с использованием отдельных шин для
процессора, памяти и ввода-вывода. В современных системах применяются
многоканальные и параллельные шины для увеличения пропускной способности. Шинная
организация обеспечивает гибкость, упрощает расширение и замену модулей, но имеет
ограничения по скорости передачи данных при увеличении числа подключенных
устройств, что требует применения коммутаторов и кроссбаров для повышения
производительности. Типы шин включают локальные системные, периферийные (PCI,
PCIe), специализированные высокоскоростные и магистральные линии передачи для
соединения модулей внутри серверов и рабочих станций.
29. Физическая организация шин. Протоколы шин.
Физическая организация шин определяет их электрическую и структурную реализацию.
Шина может быть параллельной или последовательной. Параллельная шина передает
несколько бит одновременно, что обеспечивает высокую пропускную способность, но
ограничивает длину и устойчивость к электромагнитным помехам. Последовательная
шина передает данные бит за битом, что снижает количество проводников и повышает
надежность при больших расстояниях. Протоколы шин регулируют правила передачи
данных, синхронизацию и управление доступом к среде. Для параллельных шин
используется синхронная передача с тактовым сигналом и метод опроса или арбитража
для предотвращения коллизий. Для последовательных шин применяются асинхронные
протоколы с контрольными суммами и проверкой целостности данных. Примеры
протоколов: PCI/PCIe, USB, I²C, SPI. Протоколы определяют структуру пакетов, время
ожидания, повторные передачи и управление приоритетами. Физическая организация и
протоколы обеспечивают совместимость устройств, надежность передачи,
масштабируемость системы и высокую пропускную способность для современных
вычислительных задач.
30. Типовые структуры вычислительных систем (ВС).
Типовые структуры ВС определяют организацию вычислительных ресурсов и
взаимодействие компонентов. Классическая структура включает центральный процессор,
память, устройства ввода-вывода и системную шину. Модульные структуры используют
отдельные модули для процессора, памяти и периферии с интерфейсами для
подключения. Многоуровневые структуры обеспечивают распределение нагрузки,
кэширование и параллельное выполнение команд. В многопроцессорных системах
применяются симметричные (SMP) и асимметричные архитектуры, где несколько
процессоров работают совместно или специализированно. Кластерные и распределенные
системы объединяют несколько компьютеров через сеть для решения крупных
вычислительных задач. Гибридные структуры включают комбинацию локальных, сетевых
и облачных ресурсов, обеспечивая масштабируемость, отказоустойчивость и высокую
производительность. Выбор структуры определяется назначением системы: серверы,
рабочие станции, суперкомпьютеры или встроенные системы. Типовые структуры
позволяют стандартизировать архитектуру, оптимизировать ресурсы, распределять задачи
и обеспечивать эффективное взаимодействие между компонентами для решения
различных вычислительных и информационных задач.
Задания на умение использовать полученные знания и навыки для
решения профессиональной задачи
1. Опишите технические параметры следующего устройства: Intel Core i3-10100F OEM
(LGA 1200, 4 x 3.6 ГГц, L2 – 1 МБ, L3 – 6 МБ, 2хDDR4-2666 МГц, TDP 65 В)
Intel Core i3-10100F является процессором начального уровня для настольных ПК,
выполненным по архитектуре Comet Lake (10-е поколение Intel Core). Он использует
разъем LGA 1200 и рассчитан на работу с материнскими платами на чипсетах Intel 400-й
серии. Процессор имеет четыре вычислительных ядра без поддержки технологии HyperThreading, что обеспечивает четыре потока обработки данных. Базовая тактовая частота
составляет 3,6 ГГц, что позволяет выполнять большинство офисных и мультимедийных
задач с высокой производительностью. Кэш-память делится на два уровня: L2 объемом 1
МБ (по 256 КБ на ядро) и L3 объемом 6 МБ, обеспечивая быстрый доступ к часто
используемым данным и инструкциям. Поддерживается двухканальная память DDR4 с
частотой до 2666 МГц, что обеспечивает достаточную пропускную способность для
большинства приложений. TDP процессора составляет 65 Вт, что указывает на умеренное
тепловыделение и возможность использования стандартных систем охлаждения. Модель
“F” означает отсутствие интегрированного графического ядра, поэтому требуется
отдельная видеокарта. Процессор поддерживает современные инструкции SSE4.1, SSE4.2,
AVX2, что улучшает производительность в специализированных задачах. Intel Core i310100F оптимален для офисных ПК, мультимедийных систем и игровых сборок
начального уровня при установке дискретной графики.
2. Опишите технические параметры следующего устройства: Intel Core i3-13100F BOX
[LGA 1700, 4 x 3.4 ГГц, L2 – 5 МБ, L3 – 12 МБ, 2хDDR4, DDR5-4800 МГц, TDP 89 Вт]
Intel Core i3-13100F относится к 13-му поколению процессоров Intel Core, архитектура
Raptor Lake, предназначен для настольных ПК. Он использует разъем LGA 1700, что
требует материнской платы с чипсетами 600-й или 700-й серии. Процессор имеет четыре
ядра с поддержкой технологии Hyper-Threading, обеспечивая обработку восьми потоков
данных одновременно. Базовая частота составляет 3,4 ГГц с возможностью повышения в
режиме Turbo, что обеспечивает высокую производительность в многозадачных и
игровых приложениях. Кэш L2 составляет 5 МБ, а L3 — 12 МБ, что обеспечивает
быстрый доступ к инструкциям и данным, минимизируя задержки. Поддерживаются два
канала оперативной памяти DDR4 и DDR5 с частотой до 4800 МГц, что позволяет
использовать современные высокоскоростные модули. TDP процессора составляет 89 Вт,
что требует эффективной системы охлаждения. Как и в предыдущей модели, буква “F”
означает отсутствие встроенной графики, поэтому необходима дискретная видеокарта.
Процессор поддерживает современные инструкции и технологии Intel, включая AVX2,
ускорение мультимедиа и виртуализацию. Эта модель оптимальна для сборок среднего
уровня, игровых систем и рабочих станций с ограниченным бюджетом, обеспечивая
хорошее сочетание производительности и энергоэффективности.
3. Опишите технические параметры следующего устройства: Intel Core i5-10400F OEM
[LGA 1200, 6 x 2.9 ГГц, L2 – 1.5 МБ, L3 – 12 МБ, 2хDDR4-2666 МГц, TDP 65 Вт]
Intel Core i5-10400F — процессор среднего уровня для настольных ПК, архитектура Comet
Lake, 10-е поколение Intel Core. Разъем LGA 1200 обеспечивает совместимость с
материнскими платами 400-й серии. Процессор имеет шесть физических ядер без
поддержки Hyper-Threading, обеспечивая шесть потоков обработки данных. Базовая
тактовая частота составляет 2,9 ГГц с возможностью динамического разгона, что
обеспечивает производительность для современных игр и профессиональных
приложений. Кэш L2 равен 1,5 МБ (по 256 КБ на ядро), L3 — 12 МБ, что ускоряет
выполнение часто повторяющихся операций и доступ к данным. Поддерживается
двухканальная DDR4-память с частотой до 2666 МГц, что обеспечивает достаточную
пропускную способность для вычислений и многозадачности. TDP 65 Вт указывает на
умеренное тепловыделение. Процессор не имеет встроенной графики, поэтому требуется
дискретная видеокарта. Поддерживает наборы инструкций SSE4.1, SSE4.2 и AVX2 для
ускорения вычислительных задач. Модель подходит для сборок среднего уровня, игровых
ПК и рабочих станций, где важна высокая производительность при разумном
энергопотреблении.
4. Опишите технические параметры следующего устройства: Biostar LGA 1200, Intel H510,
2xDDR4-3200 МГц, 1xPCI-Ex16, 1xM.2, Micro-ATX
Biostar H510 — это материнская плата формата Micro-ATX для процессоров Intel 10-го и
11-го поколения на разъеме LGA 1200. Поддерживает два слота DDR4 с частотой до 3200
МГц, обеспечивая двухканальную работу памяти. Имеется один слот PCI-Express x16 для
видеокарты и один M.2 разъем для установки NVMe SSD, что обеспечивает высокую
скорость работы накопителей. Чипсет Intel H510 обеспечивает базовые возможности
подключения устройств, поддержку SATA и USB, а также сетевой интерфейс. Плата
имеет компактные размеры, что упрощает установку в малые корпуса. Предназначена для
бюджетных систем, офисных и мультимедийных ПК с ограниченным количеством
расширений.
5. Опишите технические параметры следующего устройства: MSI PRO H410M-B [LGA
1200, Intel H510, 2xDDR4-2933 МГц, 1xPCI-Ex16, 1xM.2, Micro-ATX]
MSI PRO H410M-B предназначена для процессоров Intel 10-го поколения на разъеме LGA
1200. Форм-фактор Micro-ATX обеспечивает компактность. Поддерживает два канала
DDR4 с частотой до 2933 МГц. Слот PCI-Express x16 используется для установки
дискретной видеокарты. Имеется один M.2 разъем для NVMe SSD. Чипсет Intel H410
обеспечивает базовую функциональность, поддержку SATA, USB и сетевой интерфейс.
Плата подходит для офисных и бюджетных ПК, обеспечивая стабильную работу при
ограниченном наборе расширений.
6. Опишите технические параметры следующего устройства: ASRock Z590 Pro4 [LGA
1200, Intel Z590, 4xDDR4-3200 МГц, 2xPCI-Ex16, 3xM.2, Standard-ATX]
ASRock Z590 Pro4 — полноразмерная материнская плата ATX для процессоров Intel 10-го
и 11-го поколения на LGA 1200. Поддерживает четыре слота DDR4 с частотой до 3200
МГц, обеспечивая двухканальный режим с высокой пропускной способностью. Имеет два
слота PCI-Express x16 и три M.2 разъема для NVMe SSD, что позволяет расширять
систему для игр и профессиональных приложений. Чипсет Z590 обеспечивает поддержку
разгона процессора и памяти, расширенные возможности подключения USB 3.2, SATA и
сетевых интерфейсов. Плата подходит для сборки производительных рабочих станций и
игровых ПК среднего и высокого уровня.
7. Опишите технические параметры следующего устройства: GIGABYTE Z590 D [LGA
1200, Intel Z590, 4xDDR4-3200 МГц, 3xPCI-Ex16, 2xM.2, Standard-ATX]
GIGABYTE Z590 D — материнская плата ATX для процессоров Intel 10-го и 11-го
поколения на разъеме LGA 1200. Поддерживает четыре слота DDR4 с частотой до 3200
МГц, три слота PCI-Express x16 и два M.2 разъема для NVMe SSD. Чипсет Intel Z590
обеспечивает поддержку разгона, высокоскоростных интерфейсов USB 3.2 и сетевых
модулей. Плата предназначена для игровых и профессиональных систем, обеспечивая
расширяемость и высокую производительность.
8. Опишите технические параметры следующего устройства: 480 ГБ 2.5" SATA Apacer
AS340 PANTHER [AP480GAS340G-1] [SATA, чтение – 550 Мбайт/сек, запись – 520
Мбайт/сек, 3D NAND 3 бит TLC]
Apacer AS340 Panther объемом 480 ГБ — 2.5-дюймовый SSD с интерфейсом SATA III,
обеспечивающий совместимость с большинством ПК и ноутбуков. Скорость чтения
достигает 550 МБ/с, записи — 520 МБ/с. Используется 3D NAND TLC с трехбитовыми
ячейками, что позволяет хранить больше данных на меньшей площади, обеспечивая
баланс скорости и долговечности. SSD подходит для ускорения загрузки ОС, приложений
и игр, замены традиционных HDD и повышения общей производительности системы.
Надежность обеспечивается контроллером и технологиями коррекции ошибок,
поддержкой S.M.A.R.T. и TRIM для оптимизации работы памяти.
9. Опишите технические параметры следующего устройства: 500 ГБ 2.5" SATA Samsung
870 EVO [MZ-77E500B/EU] [SATA, чтение – 560 Мбайт/сек, запись – 530 Мбайт/сек, 3D
NAND 3 бит MLC (TLC)]
Samsung 870 EVO — 2.5-дюймовый твердотельный накопитель с интерфейсом SATA III,
обеспечивающий совместимость с настольными ПК и ноутбуками. Объем памяти
составляет 500 ГБ, что позволяет хранить значительный объем операционной системы,
программ и пользовательских данных. Используется технология 3D NAND TLC с
трехбитовыми ячейками, обеспечивающая баланс между емкостью и долговечностью.
Максимальная скорость последовательного чтения достигает 560 МБ/с, записи — 530
МБ/с, что близко к пределу интерфейса SATA III (6 Гбит/с). Контроллер накопителя и
алгоритмы управления обеспечивают надежное распределение нагрузок, корректировку
ошибок и оптимизацию записи. Технология Samsung TurboWrite ускоряет запись мелких
файлов за счет кэширования данных в высокоскоростной SLC-буфер. SSD поддерживает
команды TRIM для поддержания производительности на высоком уровне в течение всего
срока службы и функцию S.M.A.R.T. для мониторинга состояния устройства. 870 EVO
оптимален для ускорения загрузки ОС, приложений, игр и обработки мультимедийных
файлов, обеспечивая высокую надежность и стабильность работы в различных системах.
10. Опишите технические параметры следующего устройства: 512 ГБ 2.5" SATA
накопитель ADATA SU750 [ASU750SS-512GT-C] [SATA, чтение - 550 Мбайт/сек, запись 520 Мбайт/сек, 3D NAND 3 бит TLC]
ADATA SU750 — твердотельный накопитель 2.5 дюйма с интерфейсом SATA III,
предназначенный для настольных ПК и ноутбуков. Объем памяти составляет 512 ГБ, что
позволяет эффективно хранить ОС, приложения и пользовательские файлы. Используется
3D NAND TLC с трехбитовыми ячейками, обеспечивающая баланс между емкостью,
скоростью и долговечностью. Скорость последовательного чтения достигает 550 МБ/с,
записи — 520 МБ/с, что обеспечивает высокую производительность при работе с
крупными файлами. Контроллер накопителя поддерживает алгоритмы выравнивания
износа и коррекции ошибок, что повышает надежность хранения данных. SSD
поддерживает команды TRIM и технологию S.M.A.R.T. для мониторинга состояния и
продления срока службы. SU750 предназначен для ускорения запуска операционной
системы, приложений, игр и работы с мультимедиа, обеспечивая стабильную
производительность и совместимость с большинством современных ПК.
11. Опишите технические параметры следующего устройства: Intel Core i9-12900K BOX
[LGA 1700, 8P x 3.2 ГГц, 8E x 2.4 ГГц, L2 - 14 МБ, L3 - 30 МБ, 2хDDR4, DDR5-4800 МГц,
Intel UHD Graphics 770, TDP 241 Вт]
Intel Core i9-12900K — флагманский процессор 12-го поколения Alder Lake для
настольных ПК. Он использует разъем LGA 1700 и поддерживает работу с материнскими
платами на чипсетах 600-й серии. Архитектура гибридная: 8 производительных (P) ядер с
базовой частотой 3,2 ГГц и 8 энергоэффективных (E) ядер с базовой частотой 2,4 ГГц,
всего 16 ядер и 24 потока благодаря технологии Hyper-Threading на P-ядрах. Кэш-память
включает 14 МБ L2 и 30 МБ L3, что ускоряет обработку данных и инструкций.
Поддерживается двухканальная DDR4 и DDR5 с частотой до 4800 МГц, обеспечивая
высокую пропускную способность памяти. Процессор оснащен встроенной графикой Intel
UHD Graphics 770, позволяющей работать без дискретной видеокарты. TDP составляет
241 Вт, что требует мощного охлаждения. Core i9-12900K поддерживает наборы
инструкций AVX, AVX2 и AVX-512, технологии разгона, аппаратную виртуализацию и
современную оптимизацию многопоточных задач. Процессор оптимален для игровых ПК
высокого уровня, рабочих станций, требующих высокой производительности в
вычислениях и мультимедийной обработке.
12. Опишите технические параметры следующего устройства: Palit GeForce RTX 3060
StormX (LHR) [NE63060019K9-190AF] [PCI-E 4.0 12 ГБ GDDR6, 192 бит, DisplayPort x3,
HDMI, GPU 1320 МГц]
Palit GeForce RTX 3060 StormX — видеокарта среднего класса с 12 ГБ видеопамяти
GDDR6 и шиной 192 бит. Интерфейс PCI Express 4.0 обеспечивает высокую пропускную
способность для современных игр и приложений. GPU работает на частоте 1320 МГц,
поддерживая технологии NVIDIA Ampere, включая трассировку лучей (Ray Tracing),
DLSS и аппаратное ускорение AI. Карта оснащена одним HDMI и тремя DisplayPort, что
позволяет подключать несколько мониторов. LHR-модификация ограничивает
эффективность майнинга криптовалют, но не влияет на игровую производительность.
Видеокарта предназначена для игровых ПК среднего уровня, рабочих станций для 3Dграфики и видеомонтажа. Компактный форм-фактор StormX упрощает установку в
корпуса малого размера, а эффективная система охлаждения обеспечивает стабильную
работу при длительных нагрузках.
13. Опишите технические параметры следующего устройства: ASUS GeForce RTX 3060
Phoenix (LHR) [PH-RTX3060-12G-V2] [PCI-E 4.0 12 ГБ GDDR6, 192 бит, DisplayPort x3,
HDMI, GPU 1320 МГц]
ASUS GeForce RTX 3060 Phoenix — аналогичная по характеристикам видеокарта среднего
класса с 12 ГБ GDDR6 и шиной 192 бит. Интерфейс PCIe 4.0 обеспечивает высокую
пропускную способность, GPU работает на частоте 1320 МГц. Поддерживаются
технологии NVIDIA Ampere, включая трассировку лучей и DLSS, что позволяет
использовать карту для игр и профессиональных приложений. Набор интерфейсов
включает HDMI и три DisplayPort, что позволяет подключать несколько мониторов.
Модель LHR ограничивает возможности майнинга криптовалют, не влияя на игровую
производительность. Phoenix отличается компактным дизайном и эффективной системой
охлаждения с одним вентилятором, обеспечивая стабильную работу даже при длительных
нагрузках. Карта предназначена для среднеуровневых игровых систем, рабочих станций и
мультимедийных ПК.
14. Восстановите топологию интерфейса USB по представленному рисунку
На основании предоставленного рисунка, топология интерфейса USB может быть
восстановлена следующим образом:
1. Хост-система — основной контроллер USB, отвечающий за управление потоками
данных и питанием устройств. Состоит из хоста, который инициирует передачу
данных.
2. Хост-контроллер — модуль, который соединяет хост с шиной USB и управляет
коммуникацией с устройствами.
3. Порты/концентраторы (Hub) — промежуточные устройства, обеспечивающие
подключение нескольких USB-устройств. Каждый хаб может включать
дополнительные функции и передавать сигналы на составные устройства.
4. Составное устройство — периферийное USB-устройство, которое может
включать несколько функций (например, принтер с картридером, клавиатура с
тачпадом). Внутри составного устройства есть отдельные функции, каждая из
которых отвечает за определённые задачи (передача данных, ввод, управление и
т.д.).
5. Функции — конечные точки взаимодействия USB, которые выполняют
конкретные действия: передача информации, управление устройством, сенсорные
функции и т.д.
Таким образом, топология USB, отражённая на рисунке:

Хост-система → Хост → Хост-контроллер → Порты/Hub → Составное
устройство → Функции

Возможна иерархическая организация: один хост может управлять несколькими
концентраторами, каждый из которых соединяет несколько функций и составных
устройств.
15. Укажите основные технические параметры для домашнего компьютера.
Тип
Процессор
Объем ОП Объем ЖД Видеокарта
Монитор
Сервер
Intel Core i5-12400
Объем
Объем
Тип
Процессор
ОП
ЖД
16 ГБ
Intel Core i5512 ГБ
Домашний
16 ГБ
12400
SSD
512 ГБ SSD
Видеокарта
NVIDIA GeForce GTX
1660
Монитор
24" Full
HD
NVIDIA
GeForce GTX
1660
16. Рассчитайте объем
следующего
графического
файла: разрешение 800*600 пикселей,
65536 цветов.
24" Full HD
Считаем шаг за шагом:
1. Число пикселей = 800 * 600 = 480000 пикселей
2. Число бит на пиксель = 65536 цветов = 16 бит
3. Общий объем в битах = 480000 * 16 = 7680000 бит
4. В байтах = 7680000 / 8 = 960000 байт
5. В килобайтах = 960000 / 1024 ≈ 937,5 КБ
Ответ: около 937,5 КБ
17. Выберите модуль памяти для следующей материнской платы: ASRock H470M-HVS
[LGA 1200, Intel H470, 2xDDR4-2933 МГц, 1xPCI-Ex16, Micro-ATX]
А) модуль памяти Kingston ValueRAM [KVR48U40BS6-8] 8 ГБ [DDR5, 8 ГБx1 шт, 4800
МГц, 40-39-39]
Б) модуль памяти 2ГБ DDR3 SDRAM Kingston "Hyper X" KHX1600C9AD3B1/2G
(PC12800, 1600МГц, CL9)
В) модуль памяти Kingston FURY Beast Black [KF426C16BB/4] 4 ГБ [DDR4, 4 ГБx1
шт, 2666 МГц]
Г) модуль памяти RIMM 512Мб, PC3200/800 МГц Samsung (SEC-1)
18. Выберите процессор для следующей материнской платы: Материнская плата
GIGABYTE H510M K [LGA 1200, Intel H510, 2xDDR4-3200 МГц, 1xPCI-Ex16, 1xM.2,
Micro-ATX]
А) процессор AMD "A4-3400" (2.70ГГц, 2x512КБ, GPU) SocketFM1
Б) процессор Intel "Celeron G530" (2.40ГГц, 2x256КБ+2МБ, EM64T, GPU) Socket1155
В) процессор Intel "Core i3-540" (3.06ГГц, 2x256КБ+4МБ, EM64T, GPU) Socket1156
Г) процессор Intel Core i5-10400F OEM [LGA 1200, 6 x 2.9 ГГц, L2 – 1.5 МБ, L3 – 12
МБ, 2хDDR4-2666 МГц, TDP 65 Вт]
19.Схема какой архитектуры приведена на рисунке?
А) SISD
Б) SIMD
В) MISD
Г) MIMD
20. Схема какой архитектуры приведена на рисунке?
А) SISD
Б) SIMD
В) MISD
Г) MIMD
21. Приведите данное отношение к 3 нормальной форме
№
заказа
Наименование
товара
Тип
товара
Кол-во
(заказано)
№
Наименование
Кол-во
Тип товара
заказа
товара
(заказано)
Цена за
единицу
Склад
Цена за
Склад
единицу
1001
Монитор
Электроника 5
1200
S01
1002
Клавиатура
Электроника 3
800
S01
1003
Стул офисный
Мебель
450
S02
10
Адрес
склада
Поставщик
Адрес
Поставщик
склада
ул. Ленина, ООО
д.10
"ЭлектроМаркет"
ул. Ленина, ООО
д.10
"ЭлектроМаркет"
ул.
ООО
Пушкина,
"МебельСтрой"
д.5
Адрес
поставщика
Адрес
поставщика
ул. Кирова,
д.12
ул. Кирова,
д.12
ул. Советская,
д.7
22. Каким образом преобразуются входные данные длиной 400 бит при вычислении хэшфункции в соответствии с российским криптографическим стандартом ГОСТ 34.11-2018?
Входные данные – 400 бит.
ГОСТ 34.11-2018 (Хэш-функция «Стрибог») работает с блоками по 512 бит. Если длина
входных данных меньше 512 бит, применяется дополнение до полного блока.
В нашем случае:

Входные данные = 400 бит.

Требуется дополнить до 512 бит.

Дополнение происходит так: сначала добавляется бит 1, затем нули, чтобы длина
блока стала кратной 512 битам.

После этого данные обрабатываются через многократные раунды функции
сжатия, пока не формируется итоговый хэш (256 или 512 бит).
Итого: 400 бит → добавление «1» + нули → 512 бит → обработка функцией сжатия →
хэш.
23. Рассчитайте объем звукового файла по представленным
дискретизации – 8 КГц; разрядность – 8 битов; время записи – 10 с.
данным:
частота
Дано:

Частота дискретизации = 8 кГц = 8000 Гц

Разрядность = 8 бит

Время записи = 10 с
1. Считаем число отсчетов:
8000 Гц * 10 с = 80 000 отсчетов
2. Объем в битах:
80 000 * 8 бит = 640 000 бит
3. Перевод в байты:
640 000 / 8 = 80 000 байт
4. Перевод в килобайты:
80 000 / 1024 ≈ 78,125 КБ
Ответ: около 78,1 КБ
24. Определите тип топологии информационно-вычислительной сети и охарактеризуйте
каждый из элементов:
Типология «кольцо» обычно рассматривается в контексте топологии компьютерных
сетей, передачи данных или структуры организации. Вот основные характеристики:
1. Структура

Устройства соединены последовательно в замкнутый контур.

Каждый узел соединен ровно с двумя соседями.
2. Направление передачи данных

Данные движутся по кругу, обычно в одном направлении (однонаправленное
кольцо) или в обоих направлениях (двунаправленное кольцо).
3. Преимущества

Простейшая организация сети с предсказуемым маршрутом передачи.

Легко выявлять и изолировать неисправности между соседними узлами.

Не требуется центральный контроллер.
4. Недостатки

Если разрывается один сегмент сети, однонаправленное кольцо перестает работать.

При большом числе узлов задержки передачи увеличиваются.

Добавление или удаление узла требует временного отключения части сети (в
классическом кольце).
5. Применение

Используется в сетях передачи данных, например, FDDI, Token Ring, иногда в
локальных промышленных сетях.

В программировании «кольцо» встречается в кольцевых буферах, очередях и
циклических структурах данных.
25. Определите тип топологии информационно-вычислительной сети и охарактеризуйте
каждый из элементов:
Иерархическая топология сети — это структура сети, построенная по принципу
уровней управления, где устройства распределены по уровням с разной
функциональностью. Основные характеристики:
1. Структура

Сеть разделена на уровни: обычно три — ядро, распределение и доступ.

Ядро (Core): обеспечивает высокоскоростную передачу данных между сегментами
сети.

Распределение (Distribution): соединяет ядро с узлами доступа, управляет
трафиком и политиками безопасности.

Доступ (Access): подключает конечные устройства, рабочие станции, принтеры.
2. Преимущества

Хорошая масштабируемость: легко добавлять новые устройства или сегменты.

Централизованное управление и контроль трафика.

Повышенная надежность: отказ одного узла не нарушает работу всей сети при
правильной настройке резервирования.
3. Недостатки

Более высокая стоимость оборудования и настройки по сравнению с плоской
сетью.

Сложность проектирования и администрирования.
4. Применение

Используется в корпоративных и больших локальных сетях.

Подходит для организаций с большим числом пользователей и серверов, где важны
производительность и управляемость.
26. Определите тип топологии информационно-вычислительной сети и охарактеризуйте
каждый из элементов:
27. Укажите основные технические параметры для офисного компьютера.
Тип
Процессор
Объем ОП
Офисный ПК
Intel Core i3-12100
8 ГБ
Объем ЖД
256 ГБ SSD
Видеокарта
Встроенная
Монитор
22" Full HD
28. Укажите основные технические параметры для игрового компьютера.
Тип
Игровой ПК
Процессор
Intel Core i7-12700K
Объем ОП
16 ГБ
Объем ЖД
1 ТБ SSD
Видеокарта
Монитор
NVIDIA GeForce 27" 2K, 144 Гц
RTX 3060
29. Укажите основные технические параметры для сервера.
Тип
Сервер
Процессор
Intel Xeon Silver 4310
Объем ОП
64 ГБ
Объем ЖД
4 ТБ HDD
Видеокарта
Встроенная
Монитор
Не требуется
30.В схеме передачи данных по каналу связи необходимо вписать название пустых блоков
и дать их характеристику
1.
2.
3.
4.
5.
Общая схема передачи информации включает следующие элементы:
Источник информации. В качестве источника могут выступать любые объекты, которые
способны отправлять информацию — как живые существа, так и технические устройства.
Кодирующее устройство. В зависимости от того, каким образом передаётся информация, она
должна быть представлена в определённом виде. Например, в электромагнитных, звуковых или
световых волнах.
Канал связи. Среда, по которой протекает закодированная информация. Каналы делятся по
способу распространения информации. Например, проводные, световые, акустические (звуковые),
радиоканалы.
Декодирующее устройство. Преобразует информацию из закодированного вида,
предназначенного для её передачи, в её исходный вид. Например, экран телевизора или монитор
ноутбука.
Получатель информации. Объект или живое существо, которому отправленная информация
предназначалась.
Таким образом, информация, созданная источником, кодируется, передаётся по каналу связи,
декодируется и воспринимается получателем.