Пэвм и компьютерные сети

2.3. Роль пэвм в сети

Компонентами сети являются рабочие ПЭВМ (рабо­чие станции) и серверы.

Сервер — это специально выделенная в сети ПЭВМ, в задачу которой входит управление всей сетью или час­тью сети (например, в комбинированных сетях), прием, хранение, обновление и выдача пользователям общей информации, управление высококачественными принте­рами и графопостроителями. Поэтому к серверу предъяв­ляются более высокие требования по производительнос­ти, объему памяти и надежности.

Рабочие станции (клиенты, абоненты) — это ме­нее мощные ПЭВМ, которые могут использовать ресурсы (например, дисковое пространство) сервера.

— более эффективное централизованное управление сетью;

— рабочие станции могут быть достаточно просты­ми и дешевыми;

— операционная система, поддерживающая работу сети (например, Windows 95/98), может устанав­ливаться только на сервере.

— более высокая стоимость установки;

— сложная настройка системы.

Все ПЭВМ в сети равноправны. Каждый пользователь предоставляет в сеть какие-то ресурсы: жесткий диск, вы­сококачественный принтер, графопостроитель и др.

— меньшие затраты на установку сети;

• возможность использования каждым пользовате­лем ресурсов других ПЭВМ;
• удобство и простота работы пользователей в сети.

• число ПЭВМ в сети не превышает 25-30;
• операционная система, поддерживающая работу сети (например, Windows 95/98), устанавливает­ся на каждой ПЭВМ.

2.4. Структуры сетей

2.4.1 Одноузловые сети

В локальных сетях применяются в основном одноузловые (звездообразные) сети. В качестве средств ком­муникаций могут использоваться телефонные линии свя­зи и АТС организаций, предприятий, фирм и др., специально проложенные кабельные линии и каналы пе­редачи сигналов по радио. 1. Сети с проводными линиями связи Структура (топология) сети показана на рис.2.4.1.1. Одна из ПЭВМ может выполнять функции центра управ­ления сетью (ЦУС). Метод доступа к сети — вызов абонента по его сетевому имени с коммутацией каналов в УК. Способ коммутации каналов обеспечивает соединение абонентов через УК на время передачи сообщения. При этом в УК возможна организация приоритетного доступа к сети абонентов. ЦУСРис.2.4.1.1. Структура одноузловой проводной ЛКС Условные обозначения: ЦУС – центр управления сетью (сервер), ПЭВМ – персональный компьютер, УК – узел коммуникации Достоинства сети: — простота и низкая стоимость подключения пользователей к сети; — простота управления сетью; — возможность подключения и отключения абонен­тов без остановки работы сети. Недостатки:

• скорость передачи сообщений зависит от количе­ства абонентов, интенсивности приема и переда­чи сообщений и технических возможностей УК;
• надежность сети определяется надежностью УК;
• большая суммарная длина и низкая эффектив­ность использования физической среды передачи сигналов.

Для повышения надежности УК строятся по мо­дульному принципу, который предусматривает рабочие и резервные модули. Система диагностики оцени­вает функционирование рабочего модуля и в случае необходимости переключает сеть на работу с резервным модулем. Примером одноузловой сети может служить Arcnet (США). Хотя сеть не имеет статуса международного стандарта, она широко применяется для построения не­больших учрежденческих сетей. В состав сети входит 8-канальный канальный УК. Количество абонентов мо­жет быть увеличено путем подключения новых УК. 2. Радиоканальные сети Структура сети (рис.2.4.1.2.) похожа на одноузловую сеть, только сообщения в сети передаются не по провод­ным линиям связи, а по радиолиниям. Для этого каж­дая ЭВМ снабжена абонентской радиостанцией (АРС). Абонентские радиостанции связаны между собой через центральную радиостанцию (ЦРС). Рис.2.4.1.2. Структура радиоканальной ЛКС Условные обозначения: ПЭВМ – персональный компьютер, ЦРС — центральная радиостанция Методы доступа к сети случайные. Наиболее про­стым является метод ALOHA — захват абонентом канала и выдача сообщения независимо от того, есть ли в сети другие сообщения или нет. Это может привести к столк­новению сообщений в сети и взаимному их искажению (рис.2.4.1.3.). Искаженные сообщения повторно передаются через случайные промежутки времени. При столкнове­ниях сообщений теряется активное время работы сети, равное сумме времени передачи обоих сообщений. 1абонент Наложение 2абонент Потерянное время Рис.4.1.3. Иллюстрация случайного метода доступа к сети Для уменьшения вероятности появления столкно­вений применяются модификации этого метода: доступ с контролем несущей (CSMA) и доступ с контролем несу­щей и обнаружением столкновений (CSMA/CD). Доступ с контролем несущей заключается в том, что абонент «слушает» сеть и передает сообщение только в свобод­ную сеть. Столкновения возможны, когда два или более абонентов начинают передачу одновременно. Искажен­ные сообщения передаются повторно. При доступе с контролем несущей и обнаружением столкновений абонент «слушает» сеть, передает сообще­ние в освободившуюся сеть и контролирует возможность столкновения сообщений. Если абоненты начинают пере­дачу одновременно, то столкнувшиеся сообщения сразу уничтожаются, не занимая времени передачей искажен­ных сообщений. Методы CSMA и GSMA/CD применяются при более высоких нагрузках на сеть, чем метод ALOHA. Случайные методы доступа реализуются средствами ЭМВОС каждой ПЭВМ, поэтому они более надежны, чем централизованные методы доступа, реализуемые про­граммными средствами ЦУС. Достоинства сети: — возможность связи с движущимися абонентами; — возможность подключения и отключения абонен­тов без остановки сети. Недостатки: — возможность прослушивания всех абонентов; воздействие промышленных и атмосферных помех; — наличие «мертвых зон», обусловленных конст­рукциями зданий и помещений. Радиоканальные сети сейчас начинают все шире ис­пользоваться там, где необходимы связи с движущими­ся абонентами.

Источник

Контрольные вопросы

Раздел 2. Технические и программные средства информатики Тема 2.1. Архитектура пэвм и вычислительных сетей.

Компьютер — это многофункциональное электронное устройство, предназначенное для накопления, обработки и передачи информации.

В основу построения большинства компьютеров положены принципы, сформулированные Джоном фон Нейманом:

1. Принцип программного управления — программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
2. Принцип однородности памяти — программы и данные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять те же действия, что и над данными.
3. Принцип адресности — основная память структурно состоит из пронумерованных ячеек.

Под архитектурой компьютера понимается его логическая организация, структура и ресурсы, т.е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных.

Архитектура современных персональных компьютеров основана на магистрально-модульном принципе. Модульный принцип позволяет пользователю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация системы опирается на магистральный принцип обмена информацией. Все контроллеры устройств взаимодействуют с микропроцессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, называемую системной шиной. Системная шина является основной интерфейсной системой компьютера, обеспечивающей сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:

— между микропроцессором и основной памятью;

— между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;

— между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств.

В состав микропроцессора входят следующие устройства:

1. Арифметико-логическое устройство предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией.
2. Устройство управления координирует взаимодействие различных частей компьютера. Выполняет следующие основные функции:

• формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполнения различных операций;
• формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки компьютера;
• получает от генератора тактовых импульсов опорную последовательность импульсов.

1. Микропроцессорная память предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, используемой в вычислениях непосредственно в ближайшие такты работы машины. Интерфейсная система микропроцессора предназначена для связи с другими устройствами компьютера и включает в себя:

• внутренний интерфейс микропроцессора;
• буферные запоминающие регистры;
• схемы управления портами ввода-вывода и системной шиной. (Порт ввода-вывода — это аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору другое устройство).

Математический сопроцессор используется для ускорения выполнения операций над двоичными числами с плавающей запятой, над двоично-кодированными десятичными числами, для вычисления тригонометрических функций.

Порты ввода-вывода всех устройств через соответствующие разъемы (слоты) подключаются к шине либо непосредственно, либо через специальные контроллеры (адаптеры).

Основная память предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками компьютера и состоит из оперативно- запоминающего устройства (ОЗУ) и постоянно запоминающего устройства (ПЗУ). ПЗУ является энергонезависимой памятью, при отключении питания информация в нем сохраняется.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) — предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом компьютером в текущей период времени. Объем оперативной памяти — важная характеристика компьютера, она влияет на скорость работы персонального компьютера и работоспособность программ.

Внешняя память используется для долговременного хранения информации, которая может быть в дальнейшем использована для решения задач.

Генератор тактовых импульсов генерирует последовательность электрических символов, частота которых задает тактовую частоту компьютера. Промежуток времени между соседними импульсами определяет такт работы машины.

Источник питания — это блок, содержащий системы автономного и сетевого питания компьютера.

Основными функциональными характеристиками персонального компьютера являются:

1) Производительность, быстродействие, тактовая частота.

2) Разрядность микропроцессора и кодовых шин интерфейса

3) Типы системного и локальных интерфейсов.

Персональные компьютеры имеют 4 иерархических уровня памяти:

• -микропроцессорная память;
• основная память;
• регистровая КЭШ-память;
• внешняя память.

Для ускорения доступа к оперативной памяти используется сверхбыстродействующая КЭШ-память. В КЭШ-памяти хранятся данные, которые микропроцессор получил и будет использовать в ближайшие такты своей работы. Быстрый доступ к этим данным и позволяет сократить время выполнения очередных команд программы.

Внешняя память относится к внешним устройствам компьютера и используется для долговременного хранения любой информации, которая может потребоваться для решения задач. В частности, во внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера.

Устройства внешней памяти весьма разнообразны. Их можно классифицировать по виду носителя, по типу конструкции, по принципу записи и считывания информации, по методу доступа и т.д..

К устройствам ввода информации относятся:

• клавиатура, графические планшеты (дигитайзеры) — для ручного ввода графической информации, сканеры — для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в компьютер машинописных текстов, графиков, рисунков, чертежей; устройства указания для ввода графической информации на экран монитора путем (джойстик, мышь, трекбол, световое перо); сенсорные экраны — для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд с полиэкрана дисплея в компьютер).

К устройствам вывода информации относятся:

Источник