Вопрос 1. Структура машин фон-Неймана, с общей шиной, с каналами прямого доступа в память. Сравнительный анализ и область применения.

Вопрос 1. Структура машин фон-Неймана, с общей шиной, с каналами прямого доступа в память. Сравнительный анализ и область применения.

По принципу Неймана ВМ состоит из устройств ввода-вывода, АЛУ, ОЗУ, и устройства управления.

Структура с общей шиной:

В такой структуре обмен информацией в любой момент времени может происходить только между двумя устройствами. Основным достоинством является простота (в том числе добавления или изъятия отдельных компонентов). Основной недостаток – низкое быстродействие и низкая надёжность (из-за наличия общего компонента – шины). Свойства:

1) наименьшая стоимость;

2) наименьшая сложность;

3) изменение конфигурации устройств не вызывает сложностей и осуществляется путём добавления или исключения отдельных функциональных устройств;

4) общие возможности системы ограничены скоростью передачи через ОШ;

5) отказ ОШ приводит к катастрофическому отказу системы;

6) Расширение системы путём добавления новых устройств может привести, начиная с некоторой конфигурации, к уменьшению производительности системы;

7) Достижимая эффективность системы при одновременном использовании всех готовых к работе устройств является наиболее низкой.

Структура с ОШ рекомендуется к применению в малых системах.

Структура с каналами прямого доступа в память:

В такой структуре, всё что связано с коммуникацией устройств выполняется в ОЗУ. Модули ОЗУ имеют число входов, соответствующее числу устройств. Такой способ позволяет сохранять все достоинства систем с перекрёстной коммутацией (надёжность, скорость), несколько упрощая при этом систему. Свойства:

1) требуются наиболее дорогие устройства ОП;

2) относительно дешёвые системы;

3) очень высокая скорость передачи информации;

4) размер и конфигурация возможных дополнений в системе определяется и ограничивается числом имеющихся модулей памяти;

5) требуется большое число соединительных кабелей и сопрягающих устройств.

6) расширение системы приводит к увеличению производительности системы в целом.

Системы с такими структурами применяются в многопроцессорных комплексах.

Агоритм Роша.

Вводят понятие – перепад на синхровходе - e, т.е. синхроперепады являющиеся специальным условием транспортировки активного сигнала.

Обозначения: p-неактивный перепад из 0 в 1 на выходе эл-та

d-активный перепад из 0 в 1 на выходе эл-та.

Например для D триггера:

S	D	C	R	Q	Not Q
	d	e		d	not p
D	x	x	not p	not d	P
	e		d	d	not p
…	…	...	…	…	…

Можно рассмотреть работу элемента как в синхронном так и в асинхронном режиме (Например для того же триггера удерживание 1 на входах R и S заставляет триггер работать в синхронном режиме, иначе триггер работает в асинхронном режиме.

Алгоритм построения каждого набора включает в себя 2 фазы:

ü Фаза прямого распространения. Включает в себя все действия, обеспечивающие транспортировку активного перепада от проверяемой точки схемы к наблюдаемым выходам.

ü Фаза обратного распространения: включает в себя все действия, обеспечивающие транспортировку всех небезразличных значений сигналов к управляемым выходам схемы.

Т.е. построение тех таблиц вида

dxxxxx11xd1xxx

d 0 not d

dxxxxx11xd10 not d

итд…

Троичное моделирование

В данном методе кроме значений сигналов “0” и “1” используется так же третий сигнал “1/2”, который означает изменение сигнала с “0”->”1” или “1”->”0”.

Троичное моделирование предназначено, для определения состязаний в цифровой схеме, когда набор входных значений X₁еняется на X₂

Моделирование выполняется следующим образом:

Выходам всех схем приписываются значения “1/2”;

на входы схемы подаются последовательно наборы X₁, X_1/2 и X₂.

При моделировании цифровых схем с памятью возможна многократная обработка одних и тех же элементов. Подобная обработка выполняется до тех пор, пока на выходах элементов не появятся устоявшиеся значения “0”, “1”, “1/2”.

Так как используется троичное моделирование, то применяются тождества в троичной логике :

XÙ0=0; XÙ1=X;

XÚ0=X; XÚ1;

ØX=1-X;

Остальные логические операции могут быть выведены через базис дизъюнкции, конъюнкции и отрицания, приведенный выше.

Результатом моделирования является тройка значений, установившихся на выходе элемента, при подаче на вход последовательно наборы X₁,X_1/2, X₂.

Комбинации вида “0,0,0” и “1,1,1” свидетельствуют о том, что выход элемента принимает определённое значение, и состязания при смене входных наборов не происходит.

Комбинации вида “0,1/2,0” “1,1/2,1” свидетельствуют о том, что возможно появление ложного импульса.

Комбинации вида “0,1/2,1/2” “1/2,1/2,1/2” и аналогичные, указывают на то, что возможны неопределённые значения или на возникновение генератора режима в контуре обратной связи.

Пример:

Входные наборы	Входы схемы	Выходы схемы
X1				½	½	½	½	½
X1,2	½	½	½
			½	½	½	½	½
X2				½	½	½	½	½
			½			½	½

Выходы элементов 5 и 6 сл.: “0, ½,0”, и “1, ½,0”, что указывает на возможность ложного импульса.

Дисковый том в MS DOS

Все типы дисков используют размер сектора 512 байт в MS DOS.

Группы цилиндров могут относиться к различным операционным системам. Программа DOS FDISK может разбивать фиксированный диск на несколько разделов (до четырех) разного размера.

Дисковые сектора определяются магнитной информацией, которую записывает утилита форматизации диска. Информация включает идентификационный номер каждого сектора. BIOS нумерует сектора 1-8, 1-9 или 1-15, в зависимости от емкости диска. Дорожки не маркируются, вместо этого они определяются механически по смещению головки чтения/записи от внешнего края диска. Дорожки нумеруются от 0 до 39 для дискет диаметром 5 1/4 дюйма, а для дисков большей емкости их может быть больше. Дисковые функции BIOS обращаются к определенному сектору, указывая номера дорожки и сектора. Однако функции DOS рассматривают все сектора диска, как одну цепь, которая нумеруется подряд, начиная от 0, поэтому каждый сектор имеет свой логический номер сектора.

Для дискет первый сектор (дорожка 0, сектор 1) содержит запись начальной загрузки, которая является небольшой программой, позволяющей компьютеру считать с дискового накопителя остальные части MS DOS. Затем идут две копии таблицы размещения файлов, которые содержат информацию о распределении дискового пространства (вторая копия хранится из соображений безопасности). Затем идет корневой каталог, который содержит список файлов и ссылок на подкаталоги, а также указывает в каком месте диска они начинаются.

Hаконец, далее идут две небольшие программы DOS IBMBIO.COM и IBMDOS.COM, которые считываются при старте и обеспечивают компьютер возможностями необходимыми для нахождения и загрузки файла COMMAND.COM.

Фиксированные диски имеют главную запись загрузки, которая содержит таблицу разделов, позволяющую разделить диск между несколькими операционными системами. Таблица разделов содержит информацию о том, где на диске начинается раздел DOS, а также первый сектор какого раздела содержит запись начальной загрузки. В остальном, раздел организован так же, как и дискета.

Файловая система

Диск использует таблицу размещения файлов (FAT) для отведения дискового пространства файлам и хранения информации о свободных секторах. Из соображений безопасности на всех дисках хранятся две копии FAT. Они хранятся последовательно, в секторах с самыми младшими доступными логическими номерами, начиная со стороны 0, дорожки 0, сектора 2 (сектор 1 также занят записью начальной загрузки). Число секторов, занимаемых FAT определяется размером и типом диска

Таблица размещения файлов хранит информацию о каждом кластере секторов на диске. Kластер это группа стандартных секторов размером 512 байт (независимо от типа диска MS DOS всегда работает с 512-байтными секторами). Группа секторов используется, чтобы уменьшить размер FAT.

Kаждая позиция в таблице размещения файлов соответствует определенной позиции кластера на диске. Обычно файл занимает несколько кластеров и запись в каталоге файлов содержит номер стартового кластера, в котором записано начало файла. Просмотрев позицию FAT, соответствующую первому кластеру, DOS находит номер кластера, в котором хранится следующая порция этого файла. Этому кластеру соответствует своя запись в FAT, которая в свою очередь содержит номер следующего кластера в цепочке. Для последнего кластера, занятого файлом FAT содержит значения от FF8₁₆ до FFF₁₆.

Hеиспользуемым (или освобожденным) кластерам записывается значение 000, а плохим секторам - FF7₁₆. Hаконец, значения от FF0₁₆ до FF7₁₆ приписываются резервным кластерам.

Hомер кластера содержит 3 шестнадцатеричные цифры, для хранения которых требуется 1 1/2 байта. Для уменьшения размеров FAT числа для двух соседних кластеров хранятся в трех последовательных байтах таблицы. MS DOS автоматически производит все необходимые вычисления.

Первые три байта FAT не используются для номеров кластеров.

Первый байт содержит код, определяющий тип диска, а следующие 2 байта оба равны FF₁₆. Поскольку эти позиции таблицы заняты, то кластеры нумеруются, начиная с 2, причем кластеры 2 и 3 занимают вторую тройку байт таблицы.

MS DOS 3.0 может создавать FAT с записями размером 16 бит. Такие записи необходимы для фиксированных дисков размером более 10M, которые имеют больше, чем 4086 кластеров.

Для нахождения следующего кластера файла:

1. Умножить номер кластера на 1.5.

2. Прочитать 2 байта с полученным смещением (округляя вниз).

3. Если номер кластера четный, то взять младшие 12 бит, иначе взять старшие 12 бит.

Для преобразования номера кластера в логический номер сектора:

1. Вычесть 2 из номера кластера.

2. Умножить результат на число секторов в кластере.

Kаждый диск имеет один корневой каталог, с которого начинается поиск всех остальных каталогов. Kорневой каталог может содержать элементы, указывающие на подкаталоги, которые в свою очередь могут содержать ссылки на другие подкаталоги, образуя древовидную структуру каталогов. Kорневой каталог всегда расположен в определенных секторах диска; подкаталоги хранятся как обычные дисковые файлы, поэтому они могут быть расположены в любом месте диска.

Фиксированный диск может содержать до четырех корневых каталогов, если он разбит на разделы, хотя MS DOS "видит" только один корневой каталог. Kаталоги могут иметь различные размеры, в зависимости от размера диска и его разбиения на разделы. В следующей таблице приведены размеры и позиции корневых каталогов для разных типов дисков:

Тип диска	Размер каталога	Число элементов	Hачальный сектор
дискета 160K	4 сектора
дискета 180K	4 сектора
дискета 320K	7 секторов
дискета 1.2M	14 секторов
жесткий 10M	переменные
жесткий 20M	переменные

В зависимости от разбиения на разделы фиксированный диск может иметь различные размеры каталога и номер начального сектора. Если весь диск отведен для MS DOS, то на XT и AT под корневой каталог отводится 32 сектора, что позволяет иметь в нем 512 элементов.

Kак корневой каталог, так и подкаталоги, используют 32 байта для хранения информации об одном файле, независимо от типа диска.

Таким образом в каждом секторе может храниться информация о 16-ти элементах каталога. Kаждое 32-байтное поле разбито следующим образом:

Биты	0-7	8-10		12-21	22-23	24-25	26-27	28-31
Значение	Имя файла	Расширение файла	Атрибут файла	Зарезервировано	Время последнего доступа к файлу	Дата последнего доступа к файлу	Hачальный кластер	Размер файла

Точка между именем файла и его 3-байтным расширением не хранится. Все поля выровнены на левую границу, а пустые байты заполняются пробелами (код ASCII 32). Атрибут файла определяет является ли файл скрытым, защищенным от записи и т.д. Он определяет также специальные элементы каталога, такие как подкаталоги или метка тома. Информация о времени и дате упакована, поэтому для чтения этих значений требуются битовые операции.

Начальный кластер указывает на позицию в таблице размещения файлов (FAT). FAT хранит информацию о свободном пространстве на диске, а также отводит сектора при записи файла. FAT отводит дисковое пространство порциями, большими чем 1 сектор, которые называются кластерами. Файл расположен в цепочке кластеров и FAT содержит соответствующую цепочку элементов, указывающих, где эти кластеры расположены на диске.

Каталог должен указывать на начальное звено цепочки элементов файла в FAT, и эта информация содержится в поле начальный номер кластера. Поскольку файл обычно занимает последний отведенный ему кластер не целиком, то поле размер файла хранит точную длину файла в байтах.

Дескриптор файла – 16 битовое беззнаковое целое, используемое DOS и программами для обращения к файлам.

FCB -структура данных (файловые управляющие блоки), в которой содержится информация о позициях, в которых выполняются последовательно операции чтения или записи, о размерах записей в файле и прочие данные, которые, в основном, использует ОС.

Понятие дескрипторов файлов было введено в DOS версии 2.0.

Метод FCB:

Функция: 11₁₆ прерывания 21₁₆ - ищет первое появление файла.

Порядок вызовов: в DS:DX имя файла или путь на неоткрытый FCB.

При возврате AL будет содержать 0, если файл найден, и FF - если нет. DTA заполняется информацией из каталога. Для обычных FCB первый байт DTA содержит номер накопителя (1 = A и т.д.), а следующие 32 байта содержат элемент каталога. Для расширенного FCB первые 7 байтов файла копируются в первые 7 байтов расширенного FCB, восьмой байт указывает на накопитель, а следующие 32 байта – элемент каталога.

Пример:

;---в сегменте данных

FCB DB 1,'NEWDATABAK',25DUP(0)

;---ищем файл

MOV AH,11H ;функция поиска в каталоге

LEA DX,FCB ;указываем на FCB

INT 21H ;ищем

CMP AL,0 ;успешно?

JNE NO_FILE ;если нет, то процедура обработки ошибки

LEA BX,DTA ;теперь DS:BX указывает на элемент каталога

После использования функции 11₁₆ можно использовать функцию 12₁₆ для поиска следующих подходящих элементов, когда имя файла содержит джокеры. В данном случае в имени файла допустим только символ "?", но не "*". Эта функция работает в точности так же, как и первая, и если найден второй файл, то информация о первом файле в DTA будет уничтожена повторной записью.

Метод дескриптора файлов:

Функция: 4E₁₆ прерывания 21₁₆ ищет файл с данным именем.

Порядок вызова: DS:DX должны указывать на строку, дающую путь файла. Hапример, B:\EUROPE\FRANCE\PARIS указывает на файл PARIS. Строка может содержать до 63 символов и завершаться символом ASCII 0. Имя файла может содержать джокеры, включая как "?", так и "*". Поместите атрибут файла в CX; если он обычный то 0, следует произвести анализ ошибки.

При возврате устанавливается флаг переноса, если файл не найден. Если файл найден, то функция заполняет DTA информацией о файле. Отметим частный случай использования DTA методом дескриптора файлов - обычно, DTA используется функциями MS DOS для работы через FCB. Первые 21 байт DTA зарезервированы DOS для поиска следующих совпадающих файлов. Двадцать второй байт дает атрибут файла, за ним следуют два байта, содержащие время и еще два байта содержащие дату. Следующие 4 байта содержат размер файла (младшее слово сначала). И, наконец, дается имя файла в виде строки переменной длины, заканчивающейся байтом ASCII 0. Точка (ASCII 46) разделяет имя и расширение и не один из этих элементов не заполнен пробелами.

Пример:

;---в сегменте данных

PATH DB 'B:FRANCE\PARIS\4EME',0

;---ищем файл

MOV AH,4EH ;номер функции

LEA DX,PATH ;DS:DX указывают на путь

MOV CX,0 ;обычный атрибут файла

INT 21H ;ищем файл

JC NO_FILE ;уход, если не найден

LEA BX,DTA ;DS:BX указывают на DTA

MOV AL,[BX]+21 ;теперь атрибут файла в AL

Следующее появление имени файла (когда используются джокеры) ищется с помощью функции 4FH прерывания 21₁₆. Она готовится в точности так же, как и функция 4EH, при этом указатель DTA не должен меняться. Kогда других совпадений не найдено, то устанавливается флаг переноса, а в AX появляется 18.

Вопрос 82. Утилиты. Назначение. Примеры использования.

Утилита BE предназначена для создания диалоговых командных файлов и всевозможного их оформления.

Данная утилита входит в комплекс Norton Utilites.Собственного интерфейса не имеет и выполняется в командной строке.

Формат команды:

BE команды [параметры] [/DEBUG]

BE путь [ [GOTO] метка]

Команды:

ASK GOTO SA

BEEP JUMP SHIFTSTATE

BOX MONTHDAY TRIGGER

CLS PRINTCHAR WEEKDAY

DELAY REBOOT WINDOW

EXIT ROWCOL

/DEBUG на экран выводится код возврата (используется в процессе отладки).

Путь путь и имя файла в котором находятся команды и параметры ВЕ.

Метка метка в файле с которой стартует командный файл.

BE ASK "prompt" [key-list] [DEFAULT=key] [TIMEOUT=n] [ADJUST=n] [color]

Позволяет организовать диалог с пользователем.

"prompt" « сообщения »

[key-list] список символов

[DEFAULT=key] символ по умолчанию

[TIMEOUT=n] время ожидания =число секунд

После выполнения данной команды значение переменной ERRORLEVEL определяет значение символа, который выбрал пользователь.

BE BEEP [параметры] или BE BEEP command-file [/E]

Позволяет организовать звуковое сопровождение.

Параметры:

/Dn Длительность звучания звука n/18 секунд.
/Fn Частота звука в Гц.

/Rn повторить n раз.

/Wn пауза между звуками n/18 секунд.

/E Вывод на экран параметров.

BE BOX левый верхний угол правый нижний угол [SINGLE | DOUBLE] [color]

Рисует прямоугольник.

SINGLE одинарной толщины.

DOUBLE двойной толщины.

color цвет прямоугольника.

BE CLS [color] Очистка и установка экрана в заданный цвет.

BE PRINTCHAR символ, колличество [color] Вывод необходимого колличества символа

BE REBOOT [/VERIFY] [/COLD] Перезагрузка

/VERIFY подтверждение

BE ROWCOL row col ["text"] [color] Устанавливает курсор в требуемую позицию и выводит текст.

row № строки

col № столбца

SA основная установка [/N] или SA [интенсивность] цвет символа [ON цвет фона] [/N] [/CLS]

Выбор интенсивности = Bright Bold Blinking (Яркость Жирность Мерцание)

Выбор основной установки = Normal Reverse Underline

Выбор для цвета символа и фона:

White Black Red Magenta

Blue Green Cyan Yellow

Ключи:

/N Не устанавливается цвет бордюра.

/CLS Очистка экрана.

BE WEEKDAY (Sunday = 1) Возвращает код ошибки дню недели.

BE WINDOW левый верхний угол правый нижний угол [color] [EXPLODE\ZOOM] [SHADOW]

Рисует окно.

EXPLODE разворот окна.

SHADOW тень окна.

Операционные усилители

Операционным называется усилитель, предназначенный для выполнения математических операций при использовании его в схеме с обратной связью. Однако область применения ОУ, выполненного в виде микросхемы, значительно шире. Поэтому в настоящее время под ОУ принято понимать микросхему - усилитель постоянного тока, позволяющий строить узлы аппаратуры, функции и технические характеристики которых зависят только от свойств цепи обратной связи, в которую он включён.

Интегральный ОУ имеет следующие основные параметры:

1. Коэффициент усиления напряжения Куu – отношение изменения выходного напряжения к вызвавшему его изменению входного напряжения.

2. Частота единичного усиления f1 – значение частоты входного сигнала, при котором значение коэффициента усиления напряжения ОУ падает до единицы. Этот параметр определяет максимально реализуемую полосу усиления ОУ. Выходное напряжение на этой частоте ниже, чем для постоянного тока примерно в 30 раз.

3. Максимальное выходное напряжение U вых max – максимальное значение выходного напряжения, при котором искажения не превышают заданного значения.

4. Скорость нарастания выходного напряжения VU вых – отношение изменения Uвых от 10 до 90% от своего номинального значения ко времени, за которое произошло это изменение. Параметр характеризует скорость отклика ОУ на ступенчатое изменение сигнала на входе; при измерении ОУ охвачен ООС с общим коэффициентом усиления от 1 до 10.

5. Напряжение смещения Uсм – значение напряжения, которое необходимо подать на вход ОУ, чтобы на выходе напряжение было равно нулю.

6. Входные токи Iвх – токи, протекающие через входные контакты ОУ.

7. Разность входных токов DIвх. Входные токи могут отличатся друг от друга на 10..20%. Зная разность входных токов, можно легко подобрать наминал балансировочного резистора.

Все параметры ОУ изменяют своё значение – дрейфуют с изменением температуры. Особенно важными дрейфами являются:

8. Дрейф напряжения смещения D Uсм.

9. Дрейф разности входных токов DDIвх.

10. Максимальное входное напряжение Uвх – напряжение, прикладываемое между входными выходами ОУ, превышение которого ведёт к выходу параметров за установленные границы или разрушении прибора.

11. Максимальное синфазное входное напряжение Uвх сф – наибольшее значения напряжения, прикладываемого одновременно к обоим входным выходам ОУ относительно нулевого потенциала превышение которого нарушает работоспособность прибора.

12. Коэффициент ослабления синфазного сигнала Kос сф – отношение коэффициента усиления напряжения, приложенного между ходами ОУ, коэффициенту усиления общего для обоих входов напряжения.

13. Выходной ток Iвых – максимальное значение выходного тока ОУ, при котором гарантируется работоспособность прибора.

Компараторы

Компараторы являются специализированными ОУ с дифференциальным входом и одиночным или парафазным цифровым выходом. Входной каскад компаратора построен аналогично схеме ОУ и работает в линейном режиме. На выходе компаратора формируются сигналы высокого логического уровня, если разность входных сигналов меньше напряжения срабатывания компаратора, или низкого логического уровня, если разность входных сигналов превышает напряжение срабатывания компаратора. На один вход компаратора подаётся исследуемый сигнал, на другой – опорный потенциал.

Основными параметрами компараторов являются: чувствительность Uвх мин (точность, с которой компаратор может различать входной и опорный сигналы), быстродействие tздр (скорость отклика, определяемая задержкой срабатывания и временем нарастания сигнала), нагрузочная способность (способность компаратора управлять определённым числом входов цифровых микросхем).

Аналоговые перемножители

Аналоговые перемножители (АП) предназначены для перемножения двух аналоговых величин и поэтому могут использоваться для построения умножителей частоты, фазовых детекторов, балансных модуляторов, а также в системах автоматического регулирования в качестве перемножителей и схем возведения в степень, совместно с ОУ АП могут выполнять деление, извлечение корней и выделение тригонометрических функций.

Аналоговый перемножитель предназначен для реализации передаточной функции Uz=KUxUy, где Uz – выходное напряжение; Ux и Uy – переменные напряжения на входах X и Y соответственно; K – масштабный коэффициент.

SWITCH ETHERNET

Этот стандарт имеет алгоритмическую структуру полностью идентичную стандарту Ethernet но, в отличие от него, может предоставлять каждому поль­зо­ва­телю полную пропускную способность канала, за счет создания в моноканале несколь­ких виртуальных соединений между приемниками и передатчиками информации. Для реализации данного стандарта используется специальное оборудование – коммути­рующие концентраторы (концентраторы Switch). Данные коммутаторы при получе­нии пакета по одному из входов, отправляют его только в порт получателя. При при­ходе нескольких пакетов на вход коммутатора, он параллельно пересылает их в пор­ты получателей, образуя, таким образом, несколько виртуальных соединений на вре­мя передачи пакет.

Высокая суммарная пропускная способность (до нескольких Гбит/с ) достигает­ся за счет использования внутренней скоростной шины коммутатора.

В общем случае коммутатор реализуется, как быстродействующая специализированная мультипроцессорная система со скоростной внутренней шиной.

Switch Ethernet обеспечивает максимальную производительность при работе в одноранговых либо многосерверных сетях.

При работе ЛС в режиме "клиент-сервер", когда все абоненты обращаются к об­щему ресурсу, данный ресурс должен иметь самый скоростной канал, который бы под­держивал одновременную работу N медленных каналов. Это достигается исполь­зованием в коммутаторе нескольких каналов, реализованных по технологии Fast E к ко­торому и подключаются серверы.

Коммутатором поддерживается мостовой и сквозной режимы передачи.

Мостовой режим:при работе, передаваемый пакет полностью принимается коммутатором, анализируется и пересылается получателю. Данный режим аналогичен работе стандартного моста, и вносит задержку, связанную с необходимостью запоминания пакета.

Сквозной режимпри работе коммутатор сразу переадресует пакет получателю, после получения его адреса, содержащегося в заголовке. Данный способ обеспечивает минимальную задержку при передаче пакета.

Существует два класса коммутаторов:

Коммутаторы для рабочих групп (work group switches) – позволяют подсоединить к каждому своему порту только один сетевой адрес, то есть выполня­ется коммутация на уровне отдельных абонентов. Они имеют специальный порт расширения, который позволяет объединить их между собой по их внутренней шине.

Сетевые коммутаторы (network switches) – позволяют образовывать виртуальные соединения между сетевыми сегментами, то есть к каждому порту се­тевого коммутатора подключается некоторый сетевой сегмент. Они обеспечивают подключение к каждому порту до 1000 сетевых адресов. Сетевой коммутатор выпол­няет функцию многопортового моста между сетевыми сегментами.

VG

Это стандартизированная сетевая технологи, обеспечивающая скоростную передачу информации 100 Мбит/с по четырем неэкранированным витым парам категории 3,4,5. Данный стандарт поддерживает топологию типа "звезда" и использует централизованный метод доступа с приоритетом запросов – DPA (Demand Priority Access). Данный метод доступа является детерминированным и обеспечивает максимальную пропускную способность сети за счет отсутствия столкновений и задержек передачи эстафетного маркера, так как опрос абонентов осущ5ествляется аппаратно. Приоритетные запросы используются для обслуживания скоростных мультимедийных приложений, которые критичны к задержанию передачи сообщений.

Для построения сети 100VG используются специализированные компьютеры, реализующие аппаратно метод доступа DPA. В центре сети находится центральный коммутатор либо компьютер первого уровня. К нему подключаются абоненты либо коммутаторы второго уровня. Максимальное удаление абонента от коммутатора любого уровня – 100м (для кабеля категории 3,4) и 180м для кабеля категории 5, и до 2км для оптоволокна.

Абонент соединяется с коммутатором четырех проводной линией, которая работает в дуплексном режиме при передаче управляющих сигналов, и в полудуплексном при передаче информации. Обмен управляющими сигналами производится на стадии арбитража канала. По двум линиям из четырех абонент передает запрос, а по двум оставшимся коммутатор разрешает абоненту либо принимать, либо передавать информацию.

DPA-коммутатор постоянно отслеживает состояние портов (аппаратно). Если имеется приоритетный запрос, то он обслуживается в первую очередь. Коммутатор принимает по данному входу и передает его получателю, после этого, если нет приоритетных запросов на входах, в случае обнаружения запроса, коммутатор разрешает источнику передачу и переводит принимающую станцию в состояние приема. Если абонентом, выставившим запрос, является станция, то после получения доступа она может передать один пакет (нельзя монополизировать канал). Если абонент – это коммутатор нижнего уровня, то после получения доступа он может передать N запросов за один сеанс передачи (N – число входов), если при этом не поступят более приоритетные запросы.

Коммутатор отслеживает максимальную задержку сообщений при передаче приоритетных запросов. Если количество приоритетных запросов велико, и при этом невозможно передавать сообщения с меньшим приоритетом, то коммутатор переводит все неприоритетные сообщения в ранг приоритетных.

Структура сети, использующей технологию 100VG:

.

1 ур.

2 ур.

3 ур.

Команды магиcтрали BITBUS

- запуск задачи; чтение порта ввода/вывода;

- останов задачи; запись в порт ввода/вывода;

- чтение памяти; конъюнкция с содержимым порта;

- запись в память; дизъюнкция с содержимым порта;

- чтение содержимого регистра; запись регистра.

Имеется возможность введения команд определяемых пользователем. Опреде­лены два типа ответа: положительный и отрицательный. В случае отрицательного ответа на команду, проводится ее повторная передача. В случае вторичного отрицательного ответа, команда отменяется.

С каждой командой связан определенный формат передаваемой информации.

Структура команды записи:

Запись в память

Адрес

Счетчик байт

Данные

Структура команды чтения:

Чтение из памяти

Адрес

Счетчик байт

Данные

Фирмой Intel выпускается специальная элементная база для реализации сети BITBUS: это однокристальные микроЭВМ i8044. МикроЭВМ данного семейства содержат на кристалле 2 процессора i8051 и сетевой сопроцессор, реализующий протокол SDLC. Кроме того, на кристалле имеется двухпортовая буферная память, куда оба процессора могут записывать и считывать информацию. Такая реализация позволяет полностью разгрузить ЦП для решения прикладной задачи (от решения сетевой задачи).

Основные понятия и классификация ВЗУ

Внешняя память ЭВМ образует третий уровень в иерархической структуре памяти ЭВМ. Она строится на основе различного рода внешних ЗУ (ВЗУ): накопителей на магнитных дисках (НМД), накопителей на магнитной ленте (НМЛ), накопителей на оптических дисках (НОД), накопителей на магнитооптических дисках (НМОД) и др.

ВЗУ состоит из трех частей: носитель информации (съемный или стационарный), привод носителя и контроллер накопителя (ВЗУ).

Основные характеристики ВЗУ: емкость, быстродействие, надежность, стоимость. Емкость Е ВЗУ определяется плотностью записи и площадью (рабочего) носителя, измеряется МВ, ГВ.

Быстродействие ВЗУ определяется временем обращения t_обр:

V_ВЗУ =1/ t_обр; t_обр=t_дост + t_пер.(4.1)

Здесь: t_дост –время доступа к блоку информации (время поиска блока на носителе), t_пер –время передачи блока информации (чтения или записи на носитель), зависит от многих факторов и определяет другую характеристику – пропускную способность накопителя – скорость передачи V_пер=1/t_пер (количество бит или байт в секунду).

Надежность обычно определяется временем наработки на отказ Т=1/l, где l - интенсивность отказов.

Стоимость S – интегральная характеристика: зависит от емкости, быстродействия, надежности. Её можно (принято) характеризовать таким показателем, как удельная стоимость d: d = S/E – стоимость хранения единицы информации, например, стоимость хранения одного МВ информации.

ВЗУ можно классифицировать по различным признакам классификации: по типу носителя (рисунок 4.1), по способу доступа к информации. Здесь: МЛ – магнитная лента, ОД – оптический диск, МОД – магнитооптический диск, ЦМД – носитель на основе цилиндрических магнитных доменов, ПЗС – прибор с зарядовой связью.

По способу доступа к информации - ЗУ с произвольным (прямым) доступом к информации, ЗУ с последовательным доступом, со смешанным (комбинированным) доступом к информации.

К ЗУ с произвольным доступом относятся все ЗУ, в которых время доступа к блоку информации является постоянным, не зависит от адреса (номера) блока информации на носителе, поскольку доступ к нему осуществляется напрямую, без обращения к другим блокам на носителе.

К ЗУ с последовательным доступом относятся все ЗУ, в которых время доступа зависит от того, какое положение занимает адресуемый блок относительно средств чтения/записи информации. К этому типу относятся устройства, в которых выбор (поиск) блока с номером (n + N) осуществляется путем последовательного перебора (просмотра) блоков с номерами n+1,…,n+(N-1), где n - номер блока, к которому производилось последнее обращение.

ЗУ с последовательным доступом в свою очередь делятся на устройства с апериодическим и периодическим (циклическим) доступом.

К ЗУ с периодическим доступом относятся ВЗУ, в которых носитель вращается с постоянной скоростью и, следовательно, доступ к информации в них предоставляется (становится возможным) периодически (циклически) с периодом Т= 1/w, где w - угловая скорость вращения носителя относительно средств чтения/записи. К ним относятся ВЗУ типа накопителей на магнитных барабанах (НМБ), которые в настоящее время не применяются.

К ЗУ с последовательным апериодическим доступом относятся НМЛ.

Следует отметить, что накопители на магнитных дисках являются ЗУ смешанного типа. В них по номеру поверхности H обеспечивается прямой доступ, по номеру сектора S - последовательный периодический, и по номеру цилиндра C - последовательный апериодический доступ, т.к. информация на МД организована в виде трехмерного массива блоков (секторов). C логической точки зрения ЗУ на МД обычно относят к ЗУ с прямым доступом к информации.

Вопрос 1. Структура машин фон-Неймана, с общей шиной, с каналами прямого доступа в память. Сравнительный анализ и об