Топология турлері

Мазмұны

 

 

 

 

 

 

1Алғашқы ЭЕМ-дер,дербес комьютер архитектурасы

 

1.1 Есептеуіш техникасының дамуы ерте кезден – ақ басталды. Кейбір мысалдар: ХVII ғасырдың 40 – жылдарында Б.Паскаль (1613 – 1662) сандарды қоса алатын механикалық құылғы ойлап тапты. XVIII ғасырда В.Лейбниц сандарды қоса және көбейте алатын құрылғы жасап шығарды. ХІХ ғасырда Ч.Бэббидж (1792 – 1871) механикалық машинаны программа арқылы басқару жүйесімен біріктірді. XX ғасырдың 30 – жыл – дарының соңында Америкада қосу, азайту элементтері электрондық жад, механикалық компонент енгізілген ЭЕМ құрастырылып шықты. 40 – жылдардың соңғы кезінде қазіргі кезде қолданылып жүген ЭЕМ – дердің құрылу принціпінің негізінде бірсыпыра машиналар дайндалды. Алғашқы ЭЕМ - ді құру оның жқмыс істеуінің теориялық негіздерін 1946 – 1947 жылдары атақты матиматик Джон фон Нейман дайндап шықты. Мұнда өңделетін информация мен өңдеу програмасын сандық түрде пайдалану, деректер мен программаны машина – ның жадына орналастыру тәсілдері де қарастырылған.

                                      

1.2 ЭЕМ – дер төрт буындық түрге бөлінеді. 50 – жылдардың басында жарыққа шыға бастаған негізгі өң – деу құралы – бірінші буын ЭЕМ – дерінің ішкі құрылымы элементтері жеке бөлшектерден дайндалған электрондық – логикалық схемаларға негізделген болатын. Бұл бөлшектердің негізгілері вакуумдық электрондық шамдар еді. Мұндай ком – пьютерлердің көлемдері үлкен, сенімділігі жоғары емес, тездік жылдамдықтары бір секунтте 5 – 6 мың қарапайым операция шамасынан аспайтын ( екі санды қосу, көбейту не символдарды салыстыру сияқты бір әрекет қарапайым опера – ция деп аталады да, оны орындайтын команда машиналық команда делінеді. Транзисторды ойлап шығаруға байлансты, 50- жылдардың соңғы кездерінде техникалық негіздері түгелдей алмастырыл- ған, негізгі элементтері жартылай өткізгішті транзисторлардан тұратын екінші буын ЭЕМ – дері жарыққа шықты.Сонымен, тиімді программа құру технологиясына жету арқылы жұмсалатын адам еңбегін үнемдеудің екінші кезеңі басталды. 60 – шы жылдардың екінші жартысында және 70 – ші жылдары ЭЕМ құрылымына одан әрі сапалы, күрделі өзгерістер енгізіліп, элементтік негізгі жартылай өткізгішті интегралдық схема (ИС), үлкен интелралдық схема (ҮИС) және аса үлкен интегралдық схема (АҮИС) болатын үшінші, төртінші буын машиналар көптеп жасалына бастады.Интегралдық (біртұтас) схема (ИС) – мүмкіндігі күрделі транзисторлық схемадай болатын, аумағы 1 шаршы см – ге де жетпейтін фунциональдық блок. Ол жартылай өткізгішті кристалдан тұрады да, элементтері он мыңдаған – миллиондаған транзисторлар, диодтар, конденсаторлар, резисторлар арнайы тақшада тұтас құрастырылады. Қазіргі кезде бір крисалдық электрондық (5 х 5 мм) схемада жүздеген мың «электрондық молекулалар» жинақталған.Интегралдық схеманы пайдалану ЭЕМ – нің сырт аумағын шұғыл кішірейтуге және оның жұмыс өнімділігін көп мыңдаған есе жоғарылатуға себеп болды. Машина жұмысын басқарушы және арифметикалық – логикалық информацияны өңдеуге арналған компьютердің негізгі құрылғыларын бірге қосып процессор деп, ал бір не бірнеше АҮИС – тен тұратын дербес компьютер (ДК) процессорын микропроцессор деп атайды. Бір микропроцессордың құра – мында кемінде бірнеше ондаған мың транзистор бар.ЭЕМ – дер өте үлкен, үлкен, кіші, өте кіші компьютер болып бірнеше типке бөлінеді. Үлкен ЭЕМ- дер секундтына, миллионнан артық қарапайым операцияларды орындай алады.Интегралдық схеманы пайдалану және ЭЕМ- ді құрастыруды автоматтандыру жылдамдығы 250-800 мың операция/с бола-тын мини ЭЕМ- дерді және микрЭЕМ – дерді бір жазу столына толық сыйып кететін ДК – ді көптеп шығаруға мүмкіндік туғызды. Қазіргі кезде пайдаланып жүрген ДК-лер – ІВМ РС және оған үйлесімді әмбебап компьютерлер.1990 жылдардан бастап объектілі – бағдарлы программалау тілдері сияқты электрондық құралдары жаңа типті етіліп күрделі дамытылған бесінші буын ЭЕМ- дері дайындалып шықты. ЭЕМ- дерді дамыту одан әрі жалғасуда.

                                         

1.3 Енгізу құрылғылардың атқаратын міндеті және жұмысы

 

а)Пернетақта – компьютерге берілгендер  мен командаларды енгізу құрылғысы. ІВМ РС АТ –ге үйлесімді қазіргі кездің компьютерлерінде 101 – 102 – ге дейін перне болуы мүмкін.Пернелер фунционалдық, алфавитті – цифрлық және басқару пернелері болып үш түрге бөлінеді. Мұндағы Ғ1 – Ғ12 пернелерінің әрқайсысы түрлі режимдерде әр түрлі командаларды орындайтын фунционалдық пернелер. Әріптер, цифрлар, түрлі басқа символдар жазулы пернелер -алфавитті цифрлық.

б)Сканер (ізкескіш) -түрлі мәтіндерді, суретті, графикалық кескіндерді, фотосуреттерді қағаздың құжат беттерінен компьютерге енгізу құрылғысы. Олар компьютерде файл түрінде сақталады. Сканерлер кескіндерді ақ – қара және түрлі түсті етіп шығаруына байланысты екі түрге бөлінеді. Біріншісі күңгірт көрінеді, екіншісі осы сияқты және түрлі түсті кескіндермен жұмыс істей алады. Сканер ДК- дің парал-лель портына қосылады. Сканермен жұмыс істеу үшін ДК- дің TWAIN атаулы стандарты сияқты арнайы драйвері болуы тиіс.

в) CD -ROM – ды пайдаланатын компакт  дискілердің көлемі шамамен 600 – 700 Мб, олардан тек жазулы мәліметтерді оқуға болады, тіпті оларға кинофильімдер  мен музыкалар енгізіліп таратылып  та жүр. Дайын информацияны жазуға және оқуға арналған компакт дискілерде бар.                                                                                                    

1.4 Шығару атқаратын міндеті және жұмыс атқару принципі мен түрлері.

 

а) Бейнемонитор - екі құрылғыдан тұрады: монитор және бейнеадаптер. Соңғысы – бейне құраушы символдарды, график және түрлі түстерді түзетін сигналдарды монитор экранына жіберетін интегралдық микросхема; монитор – кәдімгі телевизор экраны сияқты электрондық құрылғы.Бейнеадаптер -монитор экранына шығарылатын бейнелердің кодтарын сақтайтын өз жады бар құрылғы. Бейнеадаптердің бейнелерді тудыру мүмкіндігіне қарай монитор жұмысының режимі мәтіндік және графикалық болып екіге бөлінеді.                        Монитор үлгілерін бір – бірінен ажырату ең алдымен оның экранының көлденеңі мен биіктігіне сиятын символдар мен нүктелер санына байланысты. Мәтіндік режимде кәсіби компьютер экранына 80 х 25 символ сияды. Графикалық режимде, монитор үлгісіне қарай, экран бетіне 320 х 200 не одан да көп пиксельдерді орналастыру мүмкін.Экранда бейненің көріну сапасы және нүктелердің экранда бір түсті не түрлі түске боялып көрсетілуі бейнеадаптердің үлгісіне байланысты. Олардың мынадай түрлері бар:CGF; EGA; VGA; SVGA.                                                                                                                                     б) Принтер – информацияны қағазға басып шығару құрылғысы. Оның өз жады және матрицалық, лазерлік, т.б типтері бар. Олардың ішіндегі арзаны – символдарды қағазға нүктелер жиынтығы арқылы басып шығаратын матрицалық принтер. Ол иформацияны қағазға басып шығару бөлігі, нұсқаларына қарай, 9, 18 не 24 инелі бастиектен тұрады. Мысалы: арзан EPSON LX- 100 принтерінің бастиегі 9 инелі, ал LQ- 8706 LQ- 1170 принтерлерінің бастиектері 24 инелі. Соңғыларының басу жылдамдығы тез, әрі символдарды басып шығару сапасы жақсы. Қазіргі кезде пайдаланылып жүрген лазерлік принтерлер (EPL- 5000, EPL- 5200 т.б) информация-ны қағазға лазерлік сәулелер арқылы басып шығарады. Олардың жылдамдықтары тез, әрі сапалы болғандықтан, бағалары қымбатырақ

 

 

.

1.5 Дербес компьютер архитектурасы

 

ЭЕМ-нің құрылымы оның техникалық көрсеткіштері мен мүмкіндіктері  көбінесе оны пайдаланудың мақсаттарын  анықтайды. Дегенмен бағдарлама мен  бастапқы деректерді машинаға енгізу қажетті операцияларды орындау үшін керек. ЭЕМ оның құрылымдық ерекшеліктеріне байланыссыз мына құрылғылардан тұрады:

Процессор

Негізгі жады (есте сақтау құрылғысы)

Шеткі аймақтық құрылғылар

Негізгі жады ақпаратты сақтауға арналған. Ол өзі: оперативтік жад және тұрақты жад деп екіге бөлінеді.

 

ОЗУ – оперативтік жады

ПЗУ – тұрақты жады

Оперативтік жадыға осы кезде қажетті  ғана ақпарат сақталады. Компьютер  өшкен кезде оперативті жадыдағы ақпарат өшеді. Компьютердің жұмыс  істеу жылдамдығы оның оперативтік  сйымдылығына байланысты. Тұрақты жады ақпаратты оны дайындау барысында электрондық немесе механикалық әдіспен жазылады.

1) Д.К. қайта қосқан кезде жүйелік  блоктың жұмыс істеуін тексеретін  тестті бағдарлама.

2) Шеткі аймақтық құрылғылар (дискжетек,  пернетақта, монитор және т.б.) жұмысын басқаратын бағдарлама.

3) Дискінің қай жерінде операциялық  жүйе жазылғандығын білдіретін  ақпарат.

Негізгі жады регистрлерден тұрады. Регистр – ақпаратты екілік кодта  уақытша сақтайтын құрылғы. Регистрдегі  еске сақтау құрылғысы – триггер деп аталады. Триггер деп 0 немесе 1 деген екі күйдің бірінде болатын құрылғыны айтады.Регистрдегі триггерлер саны компьютердің разрядтылығы немесе өнімділігі деп аталады. 8, 16, 32, 64 және т.с.с.

Процессор немесе микропроцессор.Бұл  құрылғының негізгі атқаратын қызметі машина жадына келетін ақпаратты түрлендіру. Процессордың құрамында басқару құрылғысы, арифметикалық логикалық құрылғы, регистрлер болады.Процессорлардың бір – бірінен өзгешелігі олардың типтерінде (модель) және оның қарапайым амалдарды орындайтын жұмыс жылдамдығының көрсеткіші – мегогерцте.

Кең тараған түрлері:

INTEL 8088 – 5Mhz

INTEL 80286 – 20Mhz

………………….

INTEL 486 – 100Mhz

Pentium – 75Mhz

………………….

Pentium 4 3000Mhz

Процессордың  жұмыс жылдамдығының көрсеткішіне сәйкес оның бағасы да анықталады. Кейде құрылымның ерекшеліктеріне қарай 1 модельге кіретін процессорлардың жиіліктері әр түрлі бола береді. Жиілігі артқан сайын оның жылдамдығы да өсе түседі. IBM тәрізді компьютерлерде INTEL фирмасының және басқалардың үйлесімді микропроцессорлары пайдаланылады. Процессор мен негізгі жады аналық платада орналасады. Қосымша плата контроллер арқылы дискжетек, тышқан, принтер және т.б. магистраль проводтар (шина)арқылы байланыстырылады.

Жүйелік блок құрамы: Микропроцессор, оперативті жады, аналық плата, қоректену блогы, қатқыл диск, және т.б. Мәтіндік және графикалық ақпаратты шығару үшін монитор немесе дисплей қолданылады.

Шеткі аймақтық құрылғылар:

Принтер: мәтінді немесе графикалық ақпаратты  қағазға түсіру (матрицалық, лазерлік, сия бүріккіш).

Принтер:мәтінді  немесе графикалық ақпаратты қағазға  түсіру.

Плоттер немесе график сызғыш:үлкен форматтағы графиктік мәліметтерді қағазға  шығаруға арналған.

Сканер:графиктік  немесе мәтіндік мәліметтерді компьютерге  енгізуге арналған.

CD ROM:компакт дисклері оқуға арналған құрылғы.

Модем:телефон  желісі арқылы басқа компьютерлермен  ақпарат алмасуға арналған құрылғы.

Стриммер:мәліметтерді магниттік лентада сақтауға арналған.

Желілік адаптер:компьютерді жергілікті желіде қолдануға мүмкіндік береді.

 

 

 

 

 

2 Локальді желілер топологиялары

 

«Топология» немесе «желі топологиясы» термині компьютерлердің,кабельдердің және басқа да желі компоненттерінің орналасуын сипаттайды.Топология –мамандар желі құрастыру негізін бейнелеуде қолданылатын стандартты ермин.

    Желі топологиясы олардың  сипаттамаларын көрсетеді.Желінің  топологиясы-бұл компьютерлердің,кабельдердің  және басқа желілік құрауыштарының  орналасуының физикалық мінездемесі.Желінің  топологиясы компьютердің желідегі  әрекеттестігінің тәсілін анықтайды.

Барлық желілер үш базалық топологияның негізінде құрылады:

• Шина(Bus);
• Жұлдыз(Star);
• Сақина(Ring).

Шина топологиясы-егер компьютерлер бір кабельдің бойында қосылып тұрса онда мұндай топология Шина деп аталады.

Сурет 2.1. Шина типінің желісі

Шина топологиясының желісінде мәліметтер желіге тек бір компьютермен уақыттың бір сәтінде беріледі.Ақпаратты алушының,ақпаратты берушінің және берілген және берілген ақпараттың мекен-жайы көрсетілген электірлік сигнал түрінде беріледі.Берілетін ақпаратты барлық компьютерлер естиді,бірақ оны тек алушының мекен-жайы сәйкес келетін ғана қабылдайды.Ақпаратты беру кезінде қалған компьютерлер мәліметтерді бере алмайды,олар тек желіні тыңдап және берудің аяқталуын күтеді.Желі босаған кезде бірінші болып ақпаратты берем деушілер өзінің ақпаратын беруді бастайды.Шина-пассивті топология,онда компьютерлер желі бойынша беріліп жатқан мәліметтерді беріп,тыңдайды,бірақ оларды күшейтпейді,сондықтан желілік кабельдің ұзындығы және желілегі компьютерлердің саны сигналдың өшуімен шектелген.Активті топологияларда компьютерлер мәліметтерді күшейтеді және оларды ары қарай желі бойынша береді.Шина типіндегі желілерде желінің жұмыс істеу қабілеттілігін бұзушылыққа әкелетін кабельдің екі шетінде сигналдың көп бөгеуілдер пайда болады.Электірлік сигналдардың бейнесінің алдын алу үшін кабельдің шеттерінде осы сигналдарды бойына сіңіретін «терминаторлар» қойылады.Кабельдің екі үзігін қосу үшін «BNC-баррел-коннектор» деп аталатын арнайы ауыстырғыш қолданылады,ал кабельді аяқтау үшін «BNC- коннектор» ажыратқышы қолданылады,ал компьютердің екі кабелін көрші компьютерлерден желілік платаға қосу үшін «BNC- Т-коннектор» қызмет етеді.Кабельдің ұзындығын көбейту үшін репитерлер қолданылады,екі бағытта күшейтетін және қайта жаңартатын әлсіз сандық сигнал.Репитерлерді белсенді«BNC-баррел-коннектор» ретінде пайдалануға болады.

 

Сурет 2.2. Репитер

Жұлдыз топологиясы-егер компьютерлер бір нүктеден шығып тұрған кабель сегменттеріне қосылып тұрса,мұндай топология жұлдыз деп аталады.Жұлдыз топологиясында барлық компьютерлер желінің сегмнеттерінің көмегімен орталық құрауыштарға қосылады,бұл (HAB) концентраторы деп аталады.Беріп тұрған компьютердің сигналдары концентратор арқылы барлық қалған компьютерлерге түседі.Бұл желінің тез әрекетін көбейтеді.Жұлдызда мәліметтерді беру технологиясы әдетте шина топологиясы мен ұқсас.Сондықтан жұлдыз-бұл орталық күшейтетін және коммутациялайтын жабдығы бар шина деп есептеуге болады.Концентратор активті(күшейтетін) және пассивті(желіні күшейтусіз қосатын),сонымен қатар гибридтік (пассивті және активті режимде жұмыс істей алатын)болады.

Сурет 2.3. Жұлдыз типінің топологиясы

Сақина топологиясы-егер компьютерлер қосылған кабельдер сақинамен бекітілсе,мұндай топология сақина деп аталады.Сақина топологиясында сигналдар бір бағытта сақина бойынша беріледі,және әрбір компьютер арқылы өтеді.Бұл технологияда әрбір компьютер репитер болып табылады,ал мәліметтерді маркерді пайдалану арқылы сақина бойынша ақпараттарды беру деп аталады.Маркерді беру кезінде (мәліметтері бар арнайы микрофайл) ол бір ізділікпен бір компьютерден басқаға оны мәліметтерді беретін қабылдамайынша беріліп отырады.маркерді қабылдаған компьютер оған берілетін ақпаратты,өзінің мекен-жайын орналастырады.Бұдан кейін маркер ары қарай сақинаға жіберіледі.Маркермен мәліметтер әрбір комьютер арқылы маркерде көрсетілген  алушының  мекен-жайымен мекен-жайы сәйкес келмейінше өтіп отырады.Қабылдаушы компьютер маркерді алады,одан мәліметтерді алып,маркерге сәтті қабылданған ақпараттың кодын орналастырады және өзгертілген маркерді ары қарай сақина бойынша жіберген компьютерге жібереді.Жібереген компьютер расталған маркерді алып оны сақинадағы келесі компьютерге береді.Сақина топологиясында мәліметтерді беруде әрбір компьютер жіберу үшін тепе-тең уақыт квантын алады,мәліметтерді жіберуге деген бәсекелестік және монопоолия болмайды.

Сурет 2.4 Сақина типінің желісі

2.1 Мәліметтерді кабель бойынша беру. Қатынау әдістері

 

1. Компьютердің желіге қатынауының әдісі – бұл компьютердің қалай және қай кезде хабарды желі бойынша жіберуі немесе қабылдауын анықтайтын ережелер жинағы. Егер жұмыс кезінде бірнеше компьютерлер бір уақытта желіде мәліметтерді беріп жатса, онда «коллизия» (жаңылысу) болады, және мәліметтер пакеті осы компьютерлерден бұзылады. Қатынау әдістері бірнеше компьютерлер бір уақытта мәліметтерді бере алмауы үшін мәліметтерді қабылдау мен беруді реттей отырып желідегі колллизияның болмауын кепілдендіреді.
2. Қатынаудың негізгі әдістері келесілер: