Вычислительные системы в САПР

В зависимости от назначения существуют АРМ конструктора, АРМ тех­нолога, АРМ руководителя проекта и т. п. Они могут различаться составом пе­риферийных устройств, характеристиками ЭВМ.

Специально выпускаемые ЭВМ как серверы высокой производительности обычно имеют структуру симметричной многопроцессорной вычислительной системы. В них системная память разделяется всеми процессорами, каждый процессор может иметь свою сверхоперативную память сравнительно неболь­шой емкости, число процессоров невелико (единицы, редко более десяти). Например, сервер Enterprise 250 (Sun Microsystems) имеет один-два процессора, его цена в зависимости от комплектации колеблется в диапазоне 24 ... 56 тыс. долл., а сервер Enterprise 450 с четырьмя процессорами стоит от 82 до 95 тыс. долл.

Периферийные устройства

Для ввода графической информации с имеющихся документов в САПР ис­пользуют дигитайзеры и сканеры.

Дигитайзерприменяют для ручного ввода. Он имеет вид кульмана, по его электронной доске перемещается курсор, на котором расположены визир и кно­почная панель. Курсор имеет электромагнитную связь с сеткой проводников в электронной доске. При нажатии кнопки в некоторой позиции курсора происходит занесение в память информации о координатах этой позиции. Таким образом может осуществляться ручная «сколка» чертежей.

Для автоматического ввода информации с имеющихся текстовых или гра­фических документов используют сканерыпланшетного или протяжного типа. Способ считывания оптический. В сканирующей головке размещаются опто­волоконные самофокусирующиеся линзы и фотоэлементы. Разрешающая способность в разных моделях составляет от 300 до 800 точек на дюйм (этот параметр часто обозначают dpi). Считанная информация имеет растровую фор­му, программное обеспечение сканера представляет ее в одном из стандарт­ных форматов, например TIFF, GIF, PCX, JPEG, и для дальнейшей обработки может выполнить векторизацию — перевод графической информации в вектор­ную форму, например в формат DXF.

Для вывода информации применяют принтерыи плоттеры. Первые из них ориентированы на получение документов малого формата (A3, А4), вторые — на вывод графической информации на широкоформатные носители.

Методы доступа в локальных вычислительных сетях

Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов

Доступом к сетиназывают взаимодействие станции (узла сети) со средой передачи данных для обмена информацией с другими станциями. Управление доступом к сети — это установление последовательности, в которой станции получают доступ к среде передачи данных.

Различают случайные и детерминированные методы доступа. Среди слу­чайных методов наиболее известен метод множественного доступа с контро­лем несущей и обнаружением конфликтов (МДКН/ОК). Англоязычное назва­ние метода — Carrier Sense Multiple Access /Collision Detection (CSMAI CD). Этот метод основан на контроле наличия электрических колебаний (несущей) в линии передачи данных и устранении конфликтов, возникающих в случае по­пыток одновременного начала передачи двумя или более станциями, путем по­вторения попыток захвата линии через случайный отрезок времени.

Среди детерминированных методов преобладают маркерные методы до­ступа. Маркерный метод — метод доступа к среде передачи данных в ЛВС, основанный на передаче полномочий передающей станции с помощью специ­ального информационного объекта, называемого маркером. Под полномочием понимается право инициировать определенные действия, динамически предо­ставляемые объекту, например станции данных в информационной сети.

2.4. Локальные вычислительные сети Ethernet

Состав аппаратуры

Одной из первых среди ЛВС шинной структуры была создана сеть Ether­net, разработанная фирмой Xerox. В этой сети был применен метод доступа МДКН/ОК. Позднее Ethernet стала основой стандарта IEEE 802/3. Другой вариант шинных ЛВС соответствует стандарту IEEE 802/4, описывающему сеть с эстафетной передачей маркера.

Технология Ethernet наиболее распространена в ЛВС. Так, по данным на 1996 г. 85 % всех компьютеров в ЛВС были в сетях Ethernet.

Сетевой контроллерреализует принятый метод доступа к каналу, а также в случае метода МДКН /ОК осуществляет действия по выработке сигнала зато­ра, по задержке в передаче при наличии конфликта или при занятом моноканале, по формированию кадров, кодированию (декодированию) электрических сиг­налов в (из) специальный последовательный код, называемый манчестерским, по распознаванию адреса в передаваемых по сети сообщениях.

Шестибайтовый MAC-адрес — уникальный номер сетевой платы, он назначается изготовителем по выданной ему лицензии на определенный диапазон адресов.

Разновидности сетей Ethernet

1. Thick Ethernet(шина с «толстым» кабелем); принятое обозначение вариан­та 10Base-5, где первый элемент «10» характеризует скорость передачи данных по линии 10 Мбит/с, последний элемент «5» — максимальную длину сегмента кабеля (в сотнях метров), т. е. 500 м. Другие параметры сети: максимальное число сегментов 5; максимальное число узлов на одном сегменте 100; ми­нимальное расстояние между узлами 2,5 м. Здесь под сегментом кабеля понимается часть кабеля, используемая в качестве линии передачи данных и имеющая на концах согласующие элементы {терминаторы) для предотвра­щения отражения сигналов.

2. Thin Ethernet(шина с «тонким» кабелем); принятое обозначение 10Base-2: максимальное число сегментов 5; максимальная длина сегмента 185 м; мак­симальное число узлов на одном сегменте 30; минимальное расстояние между узлами 0,5 м; скорость передачи данных по линии 10 Мбит/с.

3. TwistedPair Ethernet; принятое обозначение 10Base-T; это кабельная сеть с использованием витых пар проводов и концентраторов, называемых также распределителями или хабами (hubs). В состав сетевого оборудования входят активные (АН) и пас­сивные (РН) концентраторы (active and passive hubs), различие между которыми заключается в наличии или отсутствии усиления сигналов и в количестве портов.

4. Fiber Optic Ethernet(шина на основе оптоволоконного кабеля), обозначе­ние 10Base-F; применяется для соединений точка—точка, например для соеди­нения двух конкретных распределителей в кабельной сети. Максимальные дли­ны—в пределах 2 ... 4 км.

5. RadioEthernet(стандарт IEEE 802/11). Среда передачи данных — радио­волны, распространяющиеся в эфире. Структура сети может быть «постоянной» при наличии базовой кабельной сети с точками доступа от узлов по радио­каналам или «временной», когда обмены между узлами происходят только по радиоканалам.Скорость передачи данных составляет 11 Мбит/с при работе в диапазоне волн 2,4 ГГц, возможно увеличение скорости до 54 Мбит/с при переходе в диапазон 5 ГГц.

6. Fast Ethernet, иначе называемая 100Base-X или 100Base-T (стандарт IEEE 802/3u). Информационная скорость 100 Мбит/с. В этой сети применен метод доступа МДКН /ОК. Используется для построения скоростных ЛВС (по­следовательно включается не более двух хабов),

7. Gigabit Ethernet(1000Base-X). В этом варианте получены гигабитные скорости. В соответствии со стандартом IEEE 802.3z имеются разновидности на ВОЛС с длиной волны 830 или 1270 нм (соответственно 1000Base-SX и 1000Base-LX) на расстояниях до 550 и 5000 м, на витой паре категории 5 (1000Base-CX) на расстояниях до 25 м. Скорость до 1 Гбит/с. Такая скорость достигается благодаря следующим решениям.

Сети кольцевой топологии

Сеть Token Ring

В кольцевых локальных сетях сигналы циркулируют по кольцу, состоящему из ряда отрезков линии связи, которые соединяют пары соседних узлов. Эти отрезки соединяются в узлах через повторители сигналов, выполняющие функции приема и передачи сигналов как из кольца и в кольцо, так и между АКД и линией. Повторители вносят некоторую задержку в передачу сигналов, поэтому общая задержка зависит от числа станций, включенных в кольцо.

Сеть FDDI

Сеть FDDI относится к высокоскоростным сетям, имеет кольцевую тополо­гию, использует ВОЛС и специфический вариант маркерного метода доступа.

В основном варианте сети применено двойное кольцо на ВОЛС. Обес­печивается информационная скорость 100 Мбит/с. Расстояние между крайни­ми узлами — до 200 км, между соседними станциями — не более 2 км. Макси­мальное число узлов 500. В ВОЛС применяются волны длиной 1300 нм.

Два кольца ВОЛС используются одновременно. Станции можно подключать к одному из колец или к обоим сразу.Использование конкретным узлом обоих колец позволяет получить для этого узла суммарную пропускную способность 200 Мбит/с.