1. Двоичная арифметика. (Инф.)

Сложение двоичных чисел осуществляется тем же способом, что и в обычной десятичной арифметике. Таблица сложения в двоичной системе счисления имеет вид:

Табл1:0+0=0; 0+1=1; 1+0=1; 1+1=10 (0+единица переноса); 1+1+единица переноса=1+единица переноса;

Вычитание

0-0=0, 1-0=1, 0-1=1+единица заема;

Умножение

0*0=0, 1*0=0, 0*1=0, 1*1=1.

При сложении осуществляется перенос избытка из одного столбца в другой. Из табл. 1 видно, что при сложении двоичных значений 1+1 необходимо перенести 1 в предыдущий разряд, что обеспечит результат равный 10.

Пример 1: 01000001+ 00101010=01101011;

Пример2: 01000001+00101010=01101011

В результате арифметической операции появляется новое число: С = A  B, где  – знак арифметического действия (сложение, вычитание, умножение, деление). Операнд – число, участвующее в арифметической операции, выполняемой цифровым автоматом. Так как цифровой автомат оперирует только машинными изображениями чисел, то последние выступают в качестве операндов. Поэтому запишем: [C] = [A]  [B], где [ ] – обозначение машинных изображений операндов. Двоичный полусумматор – устройство, выполняющее арифметические действия. Появление единицы переноса при сложении двух разрядов несколько изменяет правила сложения двоичных цифр. Можно сформулировать правила поразрядных действий при сложении операндов A и B: a_i + b_i + П_i-1 = c_i + П_i, где a_i, b_i – i-й разряд 1-го и 2-го операндов соответственно; c_i – i-й разряд суммы; П_i-1 – перенос из (i–1)-го разряда; П_i – перенос в (i+1)-й разряд (переносы принимают значения 0 или 1). Заем равносилен вычитанию единицы из старшего разряда. Если A – уменьшаемое (1-й операнд), B – вычитаемое (2-й операнд), то для поразрядных действий a_i – b_i + z_i = c_i + z_i+1, где a_i, b_i, c_i – соответственно i-е разряды уменьшаемого, вычитаемого и разности; z_i – заем из младшего i-го разряда; z_i+1 – заем в старшем (i+1)-м разряде.

2. Указать, какой из этих приведенных вариантов более соответствует понятию

Composite Index

Варианты:

А) индексная таблица, в которой в качестве индексируемого выражения выступает совокупность нескольких полей исходной индексируемой таблицы.

Б) индексная таблица, в которой содержится несколько индексов (тегов) по отдельным полям исходной индексируемой таблицы.

В) ключевое поле, значения которого уникальны в пределах всех таблиц базы данных

Г) целое положительное число, однозначно идентифицирующее строку таблицы в пределах базы данных (БД)

3. Организация виртуальной памяти в операционных системах (ОС)

Суть концепции виртуальной памяти заключается в следующем: информация, с которой работает активный процесс, должна располагаться в оперативной памяти, в схемах виртуальной памяти у процесса создается иллюзия того, что вся необходимая ему информация находиться в оперативной памяти. Для этого:

1) занимаемая процессом память разбивается на несколько частей, например страниц.

2) логический адрес, т. е. логическая страница динамически транслируется в физический адрес

3) в тех случаях, когда страница к которой обращается процесс, не находится в физической памяти, нужно организовать её подкачку с диска. Для контроля наличия страницы в памяти вводится специальный вид присутствия, входящий в состав атрибута страницы таблицы страниц. Важным следствием такой организации является то, что размер памяти занимаемой процессом может быть больше, чем размер оперативной памяти. Принцип локальности обеспечивает этой схеме нужную эффективность. Возможность выполнения программы, находящейся в памяти лишь частично, имеет следующие преимущества:

1) программа не ограничена объемом физической памяти.

2) увеличивается загрузка процессора и пропускная способность системы, т. к. можно разместить в памяти большие программы.

3) объём ввода/вывода для выгрузки части программы на диск может быть меньше, чем в варианте классического Swapping.

В итоге каждая программа будет работать быстрее. Введение виртуальной памяти позволило решить другую важную задачу: обеспечения контроля доступа к отдельным сегментам памяти в частности: защиту пользовательских программ друг от друга и защиту ОС от пользовательских программ. Каждый процесс работает со своими виртуальными адресами, трансляцию которых физически выполняет аппаратура. Термин виртуальная память означает, что программист имеет дело с памятью отличной от реальной, размер которой значительно больше, чем размер оперативной памяти. Адреса, которые генерирует программа, называются виртуальными, и они формируют виртуальное адресное пространство. Известны чисто программные реализации виртуальной памяти, но широкое развитие получили схемы виртуальной памяти с аппаратной поддержкой. Каждая из 3-х схем управления памятью: страничная, сегментная, сегментно-страничная; пригодны для организации виртуальной памяти. Чаще всего используется сегментно-страничная модель, которая является синтезом страничной модели и идеи сегментации. Сегментная организация в чистом виде встречается редко. Передача информации между памятью и диском всегда осуществляется целыми страницами, а система поддержки страничной организации памяти называется paging.

4. Арифметические операции со знаковыми числами в ЭВМ (оргЭВМ)

Для устранения этого недостатка в ЭВМ часто используют модифицированные коды: для изображения знака числа используются 2 двоичных разряда, при этом знак "+" изображается комбинацией 00, а знак "-" -комбинацией 11. Тогда ситуация переполнения определяется при разных значениях битовых разрядов знака, а именно, если в знаковых разрядах получаются комбинации 01 или 10 - значит, произошло переполнение.

Например, сложим –120 и –34 и –13 и +98:

11.0001000 11.1110011

+11.1011101 +00.1100010

1 10.1100110 (переполнение) 1 00.1010101 (нет переполнения)

Умножение многоразрядных двоичных чисел производится путем образования частичных произведений и последующего их суммирования. Частичные произведения получаются после сдвигов умножителя. Единственной особенностью является то, что если сомножитель является отрицательным (знаковые разряды равны 11), то перед началом умножения следует приписать к нему слева столько единиц, сколько значащих разрядов у другого сомножителя справа от запятой. Результат произведения всегда получается в дополнительном коде.

Операция деления представляется последовательностью операций вычитания и сдвига делителя.

Следует отметить некоторые особенности выполнения операций над числами с плавающей запятой. При сложении или вычитании чисел с одинаковыми порядками, их мантиссы складываются или вычитаются, а порядку присваивается общее значение. Если порядки исходных чисел разные, то сначала эти порядки выравниваются (число с меньшим порядком приводится к числу с большим порядком), а затем мантиссы складываются или вычитаются. Сумма или разность имеют порядок большего числа. Если при нахождении суммы или разности получается переполнение, то мантисса сдвигается вправо на один разряд, а порядок результата увеличивается на 1.

При умножении чисел с плавающей запятой их мантиссы перемножаются, а порядки складываются.

При делении мантисса делимого делится на мантиссу делителя, а порядок результата получается как разница порядка делимого и делителя. При этом, если мантисса делимого больше мантиссы делителя, то частное окажется больше 1 (происходит переполнение). В этом случае частное сдвигается на 1 разряд вправо, а порядок результата увеличивается на 1.

5. Какие схемы применяются при документировании проекта разработки ПО, согласно ГОСТ 19.701-90? Каково функциональное назначение этих схем? (ТП)

Схема - графическое представление определения, анализа или метода решения задачи, в котором используются символы для отображения операций, данных, потока, оборудования и т.д. Схемы состоят из символов, краткого пояснительного текста и соединяющих линий. При документировании проекта разработки ПО применяют схемы: 1. Работы системы, в которой формализуется процесс выполнения программы, взаимодействие с пользователем и данными 2. программ (или иначе блок-схем), в которых формализуется алгоритм обработки данных 3. данных, в которых уточняются потоки данных между процессами и (или) носителями данных 4. взаимодействия программ, отображающих путь активации программ и взаимодействий с данными 5. ресурсов системы, отображающих конфигурацию блоков данных и обрабатывающих блоков, требуемую для решения задачи или набора задач.

Билет 28