ref

90 вопросов 20 тем

Основы информатики 3 ▼

#1 Понятия: данные, информация, знания. Свойства информации. ▼

Данные — это зафиксированные сигналы; информация — осмысленные данные в контексте; знания — обработанная информация с закономерностями. Свойства информации: достоверность, полнота, актуальность, доступность, релевантность.

Данные — сырые факты и сигналы.
Информация появляется, когда данным придаётся смысл и контекст.
Знания — это систематизированная информация, включающая выявленные закономерности и правила.
К основным свойствам информации относят достоверность, полноту, актуальность, доступность и релевантность.

#15 Понятие и свойства алгоритма. Язык схем. ▼

Алгоритм — конечная последовательность точных инструкций для решения задачи. Свойства: дискретность, определённость (детерминированность), конечность (результативность), массовость, понятность. Язык схем (блок-схемы по ГОСТ 19.701) использует стандартные фигуры: прямоугольник (действие), ромб (условие), параллелограмм (ввод/вывод), овал (начало/конец).

Ключевые свойства алгоритма: дискретность (шаги), определённость (однозначность), конечность (завершаемость), массовость (применимость к классу задач), понятность (для исполнителя).
Блок-схемы — графический способ записи алгоритмов, стандартизированный ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85).

#16 Классификация информационных систем по видам и назначению. ▼

По назначению: управленческие (ERP, CRM), информационно-справочные, системы поддержки принятия решений (DSS), экспертные системы. По масштабу: одиночные, групповые, корпоративные. По степени автоматизации: ручные, автоматизированные, автоматические. По сфере: производственные, финансовые, кадровые и др.

ИС классифицируются по множеству критериев.
По назначению выделяют управленческие, справочные, СППР и экспертные.
По масштабу — от персональных до корпоративных.
По степени автоматизации — от ручных до полностью автоматических.
Это позволяет точно позиционировать систему.

Файловые системы и сжатие данных 2 ▼

#2 Понятие файловой системы. Отличие файловых систем друг от друга. ▼

Файловая система — это способ организации хранения и доступа к данным на носителе. Различия: максимальный размер файла/тома, журналирование, права доступа, структура метаданных (напр. FAT32 — до 4 ГБ файл, NTFS — журналируемая с ACL, ext4 — журналируемая для Linux).

Файловая система определяет, как данные структурированы на носителе: каталоги, метаданные, размещение блоков.
Ключевые отличия — лимиты размеров, наличие журналирования (защита от сбоев), поддержка прав доступа (ACL), шифрования и сжатия.
Примеры: FAT32, NTFS, ext4, APFS.

#8 Программы сжатия данных: возможности и принципы работы. ▼

Сжатие бывает без потерь (LZ77, Хаффман, DEFLATE — для текстов, архивов, ZIP/RAR/7z) и с потерями (JPEG, MP3 — для мультимедиа). Без потерь используют устранение избыточности: повторяющиеся последовательности, частотное кодирование символов. Степень сжатия зависит от типа данных.

Сжатие без потерь полностью восстанавливает исходные данные (используется для документов, программ).
Сжатие с потерями допускает некоторую утрату качества ради большей компактности (для изображений, аудио, видео).
Алгоритмы LZ-семейства ищут повторы, а кодирование Хаффмана присваивает короткие коды частым символам.

Операционные системы 5 ▼

#4 Составные части операционной системы отдельного компьютера. ▼

Ядро (управление процессами, памятью, устройствами), файловая подсистема, подсистема ввода-вывода, командный интерпретатор (оболочка), системные утилиты и библиотеки, сетевая подсистема.

ОС включает ядро (планировщик процессов, менеджер памяти, драйверы), файловую подсистему для работы с данными на накопителях, оболочку для взаимодействия с пользователем (CLI/GUI), системные утилиты (форматирование, диагностика) и сетевой стек.
BIOS/UEFI — это микропрограмма, а не часть ОС.

#20 Обзор версий MS Windows. Назначение и основные функции MS Windows 10 (11). Преимущества и недостатки. ▼

Версии: 3.1, 95, 98, XP, Vista, 7, 8, 10, 11. Windows 10/11 — ОС для ПК с многозадачностью, управлением файлами, безопасностью (Defender, BitLocker), поддержкой DirectX, магазином приложений. Преимущества: широкая совместимость ПО/драйверов, удобный интерфейс. Недостатки: ресурсоёмкость, вопросы приватности (телеметрия), обязательные обновления.

Windows эволюционировала от графической оболочки MS-DOS до полноценной ОС.
Windows 10/11 предлагают унифицированную платформу для ПК, планшетов и Xbox.
Среди преимуществ — огромная экосистема ПО и игр.
К недостаткам относят сбор телеметрии и высокие системные требования.

#22 Основные требования, предъявляемые к современным операционным системам. ▼

Многозадачность и многопользовательность, управление памятью (виртуальная память), безопасность и разграничение прав доступа, поддержка файловых систем, сетевая поддержка, переносимость (кроссплатформенность), масштабируемость, надёжность и отказоустойчивость, удобный интерфейс (GUI/CLI).

Современная ОС должна поддерживать одновременную работу множества процессов и пользователей, эффективно управлять памятью, обеспечивать безопасность данных, работать с различными файловыми системами и сетевыми протоколами.
Переносимость и масштабируемость важны для применения ОС на разном оборудовании.

#49 Функциональная организация ЭВМ. Средства мультипрограммирования. ▼

Мультипрограммирование — одновременное нахождение нескольких программ в памяти с поочерёдным выполнением процессором. Средства: механизмы защиты памяти (разграничение адресных пространств), прерывания (переключение контекста), привилегированные режимы (user/kernel), виртуальная память (расширение ОЗУ через подкачку), планировщик задач ОС.

Мультипрограммирование позволяет эффективно использовать процессор: пока одна программа ожидает ввода-вывода, другая выполняется.
Защита памяти не позволяет программам портить данные друг друга.
Привилегированные режимы разделяют код ОС (ядро) и пользовательские программы.

#50 Функциональная организация ЭВМ. Система прерываний. ▼

Прерывание — сигнал, вызывающий приостановку текущей программы и передачу управления обработчику. Виды: аппаратные (внешние — от устройств ввода-вывода; внутренние — ошибки, деление на ноль) и программные (системные вызовы). Механизм: сохранение контекста → определение источника → вызов обработчика → восстановление контекста. Приоритеты прерываний определяют порядок обслуживания.

Система прерываний — ключевой механизм для реагирования на события в реальном времени.
При возникновении прерывания процессор сохраняет состояние (регистры, счётчик команд) и передаёт управление соответствующему обработчику из таблицы векторов прерываний.
После обработки контекст восстанавливается.

Процессор и архитектура ЭВМ 6 ▼

#3 Назначение центрального процессора. Внутренняя организация процессора. Понятие конвейеризации. Системы команд и прерываний. Современные модели микропроцессоров для ПК. ▼

ЦП выполняет арифметические и логические операции над данными. Внутри: АЛУ, устройство управления, регистры, кэш. Конвейеризация — разбиение выполнения команды на стадии (выборка, декодирование, исполнение) для параллельной обработки нескольких команд. Системы команд: CISC (x86), RISC (ARM). Прерывания обеспечивают реакцию на события. Современные: Intel Core 12–14 поколения, AMD Ryzen 7000.

Центральный процессор — основной вычислительный элемент ПК.
Его внутренние компоненты (АЛУ, УУ, регистры, кэш) работают совместно для обработки команд.
Конвейеризация повышает производительность за счёт параллельного выполнения разных стадий разных команд.
CISC и RISC — два основных подхода к системам команд.

#47 Основные факторы, определяющие принципы организации ЭВМ. Неймановская архитектура ЭВМ. ▼

Факторы: элементная база, требования к производительности, стоимость, совместимость. Архитектура фон Неймана: процессор + память + устройства ввода-вывода + шина. Принципы: программное управление, хранимая программа (программа и данные в одной памяти), двоичное кодирование, последовательное выполнение команд, адресуемая память.

Фон Нейман предложил в 1945 г.
хранить программу в той же памяти, что и данные.
Это позволило модифицировать программу как данные.
Основной недостаток — «бутылочное горлышко фон Неймана»: шина между CPU и памятью ограничивает пропускную способность.
Гарвардская архитектура использует раздельную память.

#48 Состав устройств, структура и порядок функционирования ЭВМ. ▼

Состав: процессор (АЛУ + УУ), оперативная память, внешняя память (накопители), устройства ввода (клавиатура, мышь) и вывода (монитор, принтер), системная шина. Порядок: загрузка команды из памяти → декодирование → выборка операндов → выполнение → запись результата. Цикл повторяется для каждой команды (машинный цикл).

Машинный цикл включает фазы: выборка команды (fetch), декодирование (decode), выполнение (execute), обращение к памяти (memory), обратная запись (write-back).
Устройство управления (УУ) координирует все устройства через управляющие сигналы.
АЛУ выполняет арифметические и логические операции.

#53 Архитектура базового процессора x86. ▼

x86 — CISC-архитектура (Intel 8086, 1978). Регистры: общего назначения (EAX, EBX, ECX, EDX), указатели (ESP, EBP), индексные (ESI, EDI), сегментные (CS, DS, SS, ES), счётчик команд (EIP), флаги (EFLAGS). Режимы: реальный (16-бит, совместимость), защищённый (32-бит, многозадачность, защита памяти), длинный (x86-64, 64-бит). Поддержка расширений: MMX, SSE, AVX.

x86 — доминирующая архитектура ПК и серверов.
CISC-набор команд содержит сотни инструкций разной длины.
Защищённый режим (с 80386) ввёл виртуальную память и многозадачность.
x86-64 (AMD64) расширил регистры до 64 бит и адресное пространство.
SSE/AVX ускоряют SIMD-вычисления.

#54 Цикл выполнения команды. Конвейерная организация процессоров. ▼

Цикл: выборка команды (IF) → декодирование (ID) → выполнение (EX) → обращение к памяти (MEM) → запись результата (WB). Конвейер совмещает стадии разных команд: пока одна выполняется, следующая декодируется, третья выбирается. Это повышает пропускную способность. Проблемы: конфликты данных, управления (ветвления) и структурные; решаются предсказанием переходов, форвардингом.

Конвейер — ключевая техника повышения IPC (Instructions Per Cycle).
В идеале N-стадийный конвейер выдаёт одну команду за такт.
Конфликты данных возникают, когда команда зависит от результата предыдущей.
Предсказание переходов (branch prediction) минимизирует потери при условных ветвлениях.

#52 Представление информации в ЭВМ. ▼

В ЭВМ информация представляется в двоичном коде (0 и 1). Числа: целые (прямой, обратный, дополнительный код), вещественные (IEEE 754 — знак, мантисса, порядок). Текст: ASCII (7/8 бит), Unicode (UTF-8, UTF-16). Изображения: растровые (матрица пикселей), векторные (формулы). Звук: PCM (дискретизация + квантование). Минимальная единица — бит, байт = 8 бит.

Двоичная система выбрана из-за надёжности реализации двух состояний (есть сигнал / нет).
Отрицательные целые числа чаще всего хранятся в дополнительном коде.
IEEE 754 стандартизирует представление вещественных чисел.
Unicode обеспечивает поддержку всех языков мира.

Организация памяти 3 ▼

#30 Организация и устройство оперативной памяти в ПК. ▼

ОЗУ (RAM) — энергозависимая память для хранения данных, используемых процессором. Типы: DRAM (динамическая, конденсаторная ячейка, требует регенерации) — используется как основная ОЗУ (DDR4, DDR5). Параметры: объём, частота (МГц), тайминги (CAS Latency), число каналов. Организация: модули DIMM, двухканальный/четырёхканальный режим.

DRAM хранит бит в конденсаторе ячейки и требует периодической регенерации.
DDR (Double Data Rate) передаёт данные по обоим фронтам такта.
Многоканальный режим увеличивает пропускную способность.
Тайминги определяют задержки доступа — меньше значит быстрее.

#55 Организация оперативной памяти ЭВМ. ▼

ОЗУ организовано как массив адресуемых ячеек. DRAM: ячейка = конденсатор + транзистор, требует регенерации. Организация: строки (rows) и столбцы (columns) в банках памяти. Доступ: RAS (Row Address Strobe) → CAS (Column Address Strobe). Иерархия: регистры → кэш L1/L2/L3 → ОЗУ → внешняя память. Виртуальная память использует страничное/сегментное отображение.

DRAM хранит заряд на конденсаторе: заряжен = 1, разряжен = 0.
Конденсатор разряжается, поэтому нужна периодическая регенерация.
Двумерная адресация (строка + столбец) уменьшает число адресных линий.
Иерархия памяти компенсирует разрыв скоростей между процессором и основной памятью.

#56 Организация кэш-памяти ЭВМ. ▼

Кэш — быстрая память (SRAM) между процессором и ОЗУ, хранящая часто используемые данные. Уровни: L1 (быстрый, маленький, ~32-64 КБ), L2 (~256 КБ-1 МБ), L3 (общий для ядер, несколько МБ). Принцип локальности: временна́я (повторное обращение) и пространственная (соседние данные). Отображение: прямое, ассоциативное, множественно-ассоциативное. Политики записи: write-through, write-back.

Кэш использует SRAM (статическая память на триггерах) — быстрее DRAM, но дороже.
L1 работает на частоте ядра с задержкой ~1-4 такта, L3 — десятки тактов, ОЗУ — сотни.
Write-back записывает в ОЗУ только при вытеснении строки, что снижает трафик шины.

Шины и ввод-вывод 4 ▼

#51 Структурная организация ЭВМ. Магистрально-модульный принцип построения ЭВМ. Понятие интерфейса. ▼

Магистрально-модульный принцип: все модули (CPU, память, контроллеры I/O) подключаются к общей магистрали (системной шине). Магистраль включает шину данных, адресную шину и шину управления. Это обеспечивает модульность — можно заменять и добавлять компоненты. Интерфейс — совокупность правил (протокол) и средств (разъёмы, сигналы) для взаимодействия устройств.

Магистральная архитектура позволяет унифицировать подключение устройств.
Шина данных передаёт данные, адресная шина — адрес ячейки памяти или порта, шина управления — сигналы чтения/записи и управления.
Разрядность шины данных определяет, сколько бит передаётся за один такт.

#57 Организация управления вводом-выводом в многопрограммных ЭВМ. ▼

Методы I/O: программный (polling — процессор ожидает готовность устройства), по прерываниям (устройство сигнализирует о готовности), DMA (Direct Memory Access — контроллер передаёт данные напрямую в память без участия CPU). В многопрограммных ОС используются буферизация, спулинг (очередь заданий, напр. печать) и виртуальные устройства для разделения I/O между процессами.

Программный I/O неэффективен — CPU простаивает.
Прерывания освобождают CPU: устройство само сообщает о готовности.
DMA ещё эффективнее: контроллер DMA передаёт блок данных в память, загружая CPU только в начале и конце операции.
Спулинг создаёт очередь заданий на медленные устройства (принтер).

#58 Шинная организация ЭВМ. Типы шин. ▼

Шина — набор линий для передачи данных между компонентами ЭВМ. Типы шин: системная (FSB/QPI/UPI — связь CPU и чипсета), шина памяти (CPU — ОЗУ), шины расширения (PCI, PCI Express — для подключения устройств), шины периферии (USB, SATA). По назначению линий: шина данных, адресная шина, шина управления. Характеристики: разрядность, частота, пропускная способность.

Шинная организация — основа взаимодействия компонентов ПК.
Разрядность шины данных определяет объём данных за один такт (32/64 бит).
PCI Express использует последовательные линии (lanes): x1, x4, x8, x16 — каждая ~2 ГБ/с (PCIe 4.0).
Пропускная способность = разрядность × частота.

#59 Физическая организация шин. Протоколы шин. ▼

Физически шина — совокупность проводников (дорожек на плате или кабелей). Параллельные шины (PCI, ATA) передают несколько бит одновременно, но ограничены частотой из-за перекрёстных помех. Последовательные шины (PCIe, SATA, USB) передают бит за битом на высокой частоте. Протоколы шин определяют: временны́е диаграммы, арбитраж (кто передаёт), подтверждение приёма, обработку ошибок.

Параллельные шины были вытеснены последовательными из-за проблем синхронизации на высоких частотах.
PCIe — последовательная коммутируемая шина, где каждое устройство имеет выделенные линии.
Протокол определяет формат транзакций, механизм арбитража и подтверждения.

Аппаратное обеспечение ПК 5 ▼

#26 Устройство системного блока. Типы корпусов и блоков питания. ▼

Системный блок содержит: материнскую плату, процессор с кулером, оперативную память, накопители (HDD/SSD), видеокарту, блок питания. Типы корпусов: Full Tower, Mid Tower, Mini Tower, SFF (Small Form Factor), Desktop. Блоки питания характеризуются мощностью (Вт), сертификатом эффективности (80 PLUS), модульностью кабелей, форм-фактором (ATX, SFX).

Системный блок — корпус, содержащий основные компоненты ПК.
Типоразмер корпуса определяет, какие комплектующие поместятся внутрь.
Блок питания преобразует переменный ток 220В в постоянный (12В, 5В, 3.3В).
Сертификат 80 PLUS гарантирует КПД не ниже 80%.

#27 Устройство и параметры материнской платы. Назначение устройств, размещаемых на материнской плате. ▼

Материнская плата — основная печатная плата, связывающая все компоненты. На ней: сокет процессора, слоты ОЗУ (DIMM), чипсет (управляет взаимодействием компонентов), слоты расширения (PCI-E), разъёмы M.2/SATA для накопителей, VRM (питание процессора), BIOS/UEFI. Параметры: форм-фактор (ATX, mATX, ITX), совместимый сокет, чипсет, количество слотов.

Материнская плата — центральный хаб ПК.
Сокет определяет совместимость с процессором (LGA 1200, AM4 и т.д.).
Чипсет управляет шинами и связывает CPU, RAM, PCIe-устройства.
VRM обеспечивает стабильное питание CPU.
Форм-факторы стандартизированы: ATX (305×244 мм), mATX, ITX.

#28 Устройство и параметры связки видеокарта, монитор, сканер и принтер. ▼

Видеокарта: GPU, VRAM, интерфейсы (HDMI, DisplayPort, PCIe). Монитор: разрешение, размер, тип матрицы (IPS, VA, TN), частота обновления, яркость. Сканер: оптическое разрешение (DPI), тип (планшетный, протяжной), глубина цвета. Принтер: тип (лазерный, струйный), разрешение (DPI), скорость (стр./мин), дуплекс.

Видеокарта генерирует изображение и передаёт его на монитор через HDMI/DP.
Ключевые параметры монитора — разрешение и тип матрицы.
Сканер оцифровывает изображения с определённым оптическим разрешением.
Принтер выводит данные на бумагу; лазерные быстрее и дешевле в эксплуатации для больших объёмов.

#13 Видеосистемы: состав и основные принципы работы. Представление видеоинформации в ПК. ▼

Видеосистема ПК: видеокарта (GPU, видеопамять, RAMDAC/цифровые выходы), монитор и драйверы. GPU обрабатывает графические данные, видеопамять (VRAM) хранит кадровый буфер. Изображение представляется как растр — матрица пикселей, каждый кодируется цветовыми компонентами (RGB). Глубина цвета (8, 16, 24, 32 бит) определяет количество цветов.

GPU выполняет параллельные вычисления для обработки графики.
Видеопамять хранит текущий кадр и текстуры.
Для вывода на экран изображение формируется в кадровом буфере как двумерный массив пикселей.
Глубина цвета 24 бит (True Color) даёт 16.7 миллионов цветов.

#14 Физическая природа звука. Принципы восприятия звука человеком. Акустические системы и звуковые карты. Представление аудиоинформации в ПК. ▼

Звук — механические колебания среды (волны). Человек воспринимает частоты ~20 Гц — 20 кГц. Звуковая карта оцифровывает аналоговый сигнал (АЦП) и воспроизводит (ЦАП). Аудио в ПК: импульсно-кодовая модуляция (PCM) — дискретизация по времени и квантование по амплитуде. Параметры: частота дискретизации (44.1 кГц для CD), разрядность (16 бит), число каналов.

Звук — механические волны давления.
АЦП звуковой карты преобразует аналоговый сигнал в цифровой (PCM), ЦАП — обратно.
По теореме Найквиста частота дискретизации должна быть минимум вдвое выше максимальной частоты сигнала.
Качество CD: 44100 Гц, 16 бит, стерео.

Информационные системы 7 ▼

#9 Понятие архитектуры информационной системы и АРМ. ▼

Архитектура ИС — концептуальная модель, описывающая структуру, компоненты, их связи и принципы взаимодействия (клиент-серверная, многоуровневая, сервис-ориентированная). АРМ (автоматизированное рабочее место) — комплекс программно-аппаратных средств на рабочем месте специалиста для автоматизации его задач.

Архитектура ИС определяет, как организованы и взаимодействуют компоненты системы — серверы, клиенты, СУБД, middleware.
АРМ — это рабочее место, оснащённое компьютерной техникой и специализированным ПО, адаптированное под функции конкретного работника (бухгалтера, менеджера и т.д.).

#10 Назначение и характеристика ERP-систем. ▼

ERP (Enterprise Resource Planning) — система планирования ресурсов предприятия, объединяющая управление финансами, производством, логистикой, кадрами и снабжением в единой базе данных. Характеристики: модульность, интеграция бизнес-процессов, единое хранилище данных, масштабируемость. Примеры: SAP, Oracle ERP, 1С:ERP.

ERP-системы интегрируют все ключевые бизнес-процессы предприятия в единую информационную среду.
Модульная структура позволяет внедрять нужные блоки (финансы, производство, HR, склад).
Единая БД устраняет дублирование данных и обеспечивает согласованность информации между подразделениями.

#11 Назначение и характеристика CRM-систем. ▼

CRM (Customer Relationship Management) — система управления взаимоотношениями с клиентами. Функции: ведение базы клиентов и контактов, управление продажами и воронкой, автоматизация маркетинга, аналитика и отчётность, поддержка сервиса. Примеры: Salesforce, Bitrix24, amoCRM.

CRM-системы фокусируются на взаимодействии с клиентами: хранят историю контактов, автоматизируют продажи и маркетинговые кампании, формируют аналитические отчёты.
Это позволяет повысить лояльность клиентов, увеличить конверсию и оптимизировать работу отделов продаж и поддержки.

#17 Состав функциональных и обеспечивающих подсистем ИС. ▼

Функциональные подсистемы реализуют бизнес-задачи: бухгалтерия, кадры, логистика, производство, продажи. Обеспечивающие подсистемы: информационное обеспечение (БД, классификаторы), техническое (оборудование), программное (ОС, СУБД), математическое (алгоритмы), организационное (инструкции, регламенты), правовое.

Функциональные подсистемы соответствуют предметной области и задачам организации.
Обеспечивающие подсистемы создают инфраструктуру для работы функциональных: БД и справочники (информационное), серверы и сети (техническое), ПО (программное), регламенты (организационное).

#18 Описание и способы реализации архитектуры файл-сервер. ▼

В архитектуре файл-сервер сервер хранит файлы (базы данных), а вся обработка (запросы, фильтрация, бизнес-логика) выполняется на клиентских машинах. Реализация: общий сетевой диск, СУБД типа MS Access/dBASE с файлами на сервере. Недостатки: большой сетевой трафик, слабая безопасность, ограничения при одновременном доступе.

В файл-серверной модели клиент запрашивает файлы целиком по сети и обрабатывает их локально.
Это создаёт большую нагрузку на сеть — даже для одной записи может передаваться вся таблица.
Контроль целостности и безопасности ограничен, поскольку клиент имеет прямой доступ к файлам.

#19 Описание и способы реализации архитектуры клиент-сервер. ▼

В клиент-серверной архитектуре сервер выполняет обработку данных (SQL-запросы, бизнес-логику), а клиент отвечает за интерфейс и отправку запросов. Реализация: СУБД (PostgreSQL, Oracle, MS SQL Server) на сервере, клиентское приложение обращается по сети. Преимущества: меньший трафик, централизованная безопасность, целостность данных.

Клиент отправляет серверу запрос (например, SQL), сервер его обрабатывает и возвращает только результат.
Это значительно снижает сетевой трафик по сравнению с файл-серверной моделью.
Сервер обеспечивает централизованный контроль доступа, транзакционную целостность и резервное копирование.

#5 Многоуровневая, клиент-серверная и файл-серверная технологии. Blade-серверы. ▼

Файл-сервер: сервер хранит файлы, обработка на клиенте. Клиент-сервер: сервер выполняет логику/запросы (напр. SQL), клиент — интерфейс. Многоуровневая (N-tier): слои представления, бизнес-логики, данных на разных серверах. Blade-серверы — компактные модульные серверы в общем шасси с разделяемыми питанием и охлаждением.

В файл-серверной модели вся обработка происходит на клиенте — сервер лишь предоставляет доступ к файлам.
В клиент-серверной модели сервер обрабатывает запросы (например, СУБД).
Многоуровневая архитектура разделяет представление, логику и данные.
Blade-серверы экономят место и ресурсы за счёт модульной конструкции.

Основы компьютерных сетей 5 ▼

#12 Основные принципы построения компьютерных сетей. ▼

Принципы: открытость (стандартные протоколы), масштабируемость (расширение без перестройки), модульность (разделение функций по уровням, OSI), надёжность (резервирование, отказоустойчивость), управляемость (мониторинг и администрирование), производительность (пропускная способность, задержки).

При построении сети учитывается баланс множества факторов.
Открытые стандарты (TCP/IP, Ethernet) обеспечивают совместимость оборудования.
Модульность по уровням OSI упрощает разработку.
Масштабируемость позволяет наращивать сеть.
Надёжность и безопасность критичны для корпоративных сетей.

#23 Типы локальных сетей. Модель OSI. ▼

Типы ЛВС по топологии: шина, звезда, кольцо, дерево, mesh. По методу доступа: Ethernet (CSMA/CD), Token Ring, FDDI. Модель OSI — 7-уровневая модель: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представления, прикладной. Каждый уровень решает свою задачу и взаимодействует с соседними.

ЛВС различаются по топологии (физическая/логическая) и методу доступа к среде.
Модель OSI (ISO 7498) определяет 7 уровней взаимодействия: от физической передачи бит до прикладных протоколов.
Каждый уровень предоставляет сервисы вышележащему и использует сервисы нижележащего.

#31 Общие принципы построения сетей. Эволюция развития. ▼

Принципы: стандартизация протоколов, многоуровневость (OSI/TCP-IP), масштабируемость, коммутация (каналов и пакетов). Эволюция: мейнфреймы с терминалами → ЛВС (1980-е, Ethernet) → объединение ЛВС через WAN → глобальный Internet (TCP/IP) → облачные и программно-определяемые сети (SDN).

Сети прошли путь от централизованных систем с мейнфреймами к распределённым ЛВС и далее к глобальному Internet.
Стандартизация (IEEE, IETF) обеспечила совместимость.
Современный этап — SDN и NFV, где управление сетью программируется и отделяется от оборудования.

#32 Структура и топологии локальных сетей. Способы и методы передачи информации. ▼

Топологии: шина (общий кабель), звезда (центральный узел — коммутатор/хаб), кольцо (замкнутый контур), дерево, полносвязная (mesh). Методы доступа: CSMA/CD (Ethernet — контроль столкновений), маркерный (Token Ring — передача маркера). Передача: симплексная, полудуплексная, полнодуплексная.

Топология определяет физическую и логическую структуру соединений.
В звезде выход из строя центрального узла останавливает всю сеть.
В кольце маркер определяет, кто может передавать.
CSMA/CD позволяет нескольким устройствам конкурировать за среду, обнаруживая коллизии.

#29 Сетевые устройства: классификация и основные принципы работы. ▼

Сетевые устройства по уровню OSI: повторитель/хаб (физический, L1 — усиление сигнала), коммутатор (канальный, L2 — коммутация по MAC-адресам), маршрутизатор (сетевой, L3 — маршрутизация по IP). Также: точки доступа (Wi-Fi), межсетевые экраны (фильтрация трафика), балансировщики нагрузки.

Хаб (концентратор) работает на L1 и просто ретранслирует сигнал на все порты.
Коммутатор (L2) анализирует MAC-адреса и пересылает кадры только на нужный порт.
Маршрутизатор (L3) работает с IP-адресами и выбирает маршрут между сетями.
Межсетевые экраны фильтруют трафик по правилам.

Модель OSI 5 ▼

#33 Модель взаимодействия открытых систем OSI и уровни сетевой архитектуры. ▼

OSI — 7 уровней: 1) физический (биты, кабели), 2) канальный (кадры, MAC), 3) сетевой (пакеты, IP), 4) транспортный (сегменты, TCP/UDP), 5) сеансовый (управление сессиями), 6) представления (кодировка, шифрование), 7) прикладной (HTTP, FTP, SMTP). Каждый уровень инкапсулирует данные вышележащего, добавляя свой заголовок.

Модель OSI (ISO/IEC 7498) описывает взаимодействие сетевых компонентов послойно.
При отправке данные инкапсулируются сверху вниз: приложение → транспорт → сеть → канал → физическая среда.
При приёме — декапсулируются в обратном порядке.
Это обеспечивает модульность и независимость уровней.

#34 Технологии физического уровня. Среды передачи информации. ▼

Среды передачи: проводные — витая пара (UTP/STP, категории Cat5e/Cat6/Cat6a, до 10 Гбит/с), оптоволокно (одномодовое — дальние расстояния, многомодовое — ЛВС, десятки/сотни Гбит/с), коаксиальный кабель. Беспроводные: Wi-Fi (IEEE 802.11), Bluetooth, инфракрасный порт. Физический уровень определяет сигналы, кодирование (NRZ, манчестерское), разъёмы (RJ-45, SC, LC).

Физический уровень отвечает за передачу битов через физическую среду.
Витая пара — самый распространённый кабель в ЛВС.
Оптоволокно обеспечивает максимальную скорость и дальность.
Выбор среды зависит от требований к скорости, расстоянию, помехозащищённости и стоимости.

#35 Технологии канального уровня. Коммутация каналов и пакетов. ▼

Канальный уровень (L2) формирует кадры, контролирует доступ к среде (MAC) и обнаруживает ошибки (CRC). Коммутация каналов — выделенный путь на всё время соединения (телефония, ISDN): гарантия полосы, но неэффективное использование ресурсов. Коммутация пакетов — данные разбиваются на пакеты, маршрутизируемые независимо (Internet): эффективное использование канала, но возможны задержки.

Канальный уровень обеспечивает надёжную передачу между соседними узлами.
Коммутация каналов создаёт выделенное соединение (как при телефонном звонке).
Коммутация пакетов более эффективна: канал разделяется между многими потоками, но вносит переменную задержку.

#36 Технологии канального уровня. Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet. ▼

Ethernet (IEEE 802.3): CSMA/CD, 10 Мбит/с. Fast Ethernet (802.3u): 100 Мбит/с, витая пара Cat5/оптика. Gigabit Ethernet (802.3ab/802.3z): 1 Гбит/с, Cat5e+ и оптика. Все используют формат кадра Ethernet (преамбула, MAC-адреса назначения/источника, тип/длина, данные, CRC). Полнодуплексный режим устраняет коллизии.

Семейство Ethernet эволюционировало по скорости: 10 → 100 → 1000 Мбит/с → 10/100 Гбит/с, сохраняя единый формат кадра и обратную совместимость.
CSMA/CD актуален для полудуплекса.
В современных сетях с коммутаторами используется полный дуплекс, где коллизии невозможны.

#37 Технологии канального уровня. Token Ring, FDDI. ▼

Token Ring (IEEE 802.5): логическое кольцо, маркерный доступ, 4/16 Мбит/с. Станция может передавать, только захватив маркер (токен). Нет коллизий, детерминированное время доступа. FDDI (Fiber Distributed Data Interface): двойное оптоволоконное кольцо, 100 Мбит/с, маркерный доступ, отказоустойчивость за счёт второго кольца.

Token Ring обеспечивает справедливый доступ: маркер циркулирует по кольцу, и станция может передавать только с маркером.
FDDI использует аналогичный принцип на более высокой скорости по оптоволокну, с двойным кольцом для надёжности.
Оба вытеснены Ethernet.

Стек TCP/IP и адресация 3 ▼

#39 Технологии сетевого уровня. Протоколы стека TCP/IP. ▼

Стек TCP/IP — 4-уровневая модель: канальный, сетевой (IP, ICMP, ARP), транспортный (TCP — надёжный с подтверждениями и упорядочиванием; UDP — быстрый без гарантий), прикладной (HTTP, FTP, DNS, SMTP). IP обеспечивает адресацию и маршрутизацию. ARP разрешает IP в MAC-адрес. ICMP — диагностика (ping, traceroute).

TCP/IP — практическая модель из 4 уровней, доминирующая в Internet.
TCP обеспечивает надёжную доставку через механизмы подтверждения, повторной передачи и контроля потока.
UDP используется для приложений, где скорость важнее надёжности (видео, VoIP, DNS).
ARP связывает логические IP-адреса с физическими MAC.

#40 Технологии сетевого уровня. IP-адресация и маски. ▼

IPv4 — 32-битный адрес (4 октета, напр. 192.168.1.1). Классы: A (1–126, /8), B (128–191, /16), C (192–223, /24). Маска подсети определяет, какая часть адреса — сеть, какая — узел. CIDR позволяет бесклассовую адресацию. Частные диапазоны: 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16. IPv6 — 128 бит.

IPv4-адрес состоит из 32 бит, разделённых на часть сети и часть узла.
/24 = 255.255.255.0) указывает границу.
CIDR (Classless Inter-Domain Routing) позволяет гибко делить адресное пространство.
Частные адреса (RFC 1918) используются внутри организаций и не маршрутизируются в Internet.

#41 Технологии сетевого уровня. Система доменных имен DNS. ▼

DNS (Domain Name System) — иерархическая распределённая система, преобразующая доменные имена в IP-адреса. Структура: корневые серверы → домены верхнего уровня (TLD: .com, .org, .ru) → домены 2-го уровня (example.com) → поддомены. Типы записей: A (IPv4), AAAA (IPv6), MX (почта), CNAME (псевдоним), NS (серверы имён). Рекурсивный и итеративный запросы.

DNS устроена как дерево: 13 групп корневых серверов → TLD-серверы → авторитативные серверы доменов.
При рекурсивном запросе DNS-сервер провайдера сам выполняет всю цепочку разрешения.
Кэширование на каждом уровне уменьшает нагрузку.
TTL определяет время жизни записи в кэше.

Маршрутизация и глобальные сети 3 ▼

#38 Технологии сетевого уровня. Составные сети. Объединение сетей на сетевом уровне. ▼

Сетевой уровень (L3) обеспечивает маршрутизацию пакетов между сетями. Составная сеть (internetwork) — объединение разнородных ЛВС через маршрутизаторы. IP-протокол обеспечивает единую адресацию. Маршрутизатор анализирует IP-адрес назначения и выбирает маршрут по таблице маршрутизации. Протоколы: RIP, OSPF, BGP.

Сетевой уровень обеспечивает логическую адресацию (IP) и маршрутизацию — выбор пути пакета через промежуточные сети.
Маршрутизатор на каждом шаге определяет следующий узел (hop) по таблице маршрутизации.
Протоколы маршрутизации (OSPF, BGP) автоматически строят и обновляют эти таблицы.

#42 Протоколы маршрутизации и маршрутизаторы. ▼

Маршрутизатор пересылает пакеты между сетями на основе таблицы маршрутизации. Протоколы: внутренние (IGP) — RIP (вектор расстояния, метрика — число хопов, макс. 15), OSPF (состояние каналов, метрика — стоимость, для крупных сетей); внешний (EGP) — BGP (между автономными системами, основа Internet). Статическая маршрутизация — ручная настройка.

RIP прост, но ограничен 15 хопами и медленно сходится.
OSPF строит полную карту топологии и быстро реагирует на изменения — стандарт для средних и крупных сетей.
BGP — протокол межсетевой маршрутизации, обеспечивающий работу глобального Internet между провайдерами.

#43 Глобальные сети. Организация доступа. ▼

Глобальные сети (WAN) соединяют географически удалённые ЛВС. Технологии доступа: xDSL (ADSL — до 24 Мбит/с по телефонной линии), FTTH/FTTB (оптика до дома/здания), спутниковый, мобильный (4G LTE, 5G), кабельное (DOCSIS). Провайдеры обеспечивают подключение через последнюю милю и магистральные каналы.

WAN охватывает большие расстояния и использует инфраструктуру провайдеров.
«Последняя миля» — участок от провайдера до абонента.
FTTH обеспечивает максимальные скорости.
xDSL использует существующую телефонную инфраструктуру.
5G обеспечивает скорости до нескольких Гбит/с по мобильной связи.

Web-технологии и безопасность 5 ▼

#44 Web-технологии. ▼

Основа WWW: HTTP/HTTPS (протокол передачи гипертекста), HTML (разметка страниц), CSS (стили), JavaScript (интерактивность). Серверные технологии: PHP, Python, Node.js, Java. Базы данных (MySQL, PostgreSQL). REST API для обмена данными. Современные тренды: SPA (React, Vue), облачные сервисы, микросервисы, WebSocket для реального времени.

Веб-технологии делятся на клиентские (HTML, CSS, JS — выполняются в браузере) и серверные (PHP, Python, Node.js — генерируют контент на сервере).
HTTP/HTTPS — протокол взаимодействия.
REST API стандартизирует обмен данными между клиентом и сервером.
SPA-фреймворки обеспечивают динамический интерфейс без перезагрузки.

#45 Средства защиты сетей и безопасность передачи данных. ▼

Средства защиты: межсетевые экраны (firewall — фильтрация трафика по правилам), VPN (шифрованный туннель), IDS/IPS (обнаружение/предотвращение вторжений), шифрование (SSL/TLS, IPSec), аутентификация (пароли, сертификаты, 2FA), сегментация сети (VLAN, DMZ). Антивирусы и DLP-системы дополняют защиту.

Безопасность сети строится на нескольких уровнях.
Firewall фильтрует трафик по IP/портам/протоколам.
VPN шифрует данные при передаче через незащищённые каналы.
IDS/IPS мониторят аномалии и атаки.
SSL/TLS защищает веб-соединения.

#6 Компьютерные вирусы: определение, классификация по среде «обитания» и способам заражения. ▼

Вирус — вредоносная программа, способная копировать себя и внедряться в другие объекты. По среде обитания: файловые (заражают исполняемые файлы), загрузочные (MBR/загрузочный сектор), макровирусы (документы с макросами), сетевые (распространяются через сеть). По способу заражения: резидентные (остаются в памяти) и нерезидентные.

Компьютерный вирус отличается способностью к самокопированию.
Файловые вирусы внедряются в .exe/.com файлы, загрузочные — в MBR или загрузочные секторы, макровирусы используют макроязыки офисных приложений.
Резидентные вирусы остаются в оперативной памяти и перехватывают обращения ОС.

#7 Антивирусные программы: классификация и принципы работы. ▼

Типы: сканеры (сигнатурный анализ — сравнение с базой известных вирусов), эвристические анализаторы (обнаружение подозрительного поведения/кода), мониторы/резидентные сторожа (постоянный контроль в реальном времени), ревизоры (отслеживание изменений в файлах). Современные антивирусы комбинируют все методы.

Сигнатурный анализ сравнивает файлы с базой известных вирусных образцов.
Эвристический анализ выявляет ранее неизвестные угрозы по подозрительным паттернам кода.
Мониторы работают в фоновом режиме и контролируют все операции с файлами.
Ревизоры запоминают состояние файлов и обнаруживают несанкционированные изменения.

#25 Системы управления базами данных: классификация, возможности и тенденции развития. ▼

СУБД классифицируются: по модели данных (реляционные — PostgreSQL, MySQL, Oracle; NoSQL — MongoDB, Redis; графовые — Neo4j), по масштабу (настольные, серверные, распределённые). Возможности: хранение, выборка, защита, транзакционность (ACID). Тенденции: облачные БД, NewSQL, распределённые системы, in-memory БД.

Реляционные СУБД доминируют в корпоративном секторе (Oracle, PostgreSQL), NoSQL решают задачи высокой масштабируемости (MongoDB, Cassandra).
ACID-свойства (атомарность, согласованность, изолированность, долговечность) обеспечивают надёжность транзакций.
Тренды: облако, in-memory, гибридные NewSQL системы.

Корпоративные сети и Internet 3 ▼

#21 Корпоративные компьютерные сети: принципы организации. ▼

Корпоративная сеть объединяет ресурсы организации (офисы, филиалы) в единую защищённую инфраструктуру. Принципы: централизованное управление (Active Directory), сегментация (VLAN), безопасность (межсетевые экраны, VPN для удалённого доступа), масштабируемость, отказоустойчивость (резервирование каналов), стандартизация оборудования и ПО.

Корпоративные сети требуют высокого уровня безопасности и управляемости.
Active Directory централизует аутентификацию и политики.
VLAN разделяют сеть на логические сегменты.
VPN обеспечивает защищённый удалённый доступ.
Резервирование каналов и оборудования обеспечивает непрерывность работы.

#24 Характеристика глобальной сети Internet. Протоколы сети Internet. Типы Internet-сервисов. ▼

Internet — глобальная сеть сетей на основе стека TCP/IP. Протоколы: TCP (надёжная доставка), UDP (быстрая без гарантий), IP (маршрутизация), HTTP/HTTPS (веб), FTP (файлы), SMTP/POP3/IMAP (почта), DNS (имена). Сервисы: WWW, электронная почта, FTP, VoIP, облачные вычисления, потоковое вещание.

Internet объединяет миллионы сетей по всему миру на основе единого стека TCP/IP.
TCP обеспечивает надёжную доставку, IP — адресацию и маршрутизацию.
Протоколы прикладного уровня (HTTP, FTP, SMTP) обеспечивают конкретные сервисы.
DNS преобразует доменные имена в IP-адреса.

#46 Компоненты файл-серверной архитектуры. ▼

Компоненты: файл-сервер (хранение файлов БД, общих документов), клиентские рабочие станции (ПО обработки данных, СУБД-движок работает локально), сетевая инфраструктура (ЛВС, коммутаторы), сетевая ОС (управление доступом к файлам). СУБД: MS Access, dBASE, FoxPro. Обработка выполняется на клиенте, сервер только предоставляет файлы.

В файл-серверной архитектуре ключевое отличие — обработка на клиенте.
Файл-сервер обеспечивает совместный доступ к файлам через сетевую ОС.
Клиент загружает нужные файлы целиком, что генерирует большой трафик.
Такие СУБД как MS Access работают именно по этой схеме.

Вычислительные системы 1 ▼

#60 Типовые структуры вычислительных систем (ВС). ▼

Классификация Флинна: SISD (один поток команд, один поток данных — классический однопроцессорный), SIMD (один поток команд, много данных — GPU, векторные процессоры), MISD (много команд, одни данные — редко, отказоустойчивость), MIMD (много команд, много данных — многопроцессорные системы, кластеры). Структуры: SMP (общая память), MPP (распределённая память), кластеры.

Классификация Флинна (1966) — основная таксономия ВС.
SISD — традиционный последовательный компьютер.
SIMD используется в GPU и для мультимедиа (SSE/AVX).
MIMD — самый распространённый тип параллельных систем: многоядерные CPU, кластеры, суперкомпьютеры.
SMP обеспечивает общий доступ к памяти, MPP — масштабируемость.

Практика: спецификации устройств 13 ▼

#61 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 Вт) ▼

Процессор Intel Core i3-10100F: сокет LGA 1200, 4 ядра с базовой частотой 3.6 ГГц, кэш L2 — 1 МБ, L3 — 6 МБ, поддерживает 2 канала DDR4-2666 МГц, TDP 65 Вт. Суффикс «F» означает отсутствие встроенной графики. OEM — без коробки и кулера в комплекте.

Core i3-10100F — процессор 10 поколения Intel (Comet Lake).
LGA 1200 — контактный сокет.
4 ядра с Hyper-Threading дают 8 потоков.
«F» = без iGPU, нужна дискретная видеокарта.
TDP 65 Вт определяет требования к охлаждению.

#62 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] ▼

Процессор Intel Core i3-13100F: сокет LGA 1700 (Raptor Lake, 13 поколение), 4 ядра, базовая частота 3.4 ГГц, кэш L2 — 5 МБ, L3 — 12 МБ. Поддерживает DDR4 и DDR5 (до 4800 МГц), TDP 89 Вт. «F» — без встроенной графики. BOX — в коробке с кулером в комплекте.

i3-13100F — 13 поколение (Raptor Lake).
Значительно увеличен L2 кэш (5 МБ vs 1 МБ у 10100F) и L3 (12 МБ).
Поддержка DDR4 и DDR5 обеспечивает гибкость выбора платформы.
BOX-комплектация включает штатный кулер Intel.

#63 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] ▼

Процессор Intel Core i5-10400F: сокет LGA 1200, 6 ядер с базовой частотой 2.9 ГГц, кэш L2 — 1.5 МБ, L3 — 12 МБ, двухканальная DDR4-2666 МГц, TDP 65 Вт. «F» — без встроенной графики. OEM — без коробки и кулера. 6 ядер / 12 потоков с Hyper-Threading, Turbo до 4.3 ГГц.

Core i5-10400F — средний сегмент 10 поколения.
6 ядер/12 потоков — хороший баланс для игр и многозадачности.
Базовая частота 2.9 ГГц повышается до ~4.3 ГГц в Turbo Boost.
OEM-версия обычно дешевле, но требует отдельной покупки кулера.

#64 Опишите технические параметры следующего устройства: Biostar LGA 1200, Intel H510, 2xDDR4-3200 МГц, 1xPCI-Ex16, 1xM.2, Micro-ATX ▼

Материнская плата Biostar: сокет LGA 1200 (Intel 10/11 поколения), чипсет Intel H510 (бюджетный), 2 слота DDR4 до 3200 МГц, 1 слот PCI-Express x16 (для видеокарты), 1 слот M.2 (для NVMe SSD), форм-фактор Micro-ATX (244×244 мм, компактная).

H510 — бюджетный чипсет Intel 500-серии.
Поддерживает процессоры LGA 1200 (Comet Lake / Rocket Lake).
2 слота DDR4 ограничивают максимум ОЗУ (обычно до 64 ГБ).
M.2 позволяет подключить быстрый NVMe SSD.
Micro-ATX — компактнее стандартного ATX.

#65 Опишите технические параметры следующего устройства: MSI PRO H410M-B [LGA 1200, Intel H410, 2xDDR4-2933 МГц, 1xPCI-Ex16, 1xM.2, Micro-ATX] ▼

Материнская плата MSI PRO H410M-B: сокет LGA 1200, чипсет Intel H410 (бюджетный, предыдущее поколение относительно H510), 2 слота DDR4 до 2933 МГц, 1 слот PCI-Express x16, 1 слот M.2, форм-фактор Micro-ATX. H410 — базовый чипсет 400-серии, без разгона, без USB 3.2 Gen 2.

H410 — самый бюджетный чипсет Intel 400-серии, предназначен для офисных и базовых ПК.
Ограничение DDR4-2933 ниже, чем у H510 (3200).
Отсутствие разгона — типично для H-чипсетов.
M.2 слот позволяет установить NVMe SSD несмотря на бюджетность платы.

#66 Опишите технические параметры следующего устройства: ASRock Z590 Pro4 [LGA 1200, Intel Z590, 4xDDR4-3200 МГц, 2xPCI-Ex16, 3xM.2, Standard-ATX] ▼

Материнская плата ASRock Z590 Pro4: сокет LGA 1200, чипсет Intel Z590 (топовый, поддержка разгона CPU и памяти), 4 слота DDR4 до 3200+ МГц (с разгоном выше), 2 слота PCI-Express x16, 3 слота M.2 (для NVMe SSD), форм-фактор Standard-ATX. Z590 поддерживает USB 3.2 Gen 2x2, Thunderbolt 4.

Z590 — топовый чипсет для LGA 1200, позволяет разгонять процессоры с суффиксом «K».
4 слота DDR4 поддерживают двухканальный режим и до 128 ГБ ОЗУ.
3 слота M.2 — отличная расширяемость для NVMe-накопителей.
ATX — полноразмерный форм-фактор (305×244 мм).

#67 Опишите технические параметры следующего устройства: GIGABYTE Z590 D [LGA 1200, Intel Z590, 4xDDR4-3200 МГц, 3xPCI-Ex16, 2xM.2, Standard-ATX] ▼

Материнская плата GIGABYTE Z590 D: сокет LGA 1200, чипсет Intel Z590 (топовый, разгон), 4 слота DDR4 до 3200+ МГц, 3 слота PCI-Express x16 (один из них работает от CPU, остальные от чипсета с пониженной пропускной способностью), 2 слота M.2, форм-фактор Standard-ATX.

GIGABYTE Z590 D — более доступная версия Z590-платы.
Хотя имеет 3 физических слота x16, реально на полной скорости (x16) работает только первый от CPU.
Остальные подключены через чипсет и работают на меньшей пропускной способности.
2 слота M.2 — для NVMe SSD.

#68 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] ▼

SSD-накопитель Apacer AS340 PANTHER: ёмкость 480 ГБ, форм-фактор 2.5 дюйма, интерфейс SATA III (6 Гбит/с). Скорость последовательного чтения до 550 МБ/с, записи до 520 МБ/с. Тип памяти: 3D NAND TLC (Triple Level Cell — 3 бита на ячейку). Подходит для апгрейда ПК/ноутбука с SATA-интерфейсом.

Это SATA SSD — твердотельный накопитель без движущихся частей.
Скорости 550/520 МБ/с близки к пределу SATA III (600 МБ/с теоретически).
TLC (3 бит/ячейка) — баланс между стоимостью и ресурсом.
3D NAND — многослойная компоновка ячеек, увеличивающая плотность.

#69 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)] ▼

SSD Samsung 870 EVO: ёмкость 500 ГБ, 2.5", SATA III. Чтение до 560 МБ/с, запись до 530 МБ/с — практически максимум для SATA. Память: 3D V-NAND TLC (Samsung маркирует как MLC, но это 3-бит ячейки, то есть фактически TLC). Один из лучших SATA SSD по надёжности и производительности.

Samsung 870 EVO — эталонный SATA SSD.
Скорости 560/530 достигают теоретического предела SATA III.
Samsung использует собственный контроллер и V-NAND.
Маркировка «MLC (TLC)» означает, что Samsung считает свою 3-бит TLC достаточно надёжной, чтобы называть её MLC-класса.

#70 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] ▼

SSD ADATA SU750: ёмкость 512 ГБ, 2.5", SATA III. Чтение до 550 МБ/с, запись до 520 МБ/с. Память: 3D NAND TLC (3 бита на ячейку). Бюджетный SSD для замены HDD в ПК или ноутбуке. Характеристики аналогичны другим SATA SSD — скорость ограничена интерфейсом.

ADATA SU750 — бюджетный SATA SSD с типичными для класса характеристиками.
3D NAND TLC обеспечивает приемлемый ресурс записи.
Скорости 550/520 — стандарт для SATA SSD, ограниченный пропускной способностью интерфейса SATA III (~600 МБ/с).

#71 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] ▼

Флагманский процессор Intel Core i9-12900K: сокет LGA 1700 (Alder Lake, 12 поколение). Гибридная архитектура: 8 производительных ядер (P-cores, 3.2 ГГц база, Turbo до 5.2 ГГц) + 8 эффективных ядер (E-cores, 2.4 ГГц). L2 — 14 МБ, L3 — 30 МБ. Поддержка DDR4 и DDR5. Встроенная графика UHD 770. TDP 241 Вт — требует мощное охлаждение. «K» — разблокированный множитель (разгон).

Alder Lake — первая гибридная архитектура Intel для десктопов.
P-ядра (Golden Cove) оптимизированы для однопоточных задач, E-ядра (Gracemont) — для фоновых/многопоточных.
Итого 24 потока (16P + 8E).
TDP 241 Вт (PBP 125 Вт) требует мощной СЖО или башенного кулера.

#72 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] ▼

Видеокарта Palit GeForce RTX 3060 StormX: интерфейс PCI-Express 4.0, 12 ГБ видеопамяти GDDR6, шина памяти 192 бита, базовая частота GPU 1320 МГц. Выходы: 3x DisplayPort + 1x HDMI. LHR (Lite Hash Rate) — ограничение майнинга. RTX 3060 поддерживает трассировку лучей и DLSS. StormX — однокулерная версия.

RTX 3060 — видеокарта NVIDIA среднего сегмента (архитектура Ampere).
12 ГБ GDDR6 — щедрый объём для своего класса.
Шина 192 бита определяет пропускную способность памяти.
LHR ограничивает производительность в алгоритмах криптомайнинга.
Поддержка RT-ядер для трассировки лучей.

#73 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] ▼

Видеокарта ASUS GeForce RTX 3060 Phoenix: PCI-Express 4.0, 12 ГБ GDDR6, шина 192 бит, GPU 1320 МГц. Выходы: 3x DisplayPort + 1x HDMI. LHR — ограничение майнинга. Phoenix — компактная однокулерная версия от ASUS. Параметры GPU идентичны Palit StormX — отличия в системе охлаждения, VRM и гарантии.

ASUS Phoenix — компактная серия видеокарт для ITX-сборок.
Ключевые характеристики (GPU, память) идентичны у всех RTX 3060.
Различия между производителями: качество VRM, охлаждение, шум, заводской разгон и гарантийные условия.

Практика: совместимость компонентов 2 ▼

#77 Выберите совместимый модуль памяти для материнской платы ASRock H470M-HVS [LGA 1200, Intel H470, 2xDDR4-2933 МГц, 1xPCI-Ex16, Micro-ATX]. Варианты: А) Kingston DDR5 8 ГБ 4800 МГц; Б) Kingston DDR3 2 ГБ 1600 МГц; В) Kingston FURY DDR4 4 ГБ 2666 МГц; Г) RIMM 512 МБ PC3200. ▼

Правильный вариант — В) Kingston FURY DDR4 4 ГБ 2666 МГц. Плата поддерживает DDR4 до 2933 МГц, модуль DDR4-2666 полностью совместим (будет работать на 2666 МГц). DDR5 (А), DDR3 (Б) и RIMM (Г) физически несовместимы — разные разъёмы.

Материнская плата с DDR4 поддерживает ТОЛЬКО модули DDR4.
DDR3 и DDR5 имеют иной конструктив и ключ разъёма.
RIMM — это тип памяти Rambus, устаревший и несовместимый.
Модуль DDR4-2666 будет работать на своей частоте, что в пределах поддержки платы (до 2933).

#78 Выберите совместимый процессор для материнской платы GIGABYTE H510M K [LGA 1200, Intel H510, 2xDDR4-3200 МГц, 1xPCI-Ex16, 1xM.2, Micro-ATX]. Варианты: А) AMD A4-3400 Socket FM1; Б) Intel Celeron G530 Socket 1155; В) Intel Core i3-540 Socket 1156; Г) Intel Core i5-10400F LGA 1200. ▼

Правильный вариант — Г) Intel Core i5-10400F LGA 1200. Плата имеет сокет LGA 1200, совместимый только с процессорами LGA 1200. Варианты А (FM1), Б (1155) и В (1156) — другие сокеты, физически несовместимы.

Совместимость процессора определяется сокетом.
LGA 1200 поддерживает только процессоры Intel 10/11 поколения (Comet Lake / Rocket Lake).
AMD использует свои сокеты (AM4, FM1).
Intel 1155 и 1156 — старые платформы с другим расположением контактов.
i5-10400F — единственный LGA 1200 в списке.

Практика: топологии и архитектуры 6 ▼

#74 Какую топологию имеет интерфейс USB? Опишите основные характеристики USB (оригинальный рисунок недоступен — ответьте на основе знаний о USB). ▼

USB имеет топологию «звезда» с ярусным подключением (tiered star). Корневой хаб (root hub) в хост-контроллере → промежуточные хабы → устройства. До 127 устройств, до 7 уровней вложенности. Версии: USB 2.0 (480 Мбит/с), USB 3.0 (5 Гбит/с), USB 3.2 (20 Гбит/с), USB4 (40 Гбит/с). Протокол: полудуплекс (USB 2.0), полный дуплекс (USB 3.x).

USB использует иерархическую звезду (tiered star): корневой хаб → промежуточные хабы → конечные устройства.
Хост (ПК) управляет всей коммуникацией.
7-битная адресация позволяет до 127 устройств.
USB 3.x добавил отдельные линии для полного дуплекса.

#79 Какая классификация вычислительных систем по Флинну описывает архитектуру с одним потоком команд и множеством потоков данных? (Оригинальный рисунок недоступен — вопрос переформулирован.) ▼

SIMD (Single Instruction, Multiple Data) — один поток команд управляет обработкой множества элементов данных одновременно. Примеры: GPU, векторные процессоры, SIMD-расширения CPU (SSE, AVX). Одна инструкция применяется к массиву данных параллельно.

SIMD — архитектура, где одна команда одновременно выполняется над многими элементами данных.
Это эффективно для обработки массивов, мультимедиа, научных вычислений.
GPU — типичный пример SIMD/SIMT.
SSE/AVX в x86 позволяют за одну инструкцию обработать 4–16 чисел.

#80 Какая классификация вычислительных систем по Флинну описывает архитектуру с множеством потоков команд и множеством потоков данных? (Оригинальный рисунок недоступен — вопрос переформулирован.) ▼

MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data) — несколько процессоров одновременно выполняют разные программы над разными данными. Примеры: многопроцессорные серверы (SMP), кластеры, суперкомпьютеры. Каждый процессор работает независимо.

MIMD — наиболее гибкая архитектура.
Каждый процессор имеет свой поток команд и данных, что позволяет решать независимые задачи или совместно работать над одной.
SMP использует общую память, MPP/кластеры — распределённую.
Большинство современных суперкомпьютеров — MIMD.

#84 Определите тип сетевой топологии, в которой все узлы подключены к центральному устройству (коммутатору/хабу), и охарактеризуйте элементы. (Оригинальный рисунок недоступен.) ▼

Топология «звезда» (Star): центральный узел — коммутатор (switch) или хаб (hub), к которому подключены все рабочие станции. Преимущества: выход из строя одного узла не влияет на остальные, простота администрирования. Недостаток: отказ центрального устройства останавливает всю сеть. Кабели: витая пара (Cat5e/Cat6), разъёмы RJ-45.

Звезда — самая распространённая топология в современных ЛВС.
Центральный коммутатор пересылает кадры по MAC-адресам.
Каждый узел имеет выделенный канал до коммутатора.
Замена хаба на коммутатор устранила коллизии и повысила безопасность (кадры идут только адресату).

#85 Определите тип сетевой топологии, в которой все узлы подключены к одному общему кабелю, и охарактеризуйте элементы. (Оригинальный рисунок недоступен.) ▼

Топология «шина» (Bus): все устройства подключены к одному коаксиальному кабелю через T-коннекторы. Терминаторы (50 Ом) на обоих концах поглощают сигнал. Метод доступа: CSMA/CD. Преимущества: простота, экономичность. Недостатки: обрыв кабеля — отказ всей сети, низкая безопасность, ограниченная длина.

Шина — первая топология Ethernet (10BASE2, 10BASE5).
Сигнал распространяется в обоих направлениях; терминаторы предотвращают отражение.
CSMA/CD разрешает коллизии — узлы ожидают свободность среды.
Устарела из-за уязвимости к обрывам и ограничений масштабирования.

#86 Определите тип сетевой топологии, в которой узлы соединены последовательно, образуя замкнутый контур, и охарактеризуйте элементы. (Оригинальный рисунок недоступен.) ▼

Топология «кольцо» (Ring): каждый узел соединён с двумя соседними, образуя замкнутый контур. Данные передаются последовательно от узла к узлу. Метод доступа: маркерный (Token Ring). Каждый узел — активный повторитель сигнала. Преимущества: детерминированный доступ, нет коллизий. Недостатки: отказ одного узла может нарушить всю сеть (решается двойным кольцом).

В кольце данные проходят через каждый узел — он читает адрес назначения и либо принимает данные, либо передаёт дальше.
Маркер (token) даёт право на передачу — коллизии невозможны.
FDDI использует двойное кольцо для отказоустойчивости.
Кольцо вытеснено Ethernet со звёздной топологией.

Практика: расчёты 3 ▼

#76 Рассчитайте объем графического файла: разрешение 800×600 пикселей, 65536 цветов. ▼

65536 цветов = 2^16 → 16 бит на пиксель. Объём = 800 × 600 × 16 бит = 7 680 000 бит = 960 000 байт ≈ 937.5 КБ ≈ 0.92 МБ (без сжатия).

Формула: V = W × H × BPP, где BPP (bits per pixel) = log₂(количество цветов).
65536 = 2¹⁶, значит 16 бит на пиксель.
800 × 600 = 480 000 пикселей.
480 000 × 16 = 7 680 000 бит = 960 000 байт = 937.5 КБ.

#82 Каким образом преобразуются входные данные длиной 400 бит при вычислении хэш-функции по ГОСТ 34.11-2018 (Стрибог)? ▼

ГОСТ 34.11-2018 (Стрибог): входные данные дополняются до кратности 512 бит (padding — добавляется 1, затем нули, затем длина сообщения). 400 бит дополняются до 512 бит. Затем выполняются итерационные раунды сжатия (функция g) с использованием подстановок и перестановок. Результат — хэш фиксированной длины: 256 или 512 бит.

Стрибог обрабатывает данные блоками по 512 бит.
400 бит < 512, поэтому блок дополняется (padding).
Функция сжатия использует 12 раундов с S-блоками (подстановки), линейными преобразованиями и XOR с ключами раундов.
Финальная обработка учитывает общую длину и контрольную сумму всех блоков.

#83 Рассчитайте объем звукового файла: частота дискретизации — 8 КГц, разрядность — 8 бит, время записи — 10 секунд. ▼

Объём = частота × разрядность × время × каналы. Для моно: 8000 Гц × 8 бит × 10 с × 1 = 640 000 бит = 80 000 байт ≈ 78.125 КБ. Это качество телефонной связи (8 кГц, 8 бит, моно).

Формула: V = f × b × t × c, где f — частота дискретизации (отсчётов/с), b — разрядность (бит/отсчёт), t — время (с), c — число каналов.
8000 × 8 × 10 = 640 000 бит = 80 000 байт.
Без указания стерео предполагается моно (1 канал).

Практика: проектирование систем 6 ▼

#75 Укажите основные технические параметры для домашнего компьютера (типа «сервер» — сетевое хранилище/медиасервер для дома). ▼

Домашний сервер/NAS: процессор — Intel Core i3 / Celeron / AMD Ryzen 3 (энергоэффективный), ОЗУ — 8–16 ГБ DDR4 (с поддержкой ECC желательно), накопители — 2–4 HDD по 4–8 ТБ (RAID 1/5 для надёжности), видеокарта — встроенная (не нужна дискретная), монитор — опционален (управление по сети). ОС: TrueNAS, Unraid или Linux.

Домашний сервер/NAS ориентирован на хранение данных и потоковое вещание.
Главное — объём и надёжность хранения (RAID), а не вычислительная мощность.
Энергоэффективный процессор снижает расходы на электричество при круглосуточной работе.
ECC-память защищает от ошибок при длительной работе.

#81 Приведите данное отношение к 3-й нормальной форме (3НФ). Таблица: № заказа, Наименование товара, Тип товара, Количество, Цена за единицу, Склад, Адрес склада, Поставщик, Адрес поставщика. ▼

Для 3НФ нужно устранить транзитивные зависимости. Результат: 1) Заказы (№_заказа, ID_товара, Количество); 2) Товары (ID_товара, Наименование, ID_типа, Цена); 3) Типы_товаров (ID_типа, Тип_товара); 4) Склады (ID_склада, Склад, Адрес_склада); 5) Поставщики (ID_поставщика, Поставщик, Адрес_поставщика). Связи через внешние ключи.

3НФ требует: 1НФ (атомарные значения), 2НФ (нет частичных зависимостей от составного ключа) и отсутствие транзитивных зависимостей (неключевой атрибут не зависит от другого неключевого).
Адрес_склада зависит от Склада, а не от ключа → выносим в отдельную таблицу.
Аналогично для Поставщика и Типа.

#87 Укажите основные технические параметры для офисного компьютера. ▼

Офисный ПК: процессор — Intel Core i3/i5 или AMD Ryzen 3/5 (не требуется высокая производительность), ОЗУ — 8–16 ГБ DDR4, накопитель — SSD 256–512 ГБ, видеокарта — встроенная (интегрированная в процессор), монитор — 24" IPS Full HD. Тихий и энергоэффективный. ОС: Windows 10/11 Pro.

Офисные задачи (документы, почта, браузер, 1С) не требуют мощного GPU и многоядерного процессора.
SSD критичен для отзывчивости.
8–16 ГБ ОЗУ достаточно для большинства офисных задач.
Встроенная графика экономит бюджет и электроэнергию.
IPS-монитор обеспечивает комфортные углы обзора.

#88 Укажите основные технические параметры для игрового компьютера. ▼

Игровой ПК: процессор — Intel Core i5/i7 или AMD Ryzen 5/7 (высокая однопоточная производительность), ОЗУ — 16–32 ГБ DDR4/DDR5, накопитель — NVMe SSD 1 ТБ+, видеокарта — дискретная мощная (RTX 4060/4070/4080 или Radeon RX 7800 XT), монитор — 27" IPS/VA, 1440p, 144–165 Гц. Мощный БП (650–850 Вт), качественное охлаждение.

В играх критичны: GPU (основная нагрузка — рендеринг), CPU (физика, AI, однопоточная нагрузка), скорость накопителя (загрузка уровней).
16 ГБ ОЗУ — минимум для современных AAA-игр.
Высокая частота обновления монитора (144+ Гц) даёт плавную картинку.
Мощный БП необходим для питания GPU.

#89 Укажите основные технические параметры для сервера. ▼

Сервер: процессор — Intel Xeon / AMD EPYC (многоядерный, поддержка ECC), ОЗУ — 32–256+ ГБ ECC DDR4/DDR5 (коррекция ошибок), накопители — SSD/HDD в RAID-массиве (RAID 1/5/6/10 для отказоустойчивости), видеокарта — базовая серверная (управление), сеть — 1–10 Гбит/с, два БП с горячей заменой, круглосуточная работа.

Серверное оборудование ориентировано на надёжность и круглосуточную работу.
ECC-память исправляет одиночные битовые ошибки.
RAID обеспечивает сохранность данных при выходе диска из строя.
Двойные БП с горячей заменой — непрерывность работы.
Xeon/EPYC поддерживают больше ядер, памяти и линий PCIe.

#90 В схеме передачи данных по каналу связи: источник → кодер → канал связи → декодер → получатель. Назовите и охарактеризуйте компоненты этой схемы. (Оригинальный рисунок недоступен — описание восстановлено по модели Шеннона.) ▼

Модель Шеннона: 1) Источник — генерирует сообщение; 2) Кодер (передатчик) — преобразует сообщение в сигнал (кодирование, модуляция, помехоустойчивое кодирование); 3) Канал связи — среда передачи сигнала (подвержена шумам); 4) Декодер (приёмник) — обратное преобразование сигнала в сообщение (демодуляция, декодирование, исправление ошибок); 5) Получатель — адресат сообщения. Шум воздействует на канал.

Модель Шеннона (1948) описывает общую схему передачи информации.
Кодер выполняет: кодирование источника (сжатие), помехоустойчивое кодирование (избыточность для исправления ошибок), модуляцию (преобразование в сигнал).
Декодер выполняет обратные операции.
Шум — неизбежный фактор, ограничивающий пропускную способность канала (теорема Шеннона).

🔒