Локальные компьютерные сети

При работе на персональном компьютере в автономном режиме пользователи могут обмениваться информацией (программами, документами и так далее), лишь копируя ее на дискеты. Однако перемещение дискеты между компьюте­рами не всегда возможно и может занимать достаточно про­должительное время.

Создание компьютерных сетей вызвано практической по­требностью совместного использования информации пользо­вателями, работающими на удаленных друг от друга компь­ютерах. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместного ис­пользования принтеров и других периферийных устройств и даже одновременной работы с документами.

Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс, состоящий из 8-12 компьютеров) или в одном зда­нии (например, в здании школы могут быть объединены в локальную сеть несколько десятков компьютеров, установ­ленных в различных предметных кабинетах).

Локальная сеть объединяет несколько компьютеров и дает возможность пользователям совместно ис­пользовать ресурсы компьютеров, а также подклю­ченных к сети периферийных устройств (принтеров, плоттеров, дисков, модемов и др.).

В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, то есть пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (диски, каталоги, файлы) сделать общедоступными по сети. Такие сети называются од­норанговыми.

Если к локальной сети подключено более 10 компьюте­ров, одноранговая сеть может оказаться недостаточно произ­водительной. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении ин­формации в сети некоторые компьютеры специально выде­ляются для хранения файлов и программных приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть — сетью на основе сервера.

Аппаратное обеспечение сети.Каждый компьютер, под­ключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер).

Основной функцией сетевого адаптера является передача и прием информации из сети. В настоящее время наиболее часто используются сетевые адаптеры типа EtherNet, ко­торые могут объединять в сеть компьютеры различных аппаратных и программных платформ (IBM-со­вместимые, Macintosh, Unix-компь­ютеры).

Соединение компьютеров (сете­вых адаптеров) между собой произ­ водится с помощью кабелей различных типов (коаксиаль­ного, витой пары, оптоволоконного). J\nn подключения к локальной сети портативных компьютеров часто исполь­зуется беспроводное подключение, при котором передача данных осуществляется с помощью электромагнитных волн.

Важнейшей характеристикой локальных сетей, которая определяется типом используемых сетевых адаптеров и ка­белей, является скорость передачи информации по сети. Скорость передачи информации по локальной сети обычно находится в диапазоне от 10 до 100Мбит/с.

Топология сети.Общая схема соединения компьютеров в локальной сети называется топологией сети. Топологии сети могут быть различными.

Вариант соединения компью­теров между собой, когда кабель проходит от одного компьютера к другому, последовательно сое­диняя компьютеры и перифе­рийные устройства между собой, называется линейной шиной.

Если к каждому компьютеру подходит отдельный кабель из одного центрального узла, то ре­ализуется локальная сеть типа «звезда».

Обычно при такой схеме сое­динения центральным узлом яв­ляется более мощный компью­тер.

Преимущество локальной сети типа «звезда» перед локаль­ной сетью типа «линейная шина» состоит в том, что при выхо­де из строя сетевого кабеля у одного компьютера локальная сеть в целом продолжает нормально функционировать.

Предоставление доступа к ресурсам компьютера. В опера­ционной системе Windows пользователь любого компьютера, подключенного к сети, может предоставить доступ к своим дискам, папкам или файлам. Пользователи, работающие за другими компьютерами, могут после этого пользоваться пре­доставленными ресурсами.

Центральный процессор

Центральный процессор является основным компонентом, «мозгом» компьютера и определяет его самые основные характеристик. Микропроцессор — это большая интегральная схема (БИС), сформированная на кристалле кремния. Кремний обладает полупроводниковыми свойствами, его проводимостью можно управлять путем введения примесей. Микропроцессор содержит миллионы транзисторов, соединенных между собой тончайшими проводниками из алюминия или меди.

Изготовление микропроцессора — это сложнейший технологический процесс, включающий в себя несколько сотен этапов. Микропроцессоры формируются на поверхности тонких пластин кремния, которые нарезают из длинных цилиндрических кристаллов кремния, выращенных из расплава кремниевого песка.

В процессе изготовления микросхем на пластины-заготовки наносятся тончайшие слои различных материалов. На них фотолитографическим способом слой за слоем формируют «рисунок» будущей микросхемы.

В ходе следующей операции, называемой легированием, открытые участки кремниевой пластины бомбардируют ионами различных химических элементов, которые формируют в кремнии микроскопические участки, имеющие различную электрическую проводимость.

Каждый слой процессора имеет свой собственный рисунок, в совокупности все эти слои образуют трехмерную структуру процессора.

После этого пластины разрезают на отдельные микросхемы, которые проходят тщательное тестирование, чтобы проверить качество выполнения всех технологических операций. Заготовки, в которых обнаруживаются неисправности, просто выбраковываются, поскольку не существует способов исправления ошибок. Затем каждый кристалл помещают в защитный корпус и припаивают к нему выводы.

Компания Intel является основным производителем процессоров. Она обеспечивает около 80 % мирового производства центральных процессоров. На самом деле основными производителями процессоров, как, впрочем, и практически всех других компонентов ПК, являются страны третьего мира — Гонконг, Южная Корея, Тайвань и т.д. Однако они работают по технологии, разработанной корпорацией Intel, и под ее строгим контролем. Это относится и к другим фирмам-производителям. Корпорацией Intel производятся несколько типов процессоров:

Pentium IV — предназначен для высокопроизводительных компьютеров с расширенными мультимедийными функциями;-

Celeron D — выпускается для недорогих домашних и офисных компьютеров. Является упрощенной версией Pentium IV, отличается от него уменьшенной тактовой частотой. Celeron и Pentium IV совместимы по гнездам и поэтому взаимозаменяемы.

Корпорация AMD (Advanced Micro Devices) занимает второе место в мире по производству процессоров после Intel и обеспечивает около 20 % их мирового производства. Эти компании уже много лет являются коммерческими и технологическими конкурентами, борьба которых за рынки сбыта своей продукции обеспечивает быстрый технологический прогресс в этой высокотехнологической области. В настоящее время компанией AMD производятся следующие типы процессоров:

Athlon 64 — для высокопроизводительных компьютеров. Прямой конкурент Pentium IV. Даже частота указывается не физическая, а эквивалентная Pentium IV. Для обычного пользователя ПК оба процессора практически равноценны;

Sempron — используется в недорогих домашних и офисных компьютерах. Является урезанной версией Athlon 64. Прямые конкуренты процессора Celeron D Athlon 64 и Sempron совместимы по гнездам и взаимозаменяемы.

Основными компонентами центрального процессора являются ядро, кэш-память и шина. Ядро процессора выполняет инструкции. Операнды инструкций хранятся в регистрах. Размер регистров определяет разрядность процессора. Понятие «ядро» имеет и топологический смысл — оно размещено в центре микросхемы процессора, а по его периферии располагаются кэш-память и другие блоки. Один и тот же тип процессора может быть построен на различных «ядрах».

Кэш-память L1 и L2 (уровни 1 и 2 от англ. level — «уровень») является своего рода буфером, согласующим быстрый процессор и относительно медленную оперативную память, что значительно ускоряет процесс обработки данных. Кэш 1 обычно интегрирован в кристалл процессора и является его неотъемлемой частью.

Связь процессора с другими устройствами на системной плате, в частности с основной памятью, осуществляется через шину процессора. Заметим, что раньше и основная память, и процессор находились на одной шине, которая называлась системной. Сейчас для повышения производительности процессор имеет собственную шину.

Основные параметры процессоров приведены в табл. 2.1.

Тактовая частота процессора.Тактовая частота — это основная характеристика процессора, которая определяет его возможности и производительность системы в целом. Каждый тип процессора выпускается в виде целой линейки (семейства) моделей, отличающихся различными характеристиками и, прежде всего, тактовой частотой. Так, процессор Pentium IV может выпускаться в различных модификациях с тактовой частотой от 2,0 до 3,8 МГц.

Тактовая частота процессора определяется двумя факторами: частотой системной шины и внутренним множителем процессора (внутренней тактовой частотой). Первый параметр фактически не зависит от самого процессора, а определяется системной платой, точнее ее чипсетом. Системные платы могут выпускаться с разными частотами — от 256 до 800 МГц .

Билет №26