 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
Основные характеристики
|
|
Тактовая частота. Самый важный показатель, определяющий скорость работы процессора. Тактовая частота, измеряемая в мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц), обозначает лишь то количество циклов, которые совершает работающий процессор за единицу времени (секунду).
Разрядность процессора. Если тактовую частоту процессора можно уподобить скорости течения воды в реке, то разрядность процессора — ширину ее русла. Понятно, что процессор со вдвое большей разрядностью может «заглотнуть» вдвое больше данных в единицу времени — в том случае, конечно, если это позволяет сделать специально оптимизированное программное обеспечение.
Размер кэш-памяти. Вэту встроенную память процессор помещает все часто используемые данные, чтобы не обращаться каждый раз — к более медленной оперативной памяти и жесткому диску.
Кэш-память в процессоре имеется двух видов. Самая быстрая — кэш-память первого уровня (32 кб у процессоров Intel и до 128 кб — в последних моделях AMD).
Существует еще чуть менее быстрая, но зато более объемная кэш-память второго уровня — и именно ее объемом отличаются различные модификации процессоров. Так, в семействе Intel самый «богатый» кэш-памятью — мощный Хеоn (2 Мб). У новых моделей Pentium 4 и у Athlon размер кэша второго уровня составляет 512 кб. В новейших моделях планируется увеличить его объем до 1 Мб
Тип ядра и технология производства. Технология определяется толщиной минимальных элементов процессора, — чем более «тонкой» становится технология, тем больше транзисторов может уместиться на кристалле. Кроме этого, переход на новую технологию помогает снизить энергопотребление и тепловыделение процессора, что очень важно для его стабильной работы.
Переход на новую технологию, как правило, влечет за собой и смену процессорного «ядра»
Частота системной шины. Шиной называется та аппаратная магистраль, по которой перемещаются от устройства к устройству данные. Чем выше частота шины, тем больше данных поступает за единицу времени к процессору.
Частота системной шины прямо связана и с частотой самого процессора через так называемый «коэффициент умножения». Процессорная частота — это и есть частота системной шины, умноженная процессором на некую заложенную в нем величину.
35 Конструктивное исполнение модулей памяти.
Память типа DRAM конструктивно выполняют и в виде отдельных микросхем в корпусах типа DIP, SOIC, BGA и в виде модулей памяти типа SIPP, SIMM, DIMM, RIMM.
Первоначально микросхемы памяти выпускались в корпусах типа DIP (к примеру, серия К565РУхх), далее они стали производиться в более технологичных для применения в модулях корпусах.
На многих модулях SIMM и подавляющем числе DIMM устанавливалась SPD (Serial Presence Detect) — небольшая микросхема памяти EEPROM, хранящяя параметры модуля (ёмкость, тип, рабочее напряжение, число банков, время доступа и т. п.), которые программно были доступны как оборудованию, в котором модуль был установлен (применялось для автонастройки параметров), так и пользователям и производителям.
Модули SIPP [ править | править исходный текст ]
Модули типа SIPP (Single In-line Pin Package) представляют собой прямоугольные платы с контактами в виде ряда маленьких штырьков. Этот тип конструктивного исполнения уже практически не используется, так как он далее был вытеснен модулями типа SIMM.
Модули SIMM [ править | править исходный текст ]
Модули типа SIMM (Single In-line Memory Module) представляют собой длинные прямоугольные платы с рядом контактных площадок вдоль одной из её сторон. Модули фиксируются в разъёме (сокете) подключения с помощью защёлок, путём установки платы под некоторым углом и нажатия на неё до приведения в вертикальное положение. Выпускались модули на 4, 8, 16, 32, 64, 128 Мбайт.
Наиболее распространены 30- и 72-контактные модули SIMM.
Модули DIMM [ править | править исходный текст ]
Модули типа DIMM (Dual In-line Memory Module) представляют собой длинные прямоугольные платы с рядами контактных площадок вдоль обеих её сторон, устанавливаемые в разъём подключения вертикально и фиксируемые по обоим торцам защёлками. Микросхемы памяти на них могут быть размещены как с одной, так и с обеих сторон платы.
Модули памяти типа SDRAM наиболее распространены в виде 168-контактных DIMM-модулей, памяти типа DDR SDRAM — в виде 184-контактных, а модули типа DDR2, DDR3 и FB-DIMM SDRAM — 240-контактных модулей.
Модули SO-DIMM [ править | править исходный текст ]
Для портативных и компактных устройств (материнских плат форм-фактора Mini-ITX, ноутбуков, таблетов и т. п.), а также принтеров, сетевой и телекоммуникационной техники и пр. широко применяются конструктивно уменьшенные модули DRAM (как SDRAM, так и DDR SDRAM) — SO-DIMM (Small outline DIMM) — аналоги модулей DIMM в компактном исполнении для экономии места.
Модули SO-DIMM существуют в 72-, 100-, 144-, 200- и 204-контактном исполнении.
Модули RIMM [ править | править исходный текст ]
Модули типа RIMM (Rambus In-line Memory Module) менее распространены, в них выпускается память типа RDRAM. Они представлены 168- и 184-контактными разновидностями, причём на материнской плате такие модули обязательно должны устанавливаться только в парах, в противном случае в пустые разъёмы устанавливаются специальные модули-заглушки (это связано с особенностями конструкции таких модулей). Также существуют 242-контактные PC1066 RDRAM модули RIMM 4200, не совместимые [3] с 184-контактными разъёмами, и уменьшенная версия RIMM — SO-RIMM, которые применяются в портативных устройствах.
36 Концепция виртуальной памяти
Общепринятая в настоящее время концепция виртуальной памяти появилась достаточно давно. Она позволила решить целый ряд актуальных вопросов организации вычислений. Прежде всего к числу таких вопросов относится обеспечение надежного функционирования мультипрограммных систем.
В любой момент времени компьютер выполняет множество процессов или задач, каждая из которых располагает своим адресным пространством. Было бы слишком накладно отдавать всю физическую память какой-то одной задаче тем более, что многие задачи реально используют только небольшую часть своего адресного пространства. Поэтому необходим механизм разделения небольшой физической памяти между различными задачами. Виртуальная память является одним из способов реализации такой возможности. Она делит физическую память на блоки и распределяет их между различными задачами. При этом она предусматривает также некоторую схему защиты, которая ограничивает задачу теми блоками, которые ей принадлежат. Большинство типов виртуальной памяти сокращают также время начального запуска программы на процессоре, поскольку не весь программный код и данные требуются ей в физической памяти, чтобы начать выполнение.
Другой вопрос, тесно связанный с реализацией концепции виртуальной памяти, касается организации вычислений на компьютере задач очень большого объема. Если программа становилась слишком большой для физической памяти, часть ее необходимо было хранить во внешней памяти (на диске) и задача приспособить ее для решения на компьютере ложилась на программиста. Программисты делили программы на части и затем определяли те из них, которые можно было бы выполнять независимо, организуя оверлейные структуры, которые загружались в основную память и выгружались из нее под управлением программы пользователя. Программист должен был следить за тем, чтобы программа не обращалась вне отведенного ей пространства физической памяти. Виртуальная память освободила программистов от этого бремени. Она автоматически управляет двумя уровнями иерархии памяти: основной памятью и внешней (дисковой) памятью.
Кроме того, виртуальная память упрощает также загрузку программ, обеспечивая механизм автоматического перемещения программ, позволяющий выполнять одну и ту же программу в произвольном месте физической памяти.
Системы виртуальной памяти можно разделить на два класса: системы с фиксированным размером блоков, называемых страницами, и системы с переменным размером блоков, называемых сегментами. Ниже рассмотрены оба типа организации виртуальной памяти.
49Типовые структуры многопроцессорных систем.
задержки при передаче данных по линиям связи могут оказаться существенными (по сравнению с быстродействием процессоров) и, как результат, коммуникационная трудоемкость алгоритма оказывает существенное влияние на выбор параллельных способов решения задач
Структура линий коммутации между процессорами вычислительной системы (топология сети передачи данных) определяется, как правило, с учетом возможностей эффективной технической реализации; немаловажную роль при выборе структуры сети играет и анализ интенсивности информационных потоков при параллельном решении наиболее распространенных вычислительных задач. К числу типовых топологий обычно относят следующие схемы коммуникации процессоров (см. рис. 1.1):
· полный граф (completely-connected graph or clique)- система, в которой между любой парой процессоров существует прямая линия связи; как результат, данная топология обеспечивает минимальные затраты при передаче данных, однако является сложно реализуемой при большом количестве процессоров;
· линейка (linear array or farm) - система, в которой каждый процессор имеет линии связи только с двумя соседними (с предыдущим и последующим) процессорами; такая схема является, с одной стороны, просто реализуемой, а с другой стороны, соответствует структуре передачи данных при решении многих вычислительных задач (например, при организации конвейерных вычислений);
· кольцо (ring) - данная топология получается из линейки процессоров соединением первого и последнего процессоров линейки;
· звезда (star) - система, в которой все процессоры имеют линии связи с некоторым управляющим процессором; данная топология является эффективной, например, при организации централизованных схем параллельных вычислений;
· решетка (mesh) - система, в которой граф линий связи образует прямоугольную сетку (обычно двух- или трех- мерную); подобная топология может быть достаточно просто реализована и, кроме того, может быть эффективно используема при параллельном выполнении многих численных алгоритмов (например, при реализации методов анализа математических моделей, описываемых дифференциальными уравнениями в частных производных);
· гиперкуб (hypercube) - данная топология представляет частный случай структуры решетки, когда по каждой размерности сетки имеется только два процессора (т.е. гиперкуб содержит 2 N процессоров при размерности N); данный вариант организации сети передачи данных достаточно широко распространен в практике и характеризуется следующим рядом отличительных признаков:
50 Многомашинные вычислительные системы.
Мы уже затрагивали вопрос многопроцессорности и организации параллельных вычислений. Здесь нужно отметить, что совместная работа нескольких вычислителей (процессоров или компьютеров) – это будущее развития средств вычислительной техники. Неограниченный рост тактовых частот микропроцессоров невозможен! Это обусловлено конечной скоростью движения электронов, которая напомню, составляет 300 000 км/с (скорость света). Более того, увеличение числа активных элементов (например, транзисторов) на микросхеме приводит к возрастанию потребляемой и выделяемой мощностей.
Поэтому все чаще вычисления организуют с применением нескольких вычислительных машин - многомашинные1 вычислительные системы (МВС) [15]. Локальная вычислительная сеть, с помощью которой связаны в единую информационную среду ЭВМ в компьютерной аудитории университета, может служить примером организации многомашинной вычислительной системы. Отличия только в том, что нет коммуникационного центра (выделенный компьютер плюс специальное ПО), управляющего организацией работы над одной задачей.
Рис. 4.1. Схема многомашинной вычислительной системы
Обобщенная схема МВС представлена на рис. 4.1. МВС – это единая информационно-коммуникационная среда, связанная высокоскоростной коммуникационной сетью (ВКС). В узлах сети расположены ЭВМ, связанные с ней коммуникационными процессорами, необходимыми для связи при выполнении задачи. Каждая ЭВМ внутри МВС работает под управлением собственной операционной системы.
Глубоко в теоретические основы функционирования мультикомпьютеров мы вторгаться не будем, гораздо интереснее, по-моему, рассмотреть конкретные примеры их реализации. Пожалуй, самые известные и популярные мультикомпьютеры – процессоры с массовым параллелизмом (Massively Parallel Processors - MPP). Это очень дорогие суперкомпьютеры, стоимость которых может составлять несколько миллионов американских долларов. MPP используются для выполнения сложных вычислений (например, при построении моделей сложных объектов), управления распределенными базами данных, имеющими огромные размеры, обработки большого числа транзакций за короткое время (например, в транснациональных банках).
66 Блочно-модульный принцип организации программ в языке Турбо Паскаль. Локальные и глобальные переменные. Примеры.Константы, переменные, типы, описанные в блоке program, называются глобальными. Казалось бы, проще иметь дело вообще только с глобальными переменными, описав их все в program. Но использование локальных переменных позволяет системе лучше оптимизировать программы, делать их более наглядными и уменьшает вероятность появления ошибок.При написании программ, имеющих вложенные модули, необходимо придерживаться следующих правил:
1. Описывать идентификаторы в том блоке, где они используются, если это возможно.
2. Если один и тот же объект (переменная, тип, константа) используются в двух и более блоках, то описать этот объект надо в самом внешнем из них, содержащем все остальные блоки, использующие данный объект.
3. Если переменная, используемая в процедуре, должна сохранить свое значение до следующего вызова этой процедуры, то такую переменную надо описать во внешнем блоке, содержащем данную процедуру.
Локализация переменных дает программисту большую свободу в выборе идентификаторов. Так, если две процедуры a и b полностью отделены друг от друга (т.е. не вложены одна в другую), то идентификаторы в них могут быть выбраны совершенно произвольно, в частности, могут повторяться. В этом случае совпадающим идентификаторам соответствуют разные области памяти, совершенно друг с другом не связанные.
Пример.
var k: integer;
procedure a;
var x, z: real;
begin
{ через x, z обозначены две величины –
локальные переменные для a;
k – глобальная переменная для a }
…………………………………
end;
procedure b;
var x, y: integer;
begin
{ через x, y обозначены две другие величины –
локальные переменные для b;
k – глобальная переменная для b }
…………………………………
end;
begin
{ k – единственная переменная, которую
можно использовать в основной ветке программы }
…………………………………
end.
Если один и тот же идентификатор описан в блоке b и второй раз описан во вложенном в b блоке c, то надо помнить, что эти два одинаковых идентификатора соответствуют разным ячейкам памяти.
Var
i: integer;
a: real;
procedure p(var d: real);
var i: integer;
Begin
i:= 3;
d:= i + 10 * d;
end;
Begin
a:= 2.0;
i:= 15;
p(a);
writeln(' i = ', i, ' a = ', a);
readln
end.
Глобальным переменным i и a отводятся две ячейки памяти. Первыми выполняются операторы a:= 2.0 и i:= 15. Затем вызывается процедура p(a). В процессе работы p отводится ячейка для локальной переменной i и туда засылается число 3. После окончания работы процедуры p эта ячейка i программой «забывается». После возврата на оператор writeln программа знает только одну ячейку i – глобальную, т.е. ту, которая содержит число 15. Поэтому программа выдаст на печать i = 15, a = 23.0, т.к. a = 3 + 10 * 2.Если локальная и глобальная переменная принадлежат к одному и тому же сложному типу, то этот тип надо описать в разделе type, а сами переменные описывать через этот общий тип.Пример.
type ab = array[1..3] of real;
var a: ab;
procedure q;
var b: ab;
…………………………..
end;
В этом примере переменные a и b описаны через общий тип ab. Если же локальная и глобальная переменные описаны одинаково, но не через общий тип, то программа может «не понять», что эти переменные принадлежат одному типу.
Пример.
var a: array[1..3] of real;
procedure q;
var b: array[1..3] of real;
……………………….
end;
В этом примере переменные a и b – одинаковые массивы, т.е. типы этих переменных одинаковы, но программа, тем не менее, «не считает», что a и bпринадлежат одному типу. Это происходит из-за того, что описание массивов дано в разных блоках.
79 Организация ввода-вывода данных в Delphi. Примеры.
Программа может получать исходные данные из окна ввода, поля ввода компонента, имеющего фокус ввода, или из файла.
Ввод данных из окна ввода осуществляется вызовом функции InputBox, возвращаемым значением которой является строка, введенная пользователем. В общем виде инструкция для ввода данных с использованием функции InputBox выглядит так:
Переменная:= InputBox (заголовок, подсказка, значение);
где: переменная - имя переменной строкового типа, значение которой должно быть получено из окна ввода; заголовок - текст заголовка окна ввода; подсказка - текст поясняющего сообщения; значение - текст, находящийся в поле ввода в момент появления окна ввода на экране.
Например, в программе пересчета веса из фунтов в килограммы инструкция ввода количества фунтов может выглядеть так:
S:= InputBox('Фунты-килограммы', 'Введите вес в фунтах', '');
Выполняется эта инструкция следующим образом. На экран выводится окно ввода (рис. 10).
После того как в поле ввода будет введено число и выполнен щелчок по кнопке OK, переменная S получит значение. Значение функции InputBox строкового типа. Если программе надо получить значение числового типа, то введенная строка должна быть преобразована в число при помощи соответствующей функции преобразования.
Функции преобразования типов наиболее часто используются в инструкциях, обеспечивающих ввод и вывод информации. Они отличаются от функций преобразования стандартного Паскаля. В табл. 1 приведены наиболее часто встречающиеся функции преобразования.
В Delphi имеются компоненты, обладающие фокусом ввода, например компонент Edit и компонент Memo. Компоненты, обладающие фокусом ввода, имеют специальное поле для ввода данных. Ввод данных из поля ввода компонента Edit (рис. 11) осуществляется обращением к свойству Text (текст) этого компонента. В этом случае ввод данных из этого компонента может быть такой:
a:= StrToFloat(Edit1.Text);
К содержимому компонента TMemo обращаются посредством свойств этого компонента Text и Lines (строки). Компонент TMemo представляет собой многострочный редактор. Текстовая информация в многострочных редакторах располагается в нескольких строках. К строке текста обращаются, используя свойство Lines. Свойство Text содержит весь текст целиком.
Вывести результат программа может в окно сообщения, в поле вывода диалогового окна, файл или на принтер.
Вывод в окно сообщения может быть выполнен вызовом процедуры ShowMessage или функции MessageDlg.
Процедура ShowMessage позволяет вывести на экран простое диалоговое окно с текстом и одной командной кнопкой. В общем виде инструкция вызова процедуры ShowMessage выглядит так:
ShowMessage(сообщение);
где сообщение - выражение строкового типа.
Функция MessageDlg позволяет снабдить сообщение одним из стандартных значков Windows, например значком "Внимание", задать количество и тип командных кнопок. На рис. 12 приведен пример окна сообщения, полученного в результате выполнения инструкции
r:= MessageDlg("Дискриминант равен нулю' + #13
+ 'Уравнение не имеет действительных корней.', mtInformation, [mbOK], 0);
Функция MessageDlg возвращает результат - число, проверив значение которого можно определить, выбором какой командной кнопки был завершен диалог. В общем виде обращение к функции MessageDlg выглядит так:
Выбор:= MessageDlg (сообщение, тип, кнопки, контекстсправки);
Сообщение - это текст выводимого сообщения. Тип - это тип, вид сообщения. Сообщение может быть информационным, предупреждающим или сообщением об ошибке. Текст сообщения задается именованной константой. Именованные константы, определяющие тип сообщения, приводятся в таблице 2.
Число и вид кнопок задается списком "кнопки", который может состоять из нескольких разделенных запятыми именованных констант, записанных в квадратных скобках. Параметр "контекстсправки" определяет номер экрана справочной системы, который появится при нажатии на клавишу <F1> в тот момент, когда окно сообщения находится на экране. Если использование справочной системы не предусмотрено, то при вызове функции MessageDlg в качестве параметра должен быть указан ноль.
Информацию можно вывести непосредственно на форму, в компонент Label, диалоговые окна других компонентов. Для вывода информации используются соответствующие свойства компонентов. Как было показано ранее (п 2.1), для вывода информации с помощью метки используется свойство Caption. В компоненте Edit для вывода информации используется свойство Text, в компоненте Memo - свойства Text и Lines.
Создадим приложение для перевода значений температуры из градусов Цельсия в градусы Фаренгейта.
Построение интерфейсной части начнем с изменения свойства Caption новой формы. Затем поместим компонент ТPanel на форму. Компонент TРanel представляет собой контейнер общего назначения. Контейнером называется компонент, предназначенный для размещения на нем других компонентов. Контейнеры предназначены для равномерного размещения компонентов в окне при изменении размеров окна. В инспекторе объектов на странице Properties свойству Align (выравнивание) зададим значение alBottom, а строку свойства Caption очистим. Свойство Align указывает способ выравнивания размещаемого компонента относительно того контейнера, в котором он размещается. Пустая форма представляет собой контейнер. Значение свойства alBottom означает, что панель прижимается к нижней границе формы и растягивается по всей ее длине. Высоту панели изменим таким образом, чтобы на ней поместились три компонента: метка ТLabel, однострочный редактор ТEdit, кнопка ТButton.
Компонент TLabel предназначен для вывода всевозможных сообщений. Свойству Caption придадим значение, комментирующее действия пользователя. Для компонента TButton этому свойству зададим значение "Ok". В редакторе TEdit очистим свойство Text и изменим ширину этого компонента по своему усмотрению.
На форму поместим многострочный редактор - компонент TМemo. Его свойству Align зададим значение alClient, которое означает, что компонент заполняет всю свободную область контейнера (в данном случае всю свободную область формы). В многострочном редакторе TМemo имеется информация, состоящая из одного слова Memo1. Можно очистить окно редактора, если вызвать диалоговое окно изменения свойства, дважды щелкнув мышью в строке Lines инспектора объектов. Обратившись к свойству Font этого компонента, изменим размер и цвет шрифта текста.
На этом этап конструирования формы заканчивается. Для того чтобы придать форме функциональность, необходимо написать обработчик события. При нажатии на клавишу "Ok", число из окна однострочного редактора TEdit должно быть пересчитано по формуле
F = 1.8C + 32,
а результат пересчета отражен в TМemo. Обработчик события OnClick (нажатие левой клавиши мыши) может иметь следующий вид:
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var x,y: real;
begin
x:= StrToFloat(Edit1.Text);
y:= 1.8 * x + 32;
Memo1.Lines.Add(Edit1.Text + ' C = ' + FormatFloat('#####.##',y) + ' F');
Edit1.Clear;
Edit1.SetFocus
end;
В первом операторе присваивания содержимое окна редактора преобразуется в вещественное число. Второй оператор присваивания - формула пересчета. Для отражения результата расчета в окне TМemo используется метод Add этого компонента. Метод Add класса TStringList добавляет новую строку к имеющемуся в Lines набору строк. Добавленная строка отображается на экране. Параметром метода является строковая переменная. Строковая переменная складывается из содержимого окна редактора Еdit1, строкового представления вещественной переменной y и констант ' C=' и ' F'. Функция FormatFloat форматирует значение у с помощью описанного формата (см. приложение 1 файла материалов). Методы Clear и SetFocus позволяют очистить содержимое окна редактора Еdit1 и установить маркер в окно редактора.
|
140 ТИПЫ СЕТЕЙ СВЯЗИ И ТЕНДЕНЦИИ ИХ РАЗВИТИЯ. Сеть связи общего пользования (ССОП) как составная часть взаимосвязанной сети связи РФ включает в себя все сети электросвязи, находящиеся под юрисдикцией РФ (кроме выделенных и ведомственных сетей) и предназначена для предоставления услуг всем физическим и юридическим лицам на территории РФ. Ответственность за ее функционирование и развитие возлагается на федеральные органы исполнительной власти в области связи. Ведомственные сети связи (ВСС) создаются и функционируют для обеспечения производственных и социальных нужд федеральных органов исполнительной власти, находятся в их ведении и эксплуатируются ими. Они могут также использоваться для предоставления услуг связи населению и другим пользователям связи. Выделенные сети связи на территории РФ могут создаваться любыми физическими и юридическими лицами, имеющими признанный правовой статус. Корпоративные сети связи (КСС) предназначены для обеспечения производственно-хозяйственной деятельности (ПХД) корпораций (организаций, объединений). Появление корпораций по времени совпадает с распадом СССР, приватизацией государственных предприятий и целых отраслей. По своим функциям и статусу корпоративные сети связи могут быть приравнены к ведомственным сетям, поэтому имеют хождение оба термина. Можно согласиться с автором работы [4], где предлагается использовать термин «ведомственная сеть» к сетям преимущественно с коммутацией каналов, а термин «корпоративная сеть» - к интегрированным гибридным сетям. | 141 ЛИНИИ СВЯЗИ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ В компьютерных сетях в качестве линий связи применяются проводные (воздушные), кабельные, радиоканалы наземной и спутниковой связи. Различие между ними определяется средой передачи данных. Физическая среда передачи данных может представлять собой кабель, а также земную атмосферу или космическое пространство, через которые распространяются электромагнитные волны. Проводные (воздушные) линии связи – это провода без изолирующих или экранирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. Традиционно они служат для передачи телефонных и телеграфных сигналов, но при отсутствии других возможностей применяются для передачи компьютерных данных. Проводные линии связи отличаются небольшой пропускной способностью и малой помехозащищенностью, поэтому они быстро вытесняются кабельными линиями. Кабельные линии включают кабель, состоящий из проводников с изоляцией в несколько слоев – электрической, электромагнитной, механической, и разъемы для присоединения к нему различного оборудования. В КС применяются в основном три типа кабеля: кабель на основе скрученных пар медных проводов (это витая пара в экранированном варианте и неэкранированном), коаксиальный кабель (состоит из внутренней медной жилы и оплетки, отделенной от жилы слоем изоляции) и волоконно-оптический К основным характеристикам линий связи относятся следующие: амплитудно-частотная характеристика, полоса пропускания, затухание, пропускная способность, помехоустойчивость, перекрестные наводки на ближнем конце линии, достоверность передачи данных, удельная стоимость. Характеристики линии связи часто определяются путем анализа ее реакций на некоторые эталонные воздействия, в качестве которых используются синусоидальные колебания различных частот, поскольку они часто встречаются в технике и с их помощью можно представить любую функцию времени. Степень искажения синусоидальных сигналов линии связи оценивается с помощью амплитудно-частотной характеристики, полосы пропускания и затухания на определенной частоте. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) дает наиболее полное представление о линии связи, она показывает, как затухает амплитуда синусоиды на выходе линии по сравнению с амплитудой на ее входе для всех возможных частот передаваемого сигнала (вместо амплитуды сигнала часто используется его мощность). Следовательно, АЧХ позволяет определять форму выходного сигнала для любого входного сигнала. Однако получить АЧХ реальной линии связи весьма трудно, поэтому на практике вместо нее используются другие, упрощенные характеристики – полоса пропускания и затухание. Полоса пропускания линии связи представляет собой непрерывный диапазон частот, в котором отношение амплитуды выходного сигнала ко входному превышает заранее заданный предел (обычно 0,5). Следовательно, полоса пропускания определяет диапазон частот синусоидального сигнала, при которых этот сигнал передается по линиисвязи без значительных искажений. Ширина полосы пропускания, в наибольшей степени влияющая на максимально возможную скорость передачи информации по линии связи - это разность между максимальной и минимальной частотами синусоидального сигнала в данной полосе пропускания. Полоса пропускания зависит от типа линии и ее протяженности. Затухание – это относительное уменьшение амплитуды или мощности сигнала определенной частоты при его передаче по линии связи. Пропускная способность линии связи – это ее характеристика, определяющая (как и ширина полосы пропускания) максимально возможную скорость передачи данных по линии. Она измеряется в битах в секунду (бит/с), а также в производных единицах (Кбит/с, Мбит/с, Гбит/с). Пропускная способность линии связи зависит от ее характеристик (АЧХ, ширины полосы пропускания, затухания) и от спектра передаваемых сигналов, который в свою очередь зависит от выбранного способа физического или линейного кодирования (т.е. от способа представления дискретной информации в виде сигналов). Для одного способа кодирования линия может обладать одной пропускной способностью, а для другого – другой. | 142 ПЕРЕДАЧА ДИСКРЕТНЫХ ДАННЫХ НА ФИЗИЧЕСКОМ УРОВНЕ: ЦИФРОВОЕ КОДИРОВАНИЕ И АНАЛОГОВАЯ МОДУЛЯЦИЯ. Исходная информация, которую необходимо передавать по линии связи, может быть либо дискретной (выходные данные компьютеров), либо аналоговой (речь, телевизионное изображение). Передача дискретных данных базируется на использовании двух типов физического кодирования: а) аналоговой модуляции, когда кодирование осуществляется за счет изменения параметров синусоидального несущего сигнала; б) цифрового кодирования путем изменения уровней последовательности прямоугольных информационных импульсов. Аналоговая модуляция приводит к спектру результирующего сигнала гораздо меньшей ширины, чем при цифровом кодировании, при той же скорости передачи информации, однако для ее реализации требуется более сложная и дорогая аппаратура. В настоящее время исходные данные, имеющие аналоговую форму, все чаще передаются по каналам связи в дискретном виде (в виде последовательности единиц и нулей), т.е. осуществляется дискретная модуляция аналоговых сигналов. |
143 ДИСКРЕТНАЯ МОДУЛЯЦИЯ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ. ИМПУЛЬСНО-КОДОВАЯ МОДУЛЯЦИЯ. Дискретная модуляция основана на дискретизации непрерывных сигналов, как по амплитуде, так и по времени. Одним из широко распространенных методов преобразования аналоговых сигналов в цифровые является импульсно-кодовая модуляция (ИКМ), предложенная в 1938 г. А.Х.Ривсом (США). Первый этап – отображение. Амплитуда исходного непрерывного сигнала измеряется с заданным периодом, за счет чего происходит дискретизация по времени. На этом этапе аналоговый сигнал преобразуется в сигналы импульсно-амплитудной модуляции (ИАМ). На этапе кодирования каждому квантованному отображению ставится в соответствие 7-разрядный (если число уровней квантования равно 128) или 8-разрядный (при 256-шаговом квантовании) двоичный код. На рис.8 показаны сигналы 8-элементного двоичного кода 00101011, соответствующего квантованному сигналу с уровнем 43. При кодировании 7-элементными кодами скорость передачи данных по каналу должна составлять 56 Кбит/с (это произведение частоты отображения на разрядность двоичного кода), а при кодировании 8-элементными кодами – 64 Кбит/с. Стандартным является цифровой канал 64 Кбит/с, который называется также элементарным каналом цифровых телефонных сетей. Устройство, которое выполняет указанные этапы преобразования аналоговой величины в цифровой код, называется аналого-цифровым преобразователем (АЦП). На приемной стороне с помощью цифроаналогового преобразователя (ЦАП) осуществляется обратное преобразование, т.е. производится демодуляция оцифрованных амплитуд непрерывного сигнала, восстановление исходной непрерывной функции времени. | 165 ХАРАКТЕРИСТИКА КЛИЕНТСКОГО ПРОГРАММНОГО Обеспечения В Internet. Практически все услуги сети Internet построены на принципе клиент-сервер, причем сервер - это компьютер, способный предоставлять клиентам сетевые услуги по их запросам. С приходом запросов от клиентов сервер запускает различные программы предоставления сетевых услуг. По мере их выполнения сервер отвечает на запросы клиентов. Программное обеспечение сети можно разделить на серверное и клиентское. Программное обеспечение сервера занимается предоставлением сетевых услуг, а клиентское программное обеспечение осуществляет передачу запросов серверу и получение от него ответов. Сеть Internet построена в основном на базе компьютеров, работающих под управлением ОС Unix. Эта операционная система требует обычно мощных компьютеров с большими объемами оперативной памяти и НЖМД. Кроме того, она имеет не самый хороший пользовательский интерфейс. В связи с этим для приобщения к сети новых абонентов особое значение имеют пакеты клиентского программного обеспечения (КПО), работающие под управлением операционных систем MS Windows. Они намного дешевле, чем ОС Unix, просты в использовании и обеспечивают доступ почти ко всем ресурсам сети Internet. В состав доступного КПО входят такие пакеты, как Mail2, NCSA-Telnet, KA9Q, Chameleon, Cello, Mosaic, Minuet, PC-NET, PC-Interface, Waterloo-TCP, LAN-WorkPlace, PC-TCP, TCP-Open, Trumpet, Dmail. Для оценки возможностей этих пакетов могут использоваться следующие критерии: - функции пакета в МS Windows; - качество пользовательского интерфейса; - наличие средств поиска информации; - наличие средств связи по коммутируемым линиям; - наличие интерфейса для работы в ЛКС; - возможность работы по коммутируемым линиям; - возможность настройки пакета на сложные конфигурации локальных и глобальных сетей; - требования к программно-техническим средствам, которые необходимы для использования пакета; - состав установочного комплекта; - наличие исходных текстов; - качество документации на пакет; - цена пакета. В результате оценки по всем указанным критериям получены рекомендации по использованию пакетов КПО в сети Internet. Для операционной среды MS DOS лучшим пакетом КПО, с точки зрения пользователя, признан пакет Minuet, разработанный Миннесотским университетом (США). Он обладает полным спектром услуг сети Internet и отличным пользовательским интерфейсом, прост в использовании, может работать как в локальных, так и в глобальных сетях по коммутируемым линиям, значительно дешевле своих аналогов. Пакет Minuet рекомендуется практически всем категориям абонентов сети. Для этой же операционной среды, но уже, с точки зрения специалиста, наиболее подходящим считается пакет КА9Q, который распространяется вместе с исходными текстами и имеет в своем составе весь спектр сетевых услуг. Он эмулирует многозадачный и многопользовательский режимы работы, может использоваться как маршрутизатор для связи ЛКС с глобальной сетью. Пакет КА9Q рекомендуется специалистам сети в качестве исходного материала при разработке новых пакетов КПО. Для рядовых пользователей сети в качестве абонентского пакета его применять нецелесообразно из-за сложности в настройке и неудовлетворительного пользовательского интерфейса. Для операционной среды MS Windows предпочтительным пакетом КПО считается пакет Chameleon, разработанный фирмой NetManage (США). Обладая полным набором услуг сети Internet и отличным пользовательским интерфейсом, он имеет в своем составе NFS-сервер, может работать маршрутизатором сети и обеспечивать связь ЛКС с глобальной сетью. Лучшим почтовым пакетом для операционной среды MS Windows считается пакет Dmail for Windows, разработанный фирмой Демос (Россия). Он рекомендуется тем абонентам, которые нуждаются в электронной почте и привыкли работать в среде Windows. По существу этот пакет является аналогом пакета Mail2 для Windows. Пакет DMail for Windows обладает хорошим пользовательским интерфейсом, несложен в работе, но не прост в настройке, полный комплект документации - на русском языке, может работать как в ЛКС, так и по коммутируемым линиям. | 169 СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ККС Структурные конъюнкции матобеспечения корпоративных сетей вызываются, которым эти сети основаны в сгенерированном Интернете техники, прежде всего, вокруг протокол ТСР/IP. Корпоративные сетевые составы определенного числа соединенных компьютеров или ЛКС, используя один или более сетевые техники, Компьютеры, такие как Ethernet или Эстафетное кольцо. Сетевая операционная система необходима Для управления сетевой работы (СОС), реализовывая принцип сетевой модели клиент - подающий. Самые популярные СОС - Windows NT компании Microsoft и NetWare компании Novell. Системный Windows NT для передачи данных использует протоколы ТСР/IP или IPX/SPX. Аналогично ТСР/IP, протокол IPX/SPX определяет набор правила для координации сетевых коммуникаций между двумя системами. Если сеть не поддерживает протокол ТСР/IP, необходимо использовать шлюзы программ для преобразования ТСР/IP в используемом протоколе сетевой операционной системы. Система NetWare позволяет соединять компьютеры в сети Ethernet типа или Эстафетного кольца, используя модель "клиент - подающий". Подающий Матобеспечение NetWare выполняется на всех основных компьютерных платформах Unix типа, Спинки, Windows, Macintosh. То, что у компьютерного клиента был доступ от сети, на этом матобеспечение клиента системы, NetWare должен быть установлен. После этого клиенты могут совместно использовать файлы и ресурсы принтеров, и также выполнить строку различных приложений посредством подающего. Матобеспечение стороны клиента системы NetWare создается и успешно используется для Unix, Спинки, Macintosh, OC/2 и Windows. Функциональные возможности сети определяются теми услугами, которые она предоставляет пользователю. Для реализации каждой из услуг сети доступа пользователя к этой услуге разрабатывается программное обеспечение. Программное обеспечение, предназначенное для работы в сети, должно быть ориентировано на одновременное использование многими пользователями. В настоящее время получили распространение две основные концепции построения такого программного обеспечения. В первой концепции сетевое программное обеспечение ориентировано на предоставление многим пользователям ресурсов некоторого общедоступного главного компьютера сети, называемого файловым сервером. Это название он получил потому, что основным ресурсом главное компьютера являются файлы. Это могут быть файлы, содержащие программные модули или данные. Файловый сервер – самый общий тип сервера. Очевидно, емкость дисков файлового сервера должна быть больше, чем на обычном компьютере, так как он используется многими компьютерами. В сети может быть несколько файловых серверов. Можно назвать и другие ресурсы файлового сервера, предоставляемые в совместное использование пользователям сети, например принтер, модем. Сетевое программное обеспечение, управляющее ресурсами файлового сервера и предоставляющее к ним доступ многим пользователям сети, называется сетевой операционной системой. Ее основная часть размещается на файловом сервере; на рабочих станциях устанавливается только небольшая оболочка, которая исполняет роль интерфейса между программами, обращающимися за ресурсом, и файловым сервером. |
170 СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ (СОБ) ККС Система обеспечения безопасности СОБ представляет собой единую совокупность организационных (административных) мер, правовых и морально-этических норм, программно-аппаратных средств, направленных на противодействие угрозам сети с целью сведения до минимума возможного ущерба пользователям и владельцам сети. Формирование СОБ корпоративной сети базируется на политике безопасности (способе управления доступом) – наборе законов, правил и практических рекомендаций, реализуемых с помощью различных мер, норм и средств защиты. Для конкретной организации и ее сети политика безопасности должна быть индивидуальной, учитывающей указанные выше особенности. Ее реализация осуществляется с помощью средств управления механизмами защиты. Основу политики безопасности составляет способ управления доступом, определяющий порядок доступа субъектов сети к ее объектам. Субъект– это активный компонент сети, являющийся причиной потока информации или изменения состояния сети. Объект– пассивный компонент сети, выполняющий функции хранения, приема или передачи информации. Доступ к объекту подразумевает доступ к содержащейся в нем информации.Различают два вида политики безопасности: избирательную и полномочную. В основе избирательной политики безопасности лежит избирательное управление доступом, подразумевающее, что все субъекты и объекты сети идентифицированы, а права доступа субъекта к объекту определяются некоторым правилом (свойством избирательности). Наибольшее применение избирательная политика получила в коммерческом секторе, поскольку ее реализация практически отвечает требованиям коммерческих организаций по разграничению доступа, а также имеет небольшие накладные расходы и стоимость.Полномочная политика безопасности основана на использовании полномочного управления доступом, для которого характерны следующие: субъекты и объекты сети также идентифицированы; каждому объекту присваивается метка критичности, определяющая ценность, уровень приоритета содержащийся в нем информации; каждому субъекту присваивается уровень прозрачности (уровень доступа), определяющий максимальное значение метки критичности объектов, к которым субъект имеет право доступа | 157 СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЛКС Способ соединения компьютеров называется структурой или топологией сети. Сети Ethernet могут иметь топологию «шина» и «звезда». В первом случае все компьютеры подключены к одному общему кабелю (шине), во втором - имеется специальное центральное устройство (хаб), от которого идут «лучи» к каждому компьютеру, т.е. каждый компьютер подключен к своему кабелю. Структура типа «шина», рисунок 2(а), проще и экономичнее, так как для нее не требуется дополнительное устройство и расходуется меньше кабеля. Но она очень чувствительна к неисправностям кабельной системы. Если кабель поврежден хотя бы в одном месте, то возникают проблемы для всей сети. Место неисправности трудно обнаружить. В этом смысле «звезда», рисунок 2(б), более устойчива. Поврежденный кабель – проблема для одного конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается. Не требуется усилий по локализации неисправности. В сети, имеющей структуру типа «кольцо», рисунок 2(в), информация передается между станциями по кольцу с переприемом в каждом сетевом контроллере. Переприем производится через буферные накопители, выполненные на базе оперативных запоминающих устройств, поэтому при выходе их строя одного сетевого контроллера может нарушиться работа всего кольца. Дата публикования: 2015-01-26; Прочитано: 336 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!  |