дисциплина к ГОСэкзамену 2012г для ПИЭ

"Вычислительные системы, сети и системы телекоммуникаций"

 

1. Основные параметры микропроцессоров. Типы микропроцессоров.

2. Физическая и функциональная структура микропроцессора.

3. Система команд микропроцессора.

4. Разновидности системных плат.

5. Дайте определение телекоммуникационной вычислительной сети и ее основных компонентов.

6. Классификация телекоммуникационных вычислительных сетей.

7. Широковещательные конфигурации элементов в телекоммуникационной вычислительной сети.

8. Последовательные конфигурации элементов в телекоммуникационной вычислительной сети.

9. Управление взаимодействием прикладных процессов.

10. Методы доступа к передающей среде при обмене данными между рабочими станциями.

11. Типы сетей, линий и каналов связи в телекоммуникационных вычислительных сетях.

12. Коммутируемые и выделенные каналы связи в телекоммуникационных вычислительных сетях.

13. Аналоговое и цифровое кодирование цифровых данных в телекоммуникационных вычислительных сетях.

14. Синхронизация элементов телекоммуникационных вычислительных сетей.

15. Спутниковые сети связи. Управление передачей данных между спутником и наземными РТС.

16. Сущность, цели и способы маршрутизации пакетов в сетях

17. Характеристики ЛВС.

18. Обобщенная структура ЛВС. Сетевое оборудование ЛВС.

19. Способы повышения производительности ЛВС.

20. Маршрутизация в сетях. Варианты адресации компьютеров в сети.

 

Ответы

 

 

1. Микропроцессор (МП), или central processing unit (GPU) — функционально-законченное программно-управляемое устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших (БИС) или сверхбольших (СБИС) интегральных схем.

Микропроцессор выполняет следующие функции:

- вычисление адресов команд и операндов;

- выборку и дешифрацию команд из основной памяти (ОП);

- выборку данных из ОП, регистров МПП и регистров адаптеров внешних уст­ройств (ВУ);

- прием и обработку запросов и команд от адаптеров на обслуживание ВУ;

- обработку данных и их запись в ОП, регистры МПП и регистры адаптеров ВУ;

- выработку управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков ПК;

- переход к следующей команде.

Основными параметрами микропроцессоров являются:

- разрядность;

- рабочая тактовая частота;

- размер кэш-памяти;

- состав инструкций;

- конструктив;

- рабочее напряжение и т. д.

Разрядность шины данных микропроцессора определяет количество разрядов, над которыми одновременно могут выполняться операции; разрядность шины, адреса МП определяет его адресное пространство.

Адресное пространство - это максимальное количество ячеек основной памяти, которое может быть непосредственно адресовано микропроцессором.

Рабочая тактовая частота МП во многом определяет его внутреннее быстродействие, ибо каждая команда выполняется за определенное количество тактов. Быс­тродействие (производительность) ПК зависит также и от тактовой частоты шины материнской платы, с которой работает (может работать) МП.

Кэш-память, устанавливаемая на плате МП, имеет два уровня:

- L1 — память 1-го уровня, находящаяся внутри основной микросхемы (ядра) МП и работающая всегда на полной частоте МП (впервые кэш L1 был введен в МП 486 и у МП 386SLC);

- L2 — память 2-го уровня, кристалл, размещаемый на плате МП и связанный с ядром внутренней микропроцессорной шиной (впервые введен в МП Pentium II). Память L2 может работать на полной или половинной частоте МП. Эффективность этой кэш-памяти зависит и от пропускной способности микропроцессорной шины.

Состав инструкций - перечень, вид и тип команд автоматически исполняемых МП. От типа команд зависит даже классификационная группа МП (CISC, RISC, VLIM и т. д.). Перечень и вид команд определяют непосредственно те процедуры, которые могут выполняться над данными в МП, и те категории данных, над которыми могут выполняться эти процедуры. Дополнительные инструкции в небольших количествах вводились во многих МП (286, 486, Pentium Pro и т. д.). Но существенное изменение состава инструкций произошло в МП 386 (этот состав далее принят за базовый), Pentium MMX, Pentium III, Pentium 4.

Конструктив определяет те физические разъемные соединения, в которые устанавливается МП и которые определяют пригодность материнской платы для уста­новки МП. Разные разъемы имеют разную конструкцию (Slot - щелевой разъем, Socket - разъем-гнездо), разное количество контактов, на которые подаются сигналы и рабочие напряжения.

Рабочее напряжение также определяет пригодность материнской платы для установки МП.

Все микропроцессоры можно разделить на четыре группы:

1). МП типа CISC (Complex Instruction Set Command) с полным набором системы команд.

2). МП типа RISC (Redused Instruction Set Command) с усеченным набором системы команд.

3). МП типа VLIW (Very Length Instruction Word) со сверхбольшим командным словом.

4). МП типа MISC (Minimum Instruction Set Command) с минимальным набором системы команд и весьма высоким быстродействием и т. д.

 

 

2. Физическая структура микропроцессора:

1) Ядро процессора – главный управляющий модуль плюс управление исполняющими модулями. Например модуль управления целочисленными данными и т.п.

2) Локальные управляющие схемы:

• Модуль предсказания ветвлений

• Регистры микропроцессорной памяти (кэш 1 уровня)

• Блок с плавающей точкой

• Шинный интерфейс

Функционально микропроцессор можно разделить на 2 части:

1) операционная – содержащая УУ, АЛУ и микропроцессорную память (за исключением нескольких адресных регистров);

2) интерфейсная – содержащая адресные регистры микропроцессора, блок регистров команд и кодов команд, где они хранятся ближайшие такты, схемы управления шиной и портами.

Обе части работают параллельно, но интерфейсная опережает операционную, так что выборка очередной команды из памяти и ее запись в блок регистра команд выполняется во время работы операционной части над предыдущей командой.

Микропроцессор имеет несколько групп регистров в интерфейсной части работающих с разной степенью опережения, что позволяет выполнять операции в конвейерном режиме резко повышающем быстродействие.

Функции элементов микропроцессора:

1) Самое сложное устройство – устройство управления

2) АЛУ

3) Микропроцессорная память – включает в себя 14 двух байтовых запоминающих регистров (базовых), а также имеются дополнительные регистры. Например: Микропроцессор VLIW имеет 256 регистров из которых 128 – регистры общего назначения.

Все регистры можно разделить на 4 группы:

1) универсальные регистры – AX, BX, CX, DX.

2) Сегментные регистры – CS, DS, SS, ES

3) Регистры смещения – IP, SP, BP, SI, DI

4) Регистры флагов – FL

Если регистры 4-х байтные или 8-ми байтные – их имена изменяются. Например – 4-х байтные универсальные регистры называются EAX, EBX, ECX, EDX.

Универсальные регистры обычно называют регистрами общего назначения поэтому могут использоваться для хранения любых данных. При этом могут работать каждым регистром целиком или отдельно с каждой его половиной.

Сегментные регистры – используются для хранения начальных адресов полей памяти (сегментов).

Регистры смещения – используются для хранения относительных адресов ячеек памяти внутри сегментов (смещений относительно начала сегментов.

Регистр флагов FL – содержит одноразрядные признаки – маски (флаги), управляющие прохождением программы в компьютере. Флаги работают независимо друг от друга, т.е. просто для удобства помещены в один единый регистр. FL содержит 9 флагов: 6 из них – статусные – отражают результаты операций выполненных в компьютере - их значения используются например при выполнении команд условной передачи управления (команд ветвления программ); три других – управляющие, определяющие режим управления программы.

Интерфейсная часть микропроцессора включает в себя: адресные регистры микропроцессора, блок регистров команд и схемы управления шиной и портами. Порты ввода вывода – пункты системного интерфейса ПК через которые микропроцессор обменивается информацией с другими устройствами. Всего портов может быть 65536, т.е. определяется количеством адресов отведенных для этого, т.о. каждый порт имеет адрес – ячейка памяти являющаяся частью устройства ввода-вывода, а не частью основной памяти компьютера.

Порт – устройство содержащее аппаратуру сопряжения и два регистра памяти: 1) для обмена данными; 2) для обмена управляющей информацией. Существуют внешние устройства которые могут использовать основную память для хранения больших объемов информации подлежащей обмену. Многие устройства: клавиатура, сопроцессор, дисковод и т.п. имеют постоянно закрепленные за ними порты ввода-вывода.

 

 

3. Система команд микропроцессора.

Один из основных принципов построения ЭВМ был сформулирован американским ученым' Дж. Фон-Нейманом: работой ЭВМ управляет программа, состоящая из отдельных команд. Программа размещается вместе с данными в основной памяти ЭВМ, Каждая команда хранится в отдельной ячейке памяти (или группе смежных ячеек) и имеет свой адрес. Все команды имеют одинаковую структуру. Они состоят из двух частей: кода операции и адресной части» Код операции определяет, какую команду нужно выполнить. Адресная часть определяет, где хранятся операнды, т.е. обрабатываемые данные, и куда необходимо поместить результат операции,

В зависимости от количества используемых в команде операндов различаются одно-, двух-, трех-, четырехадресные и безадресные команды.

В одноадресных командах указывается, где находится одни из двух обрабатываемых операндов. Второй операнд должен быть помещен заранее в арифметическое устройство (для этого в систему команд вводятся специальные команды пересылки данных между устройствами),

В двухадресных командах оба операнда перед выполнением операции находятся в памяти, поэтому их адреса указываются в команде. После выполнения команды в один из этих адресов засылается результат, а находившийся там операнд теряется.

В трехадресных командах два адреса указывают, где находятся исходные операнды, а третий - куда необходимо поместить результат.

В четырехадресных командах три адреса используются для указания исходных операндов и результата, а четвертый тля указания адреса следующей команды.

В безадресных командах обычно обрабатывается одни операнд, который до и после операции находится в арифметическом устройстве (в память не пересылается). Кроме того, безадресные команды используются для выполнения служебных операций (очистить экран, заблокировать клавиатуру, сиять блокировку и др.).

Все команды программы выполняются последовательно, команда за командой, в том порядке, как они записаны в памяти ЭВМ (естественный порядок следования команд). Этот порядок характерен для линейных программ, т.е. программ, не содержащих разветвлений.

Для организации разветвлений, циклического выполнения участков программы, есть команды, нарушающие естественный порядок. К ним относятся: безусловная передача управления («безусловный переход»). условная передача управления (т.е. переход, если выполняется заданное условие), обращение кподпрограмме («переход с возвратом»), циклические операции. Кроме того, естественный порядок следования команд не соблюдается в машинах, использующих четырехадресные команды в этом случае некоторые из команд передачи управления упраздняются.

При явном указании адреса следующей команды реализуется «принудительный» порядок следования команд. Он возможен только если программа размещается в доступной процессору части основной памяти. Поскольку при этом команды (с точки зрения процессора) ничем не отличаются от данных, в процессе выполнения программы ее команды можно изменять (модифицировать), что повышает гибкость программирования и универсальность ЭВМ. Семейство микропроцессоров фирмы Intel, начиная от 8086 и вплоть до последних моделей, имеет базовую систему команд, в состав которой входят следующие группы:

• команды пересылки данных;

• команды пересылки данных внутри МП (MOV, PUSH, POP, ХCHNG и т.п.);

• команды ввода-вывода (IN, OUT);

• операции с флагами;

• операции с адресами (LEA, LDS и т.п.);

• арифметические команды:

основные (сложение, вычитание, умножение, деление); дополнительные (INS, DEC и др.);

• логические команды (сдвиг, дизъюнкция, конъюнкция, отрицание равнозначности и др.);

• команды обработки строковых данных (пересылка, сравнение, сканирование, слияние/разделение и др.);

• команды передачи управления (безусловный переход, условный переход, прерывания, переход с возвратом);

• команды управления («нет операции», «внешняя синхронизация» и т.д.).

Каждая команда имеет большое число модификаций, чаще всего определяемых режимом адресации данных (операндов). Операнды бывают трех типов: регистровый, непосредственный и «операнд в памяти».

Регистровые операнды указываются именами используемых регистров МП.

Непосредственные операнды бывают всегда числовые. Причем, числа могут быть представлены в различных системах счисления. Различаются они по последней букве, сопровождающей число: «b» -двоичное, «q» - восьмеричное, «d» - десятичное, «h» - шестнадцатеричное (в таких программах, как debug, буквы для обозначения системы счисления использовать не разрешается).

«Операнды в памяти» могут указываться с помощью регистров, символическими именами, константами. Различные комбинации этих элементов в команде называются способами адресации.

Изучение системы команд микропроцессора можно вести с помощью отладчиков debug или ntsd, входящих в стандартный комплект операционных систем Windows.

 

 

4. Разновидности системных плат.

Тип платы определяет базовый микропроцессор. В основном на сегодня это микропроцессоры фирм Intel и AMD, где используются электрически разные интерфейсы и геометрически разные разъемы.

Системные платы поддерживают разные виды интерфейсов: системных, локальных и периферийных шин от их состава сильно зависит работа компьютера в целом.

От типа используемого набора системных микросхем (чипсета) зависят следующие характеристики ПК:

1) Тактовая частота шин системной платы

2) Состав интерфейса и их взаимодействие с оперативной памятью и другими компонентами.

Они содержат в себе контроллеры прерываний, контроллеры прямого доступа к памяти, контроллер клавиатуры и часы. Существуют интегрированные системные платы, т.е. они включают в свой состав контроллеры внешних устройств. Соответственно такой набор определяет функциональные возможности платы: типы поддерживаемых процессоров; структура и объем кэш памяти; возможное сочетание типов и объемов модулей памяти; поддержка режимов энергосбережения; возможность программной настройки параметров; звуковой карты; сетевой платы и т.д.

Системные платы имеют набор состоящий из двух базовых микросхем, условно называемых:

1) Северный мост – обеспечивает управление четырьмя компонентами (Шиной оперативной памяти, интерфейсными шинами PCI/AGP и системной шиной микропроцессора), поэтому он четырехпортовый контроллер

2) Южный мост – имеет контроллеры дисководов, клавиатуры, мыши, управляет интерфейсными шинами USB/ SCSI, поэтому южный мост называют функциональным контроллером.

На системной плате находится постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), содержащее записанные программы BIOS – их называют flash-BIOS, которую можно перезаписывать.

 

5. Телекоммуникационная вычислительная сеть (ТВС) – это сеть обмена и распределенной обработки информации, образуемая множеством взаимосвязанных абонентских систем и средствами связи, средства передачи и обработки информации ориентированы в ней на коллективное использование общесетевых ресурсов - аппаратных, информационных, программных.

Абонентская система (AC) - это совокупность ЭВМ, программного обеспечения, периферийного оборудования, средств связи с коммуникационной подсетью вычислительной сети, выполняющих прикладные процессы.

Коммуникационная подсеть, или телекоммуникационная система (ТКС), представляет собой совокупность физической среды передачи информации, аппаратных и программных средств, обеспечивающих взаимодействие АС.

Прикладной процесс - это различные процедуры ввода, хранения, обработки и выдачи информации, выполняемые в интересах пользователей и описываемые прикладными программами.

Аппаратное обеспечение составляют ЭВМ различных типов, средства связи, оборудование абонентских систем, оборудование узлов связи, аппаратура связи и согласования работы сетей одного и того же уровня или различных уровней.

Информационное обеспечение сети представляет собой единый информационный фонд, ориентированный на решаемые в сети задачи и содержащий массивы данных общего применения, доступные для всех пользователей (абонентов) сети, и массивы индивидуального пользования, предназначенные для отдельных абонентов. В состав информационного обеспечения входят базы знаний, автоматизированные базы данных - локальные и распределенные, общего и индивидуального назначения.

Программное обеспечение (ПО) вычислительных сетей характеризуется большим многообразием как по своему составу, так и по выполняем функциям. Оно автоматизирует процессы программирования задач обработки информации, осуществляет планирование и организацию коллективного доступа к телекоммуникационным, вычислительным и информационным ресурсам сети, динамическое распределение и перераспределение этих ресурсов с целью повышения оперативности и надежности удовлетворения запросов пользователей.

 

 

6. Классификация телекоммуникационных вычислительных сетей осуществляется:

По степени территориальной рассредоточенности элементов сети различают глобальные (государственные), региональные и локальные вычислительные сети (ГВС, РВС и ЛВС).

По характеру реализуемых функций сети делятся на вычислительные (основные функции таких сетей - обработка информации), информационные (для получения справочных данных по запросам пользователей), инфор­мационно-вычислительные, или смешанные, в которых в определенном, не­постоянном соотношении выполняются вычислительные и информационные функции.

По способу управления сети делятся на сети с централизованным (в сети имеется один или несколько управляющих органов), децентрализованным (каждая АС имеет средства для управления сетью) и смешанным управлением, в которых в определенном сочетании реализованы принципы цен­трализованного и децентрализованного управления (например, под централи­зованным управлением решаются только задачи с высшим приоритетом, связанные с обработкой больших объемов информации).

По организации передачи информации сети делятся на сети с селекцией информации и маршрутизацией информации. В сетях с селекцией ин­формации, строящихся на основе моноканала, взаимодействие АС производится выбором (селекцией) адресованных им блоков данных (кадров): всем АС сети доступны все передаваемые в сети кадры, но копию кадра снимают только АС, которым они предназначены. В сетях с маршрутизацией информации для передачи кадров от отправителя к получателю может ис­пользоваться несколько маршрутов. Поэтому с помощью коммуникационных систем сети решается задача выбора оптимального (например, кратчайшего по времени доставки кадра адресату) маршрута.

По типу организации передачи данных сети с маршрутизацией информации делятся на сети с коммутацией цепей (каналов), коммутацией сообщений и коммутацией пакетов. В основном используются смешанные системы передачи данных.

По топологии, т.е. конфигурации элементов в ТВС, сети делятся на два класса: широковещательные и последовательные. Широковещательные конфигурации и значительная часть последовательных конфигураций (кольцо, звезда с интеллектуальным центром, иерархическая) характерны для ЛВС. Для глобальных и региональных сетей наиболее распространенной является произвольная (ячеистая топология). Нашли применение также иерархическая конфигурация и «звезда».

 

7. По топологии, т.е. конфигурации элементов в ТВС, сети делятся на два класса: широковещательные и последовательные. Широковещательные конфигурации и значительная часть последовательных конфигураций (кольцо, звезда с интеллектуальным центром, иерархическая) характерны для ЛВС. Для глобальных и региональных сетей наиболее распространенной является произвольная (ячеистая топология). Нашли применение также иерархическая конфигурация и «звезда».

В широковещательныхконфигурациях в любой момент времени на передачу кадра может работать только одна рабочая станция (абонентная система). Остальные рабочие станции сети могут принимать этот кадр, т.е. такие конфигурации характерны для ЛВС с селекцией информации. Основные типы широковещательной конфигурации показаны на Рис.1.

Рис.1. Широковещательные конфигурации сетей:

а – общая шина; б – дерево; в – звезда с пассивным центром.

 

Главные достоинства ЛВС с общей шиной - простота расширения сети, простота используемых методов управления, отсутствие необходимости в централизованном управлении, минимальный расход кабеля. ЛВС с топологией типа «дерево» - это более развитый вариант сети с шинной топологией. Дерево образуется путем соединения нескольких шин активными повторителями или пассивными размножителями («хабами»), каждая ветвь дерева представляет собой сегмент. Отказ одного сегмента не приводит к выходу из строя остальных. В ЛВС с топологией типа «звезда» в центре находится пассивный соединитель или активный повторитель - достаточно простые и надежные устройства. Для защиты от нарушений в кабеле используется центральное реле, которое отключает вышедшие из строя кабельные лучи.

 

8. В последовательных конфигурациях, характерных для сетей с маршрутизацией информации, передача данных осуществляется последовательно от одной рабочей станции к соседней, причем на различных участках сети могут использоваться разные виды физической передающей среды. К передатчикам и приемникам здесь предъявляются более низкие требования, чем в широковещательных конфигурациях. Основные типы последовательных конфигураций показаны на Рис.2. В ЛВС наибольшее распространение получили кольцо и звезда, а также смешанные конфигурации - звездно-кольцевая, звездно-шинная.

В ЛВС с кольцевой топологией сигналы передаются только в одном направлении, обычно против часовой стрелки. Каждая PC имеет память объе­мом до целого кадра. При перемещении кадра по кольцу каждая PC принимает кадр, анализирует его адресное поле, снимает копию кадра, если он адресован данной PC, ретранслирует кадр. Естественно, что все это замедляет передачу данных в кольце, причем длительность задержки определяется числом PC. Удаление кадра из кольца производится обычно станцией-отправителем. В этом случае кадр совершает по кольцу полный круг и возвращается к станции-отправителю, который воспринимает его как квитанцию - подтверждение получения кадра адресатом. Удаление кадра из кольца может осуществляться и станцией-получателем, тогда кадр не совершает полного круга, а станция-отправитель не получает подтверждения.

Рис 2. Последовательные конфигурации сетей:

а –произвольная (ячеистая); б – иерархическая; в – кольцо; г – цепочка; д – звезда с интеллектуальным центром; е – снежинка.

 

Кольцевая структура обеспечивает довольно широкие функциональные возможности ЛВС при высокой эффективности использования моноканала, низкой стоимости, простоте методов управления, возможности контроля ра­ботоспособности моноканала.

 

9. Прикладной процесс - это различные процедуры ввода, хранения, обработки и выдачи информации, выполняемые в интересах пользователей и описываемые прикладными программами.

Практика создания и развития ТВС привела к необходимости разработки стандартов по всему комплексу вопросов организации сетевых систем. В 1978г Международная организация по стандартизации (МОС) предложила семиуровневую эталонную модель взаимодействия открытых систем (ВОС).

В соответствии с эталонной моделью ВОС абонентская система представляется прикладными процессами и процессами взаимодействия АС, которые разбиваются на семь функциональных уровней.

Канальный уровень - определяет управление передачей данных по информационному каналу (генерация стартового сигнала и организация начала передачи информации, передача информации по каналу, проверка получаемой информации и исправление ошибок, отключение канала при его неисправности и восстановление передачи после ремонта, генерация сигнала окончания передачи и перевода канала в пассивное состояние) и реализация метода доступа к общесетевым ресурсам. Физический и канальный уровни оп­ределяют характеристики физического канала и процедуру передачи по нему кадров, являющихся контейнерами, в которых транспортируются пакеты.

Сетевой уровень - реализует функции буферизации и маршрутизации, т.е. прокладывает путь между отправителем информации и адресатом через всю сеть.

Транспортный уровень - обеспечивает деление длинных сообщений, поступающих от верхних уровней, на пакеты данных (при передаче информации) и формирование первоначальных сообщений из набора пакетов, полученных через канальный и сетевой уровни, исключая их потери или смещение (при приеме информации).

Сеансовый уровень - предназначен для управления очередностью передачи данных и их приоритетом, синхронизации отдельных событий, выбор формы диалога пользователей (полудуплексная, дуплексная передача).

Транспортный уровень - обеспечивает деление длинных сообщений, поступающих от верхних уровней, на пакеты данных (при передаче информации) и формирование первоначальных сообщений из набора пакетов, полученных через канальный и сетевой уровни, исключая их потери или смещение (при приеме информации).

Сеансовый уровень - предназначен для организации и управления сеансами взаимодействия прикладных процессов пользователей (сеанс создается по запросу процесса пользователя, переданному через прикладной и представительный уровни). Основные функции: управление очередностью передачи данных и их приоритетом, синхронизация отдельных событий, выбор формы диалога пользователей (полудуплексная, дуплексная передача).

Представительный уровень - преобразует информацию к виду, который требуют прикладные процессы пользователей (например, прием данных в коде ASCII и выдача их на экран дисплея в виде страницы текста с заданным числом и длиной строк),занимается синтаксисом данных.

Прикладной уровень - занимается поддержкой прикладного процесса пользователя и имеет дело с семантикой данных. Он является границей между процессами сети и прикладными (пользовательскими) процессами. На этом уровне выполняются вычислительные, информационно-поисковые и справоч­ные работы, осуществляется логическое преобразование данных пользователя.

 

 

10. Методы доступа к передающей среде, определяющие правила ее «захвата», могут быть разделены на:

1). Селективные методы, при реализации которых с помощью соответствующего протокола передачи данных рабочая станция осуществляет передачу только после получения разрешения, которое либо направляется каждой рабочей станции по очереди центральным управляющим органом сети (такой алгоритм называется циклическим опросом), либо передается от станции к станции (алгоритм передачи маркера).

2). Методы, основанные на соперничестве (методы случайного доступа, методы «состязаний» абонентов), когда каждая PC пытается «захватить» передающую среду. При этом может использоваться несколько способов передачи данных: базовый асинхронный, синхронизация режима работы канала путем тактирования моментов передачи кадров, прослушивание канала перед началом передачи данных по правилу «слушай, прежде чем говорить», прослушивание канала во время передачи данных по правилу «слушай, пока говоришь». Эти способы используются вместе или раздельно и обеспечивают различные варианты загруженности канала и стоимости сети.

3). Методы, основанные на резервировании времени, принадлежат к чис­лу наиболее ранних и простых. Любая PC осуществляет передачу только в течение временных интервалов (слотов), заранее для нее зарезервированных. Все слоты распределяются между станциями либо поровну (в неприоритетных системах), либо с учетом приоритетов АС, когда некоторые PC за фиксированный интервал времени получают большее число слотов. Станция, владеющая слотом, получает канал в свое полное распоряжение. Такие методы целесообразно применять в сетях с малым числом АС, так как канал используется неэффективно.

4). Кольцевые методы предназначены специально для ЛВС с кольцевой топологией (хотя большинство указанных методов может использоваться в таких сетях). К ним относятся два метода - вставка регистров и сегменти­рованная передача (метод временных сегментов).

При реализации метода вставки регистра рабочая станция содержит регистр (буфер), подключаемый параллельно к кольцу. В регистр записывается кадр для передачи, и станция ожидает межкадрового промежутка в моноканале. С его появлением регистр включается в кольцо (до этого он был отключен от кольца) и содержимое регистра передается в линию. Если во время передачи станция получает кадр, он записывается в буфер и передается вслед за кадром, передаваемым этой станцией. Этот метод допускает «подсадку» в кольцо нескольких кадров.

При использовании в ЛВС с кольцевой топологией сегментированной передачи временные сегменты формируются управляющей станцией сети. Они имеют одинаковую протяженность и циркулируют по кольцу. Каждая станция, периодически обращаясь в сеть, может дождаться временного сегмента, помеченного меткой «свободный». В этот сегмент станция помещает свой кадр фиксированной длины, при этом в сегменте метка «свободный» заменяется меткой «занятый». После доставки кадра адресату сегмент вновь освобождается. Важным преимуществом такого метода является возможность одновременной передачи кадров несколькими PC. Однако передача допуска­ется только кадрами фиксированной длины.

11.В ТВС используются сети связи - телефонные, телеграфные, телевизионные, спутниковые. В качестве линий связи применяются - кабельные (обычные телефонные линии связи, витая пара, коаксиальный кабель, волоконнооптические линии связи (BОЛС), или световоды), радиорелейные, радиолинии.

Среди кабельных линий связи наилучшие показатели имеют световоды. Основные их преимущества: высокая пропускная способность (сотни мегабит в секунду), обусловленная использованием электромагнитных волн оптического диапазона, нечувствительность к внешним электромагнитным полям и от­сутствие собственных электромагнитных излучений, низкая трудоемкость про­кладки оптического кабеля, искро-, взрыво- и пожаробезопасность, повышен­ная устойчивость к агрессивным средам; небольшая удельная масса (отношение погонной массы к полосе пропускания); широкие области применения (созда­ние магистралей коллективного доступа, систем связи ЭВМ с периферийными устройствами локальных сетей, в микропроцессорной технике и т.д)

Недостатки ВОЛС' передача сигналов осуществляется только в одном направлении, подключение к световоду дополнительных ЭВМ значительно ослабляет сигнал; необходимые для световодов высокоскоростные модемы пока еще дороги; световоды, соединяющие ЭВМ, должны снабжаться пре­образователями электрических сигналов в световые и обратно.

В ТВС нашли применение следующие типы каналов связи

• симплексные, когда передатчик и приемник связываются одной линией связи, по которой информация передается только в одном направлении (это характерно для телевизионных сетей связи);

• полудуплексные, когда два узла связи соединены также одной линией, по которой информация передается попеременно то в одном направлении, то в противоположном (это характерно для информационно-справочных, запрос -ответных систем);

• дуплексные, когда два узла связи соединены двумя линиями (прямой линией связи и обратной), по которым информация одновременно пере­дается в противоположных направлениях. Дуплексные каналы приме­няются в системах с решающей и информационной обратной связью.

 

12. В ТКС различают выделенные (некоммутируемые) каналы связи и с коммутацией на время передачи информации по этим каналам

При использовании выделенных каналов связи приемопередающая аппаратура узлов связи постоянно соединена между собой. Этим обеспечиваются высокая степень готовности системы к передаче информации, более высокое качество связи, поддержка большого объема графика. Из-за сравнительно больших расходов на эксплуатацию сетей с выделенными каналами связи их рентабельность достигается только при условии достаточно полной загрузки каналов.

Для коммутируемых каналов связи, создаваемых только на время передачи фиксированного объема информации, характерны высокая гибкость и сравнительно небольшая стоимость (при малом объеме трафика). Недостатки таких каналов потери времени на коммутацию (установление связи между абонентами), возможность блокировки из-за занятости отдельных участков линии связи, более низкое качество связи, большая стоимость при значи­тельном объеме трафика.

 

 

13. Пересылка данных от одного узла ТКС к другому осуществляется последовательной передачей всех битов сообщения от источника к пункту назначения. Физически информационные биты передаются в виде аналоговых или цифровых электрических сигналов Аналоговыми называются сигналы, которые могут представлять бесчисленное количество значений некоторой величины в пределах ограниченного диапазона. Цифровые (дискретные) сигналы могут иметь одно или конечный набор значений. При работе с аналоговыми сигналами для передачи закодированных данных используется аналоговый несущий сигнал синусоидальной формы, а при работе с цифровыми сигналами – двухуровневый дискретный сигнал. Аналоговые сигналы менее чувствительны к искажению, обусловленному затуханием в передающей среде, зато кодирование и декодирование данных проще осуществляются для цифровых сигналов.

Аналоговое кодирование применяется при передаче цифровых данных по телефонным (аналоговым) линиям связи, доминирующим в региональных и глобальных ТВС и изначально ориентированным на передачу акустических сигналов (речи). Перед передачей цифровые данные, поступающие обычно из ЭВМ, преобразуются в аналоговую форму с помощью модулятора-демодулятора (модема), обеспечивающего цифро-аналоговый интерфейс.

Возможны три способа преобразования цифровых данных в аналоговую форму или три метода модуляции:

• амплитудная модуляция, когда меняется только амплитуда несущей синусоидальных колебаний в соответствии с последовательностью пе­редаваемых информационных битов- например, при передаче единицы амплитуда колебаний устанавливается большой, а при передаче нуля -малой или сигнал несущей вообще отсутствует,

• частотная модуляция, когда под действием модулирующих сигналов (передаваемых информационных битов) меняется только частота несущей синусоидальных колебаний, например, при передаче нуля – низкая:

• фазовая модуляция, когда в соответствии с последовательностью пе­редаваемых информационных битов изменяется только фаза несущей синусоидальных колебаний: при переходе от сигнала 1 к сигналу 0 или наоборот фаза меняется на 180°.

Передающий модем преобразует (модулирует) сигнал несущей синусои­дальных колебаний (амплитуду,