ITMO Notebook

Билет 15

время чтения ~1 мин.

question-15

Вопрос 15

Организация ввода-вывода в БЭВМ. Устройства ввода-вывода, команды.

В БЭВМ обмен информацией между процессором и внешними устройствами (ВУ) осуществляется через контроллеры устройств ввода-вывода.

io-controller-structure.png

Контроллер содержит:

Дешифратор адреса — позволяет выделять обращение к данному ВУ;

Логика управления — набор логических схем, позволяющий реагировать и формировать сигналы шин БЭВМ;

SR (State Register) — регистр состояния устройства. Содержит признак готовности устройства к обмену данными: 1 — готово; 0 — не готово;

MR (Management Register) — регистр управления. Содержит номер вектора прерывания и бит разрешения прерываний;

DR (Data Register) — регистр данных, через который осуществляется обмен информацией между процессором и устройством.

Шины: данных (Data), запроса прерывания (IntRq), сигнал ввода (Input), сигнал вывода (Output), сигнал подтверждения готовности (Rdy), входящий и выходящий сигналы предоставления прерывания (IntSCi, IntSCo), сигнал выдачи вектора (IntV), адреса(Addr), номер вектора запроса на прерывание(Int).

В БЭВМ реализованы программно-управляемый ввод-вывод:

Асинхронный обмен: question-16 Обмен по прерыванию: question-17

ПДП в БЭВМ не реализован, поскольку контроллеры устройств не содержат соответствующих аппаратных средств.

Для работы с внешними устройствами используются команды:

io-commands.png

Основные устройства ввода-вывода БЭВМ

В состав комплекса БЭВМ входят:

io-controller-register-map.png

Ссылка на оригинал

question-33

Вопрос 33

Модель TCP/IP: выделение адресов (DHCP), сервисы имен (DNS), транспортный и прикладной уровни.

tcp-ip.png

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) — автоматическое выделение адресов

Автоматическая выдача IP-адресов, масок подсети, шлюза и DNS-серверов клиентам при подключении к сети. Работает на прикладном уровне, использует протокол UDP.

Процесс получения адреса (DORA):

ШагНазваниеДействие
1DiscoveryКлиент отправляет широковещательный запрос DHCPDISCOVER, чтобы найти DHCP-сервер в сети.
2OfferDHCP-сервер отвечает предложением DHCPOFFER, в котором предлагает клиенту свободный IP-адрес из области (SCOPE).
3RequestКлиент отправляет широковещательное сообщение DHCPREQUEST, принимая предложение и уведомляя все остальные DHCP-серверы, что его услуги не нужны.
4AcknowledgementСервер подтверждает выдачу адреса пакетом DHCPACK, указывая срок аренды (время жизни адреса), маску подсети, шлюз и DNS.

После получения DHCPACK клиент может использовать IP-адрес в течение указанного времени аренды. При необходимости он может продлить аренду, отправив новый DHCPREQUEST.

DNS (Domain Name System) — сервис доменных имен

Преобразование удобных для человека символьных имен (например, www.1cloud.ru) в IP-адреса и обратно. Работает на прикладном уровне, использует UDP и TCP.

*Иерархическая структура DNS:

  • Корневой домен — обозначается точкой (.).
  • Домены первого уровня (TLD): .ru, .com, .org и др.
  • Домены второго уровня: .1cloud, .yandex и т.д.
  • Далее идут поддомены и имена конкретных хостов.

Процесс разрешения имени (прямое преобразование):

  1. Клиент отправляет запрос своему локальному DNS-серверу.
  2. Если локальный сервер не знает ответа, он обращается к корневому DNS-серверу.
  3. Корневой сервер перенаправляет к серверу первого уровня .
  4. Сервер первого уровня перенаправляет к серверу второго уровня.
  5. Сервер второго уровня возвращает точный IP-адрес запрошенного хоста .
  6. Ответ возвращается клиенту. Все промежуточные серверы кэшируют полученную информацию, чтобы ускорить ответ на будущие запросы.

Обратное преобразование (IP → Имя): Используется специальный домен in-addr.arpa. Например, для IP-адреса 11.22.33.44 запрашивается запись 44.33.22.11.in-addr.arpa. Это используется, например, при проверках почтовых серверов.

Транспортный уровень

Обеспечивает связь между приложениями на конечных устройствах с помощью портов (Socket = IP-адрес + номер порта).

ПротоколХарактеристикаПрименение
TCP (Transmission Control Protocol)• handshake
• Отслеживает сессии, управляет перепосылкой потерянных сегментов
• Собирает сегменты в правильном порядке
• много служебных данных		HTTP, FTP, SSH, SMTP, Telnet
UDP (User Datagram Protocol)• без соединения
• «Послал и забыл»
• без контроля надежности
• макс. скорость, мин. задержки		SNMP, TFTP, DHCP, DNS, потоковое видео/аудио

Ключевые функции транспортного уровня:

  • Отслеживание индивидуальных сеансов между приложениями (только для TCP).
  • Сегментация данных и обратная сборка.
  • Идентификация приложений по номерам портов (порт 80 — HTTP, 443 — HTTPS, 53 — DNS, 67/68 — DHCP).

Прикладной уровень

Это верхний уровень модели TCP/IP. Здесь работают протоколы, с которыми непосредственно взаимодействуют пользовательские приложения.

Основные протоколы и службы:

  • HTTP/HTTPS — передача гипертекстовых страниц (Веб).
  • FTP — передача файлов.
  • SMTP/POP3/IMAP — электронная почта.
  • DNS — преобразование имен в IP-адреса.
  • DHCP — автоматическая выдача IP-адресов.

Единица данных, которой оперирует прикладной уровень, называется сообщением.

Ссылка на оригинал

Обратные ссылки