Базовая и аппаратная конфигурация ПК

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет экономики и управления

Кафедра прикладной информатики в экономике и управлении

Контрольная работа

по дисциплине: «Вычислительные машины, сети и системы телекоммуникации»

Исполнитель

студентка группы З-15 ПИ(ба)-Эк

Фрайер С.В.

Руководитель

Омельченко П.Н.

Оренбург 2017



Содержание

1. Состав персонального компьютера

1.1 Монитор

1.2 Состав системного блока

1.2.1 Корпус системного блока

1.2.2 Материнская плата

1.2.3 Процессор

1.2.4 Микросхемы памяти

1.2.5 Устройства внутренней памяти

1.2.6 Видеоадаптер

1.2.7 Звуковая карта (аудиоадаптер)

1.2.8 Устройства внешней памяти: накопители на жёстких магнитных дисках, накопители на компакт-дисках, карты памяти

1.3 Клавиатура

1.4 Манипуляторы

2. Сетевые топологии и методы доступа к среде передачи данных

Приложения

Приложение А. Структурная схема ПК

Приложение Б. Пример топологии в офисе



1. Состав персонального компьютера

Современный персональный компьютер состоит из нескольких основных конструктивных компонент:

1 - системный блок;

2 - монитор;

3 - клавиатура;

4 - мышь.

К компьютеру могут быть подключены дополнительные устройства: модем, принтер, сканер.

1.1 Монитор

Монитор -- устройство визуального представления данных. Это не единственно возможное, но главное устройство вывода. Его основными потребительскими параметрами являются:

1) Размер. Размер монитора определяется диагональю экрана. В ЭЛТ действительный размер изображения меньше на 1 дюйм. Для ЖК-мониторов указывается диагональ матрицы, которая и является реально видимой. Стандартные размеры: 14"; 15"; 17"; 19"; 20"; 21".

2) Разрешение - это разрешающая способность монитора и частота его кадровой развертки.

3) Частота кадровой развертки - это количество раз, которое сменится изображение на экране за 1 сек. Она измеряется в герцах (Гц).

4) Класс защиты. Класс защиты монитора определяется стандартом, которому соответствует монитор с точки зрения требований техники безопасности.

Виды мониторов, распространенных на нашем рынке:

1) CRT-мониторы - это мониторы, главной частью которых является электронно-лучевая трубка, в которой происходит непрерывная бомбардировка электронами люминесцентного экрана (люминофора) из трех электронных пушек разных цветов - зеленого, синего и красного. Наборы точек люминофора располагаются по треугольным триадам. Триада образует пиксел -- точку, из которых формируется изображение. ЭЛТ-монитор имеет срок службы, который в среднем составляет пять лет эксплуатации.

2) Дисплеи на жидкокристаллических панелях LSD. Жидкие кристаллы старше ЭЛТ почти на 10 лет, первое описание этих веществ было сделано еще в 1888г. австрийским ученым Ф.Ренитцером. Принцип получения изображения основан на том, что жидкие кристаллы способны менять свою ориентацию в пространстве под действием света и тем самым изменять свойства данного светового луча. LCD монитор имеет несколько слоев, где ключевую роль играют две панели, сделанные из свободного от натрия и очень чистого стеклянного материала, называемого субстрат или подложка, которые содержат тонкий слой жидких кристаллов между собой. На панелях имеются бороздки, которые направляют кристаллы, сообщая им специальную ориентацию. Бороздки расположены таким образом, что они параллельны на каждой панели, но перпендикулярны между двумя панелями. Соприкасаясь с бороздками, молекулы в жидких кристаллах ориентируются одинаково во всех ячейках. Подача электрического сигнала на индивидуальные электроды происходит через тонкопленочные транзисторы - TFT (Thin Film Transistors).

Различают типы LCD-дисплеев:

ѕ LCD-мониторы с пассивной матрицей (Passive Matrix). В пассивной матрице на жидкие кристаллы воздействуют поля самих координатных проводников.

ѕ LCD-мониторы c активной матрицей (Active Matrix). В активной матрице каждая ячейка управляется транзистором, которым, в свою очередь, управляют через координатные шины. В активной матрице используются отдельные усилительные элементы для каждой ячейки экрана, компенсирующие влияние емкости ячеек и позволяющие значительно уменьшить время изменения их прозрачности.

3) Плазменные дисплеи. Эффект плазмы был открыт в лабораториях Иллинойсского университета в 1966 году. Это свечение газов под воздействием электрического тока. Формирование изображения в плазменном дисплее происходит в пространстве шириной примерно 0,1 мм между двумя стеклянными пластинами, заполненном смесью газов (ксенона, неона). На переднюю, прозрачную пластину нанесены тончайшие прозрачные проводники (электроды), а на заднюю - ответные проводники. Задняя стенка имеет микроскопические ячейки, заполненные люминофорами трех основных цветов - красного, синего и зеленого, по три ячейки на каждый пиксель. При разряде смесь газов излучает ультрафиолетовый свет, который воздействует на люминофор, заставляя его светиться в видимом спектре.

4) Сенсорные мониторы. Общение с компьютером осуществляется просто - нужно прикоснуться к выбранной точке на экране. Этим выбирается необходимый режим из меню, показанного на экране монитора.

1.2 Системный блок

Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, -- внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.

Основные устройства системного блока:

ѕ корпус и блок питания;

ѕ материнская плата;

ѕ процессор - устройство, выполняющее все вычисления и обработку информации;

ѕ оперативная память - устройство для временного хранения информации, содержащее программы и данные, с которыми в данный момент работает компьютер;

ѕ жесткий магнитный диск (винчестер) - устройство для постоянного хранения информации;

ѕ дисковод - устройство для записи и считывания информации с гибких магнитных дисков (дискет);

ѕ CD-ROM дисковод - устройство для считывания информации с компакт-дисков;

ѕ платы расширения.

1.2.1 Корпус системного блока

Корпус (корпус системного блока) -- это конструктив, в которой собран ПК. Корпус состоит из несущего шасси, внешних стенок или единого чехла и блока питания.

Различают два основных вариантов корпусов. Первый - Desktop, имеет горизонтальную ориентацию, обычно размещается на столе пользователя под монитором. Второй вариант корпуса системного блока - Tower (с английского «башня»). Такой вид представляет собой металлический бокс с прямоугольными очертаниями с выраженной вертикальной ориентацией.

Корпусы-башни наиболее распространены. Имеется классификация башeн по числу больших внешних отсеков (отсеков 5,25")-Таблица 1.

Таблица 1 - Классификация корпусов вида Tower по числу внешних отсеков

Тип башни	Число отсеков 5.25"
Полная, big, full	5 и более
Средняя, midi, middle	3-4 шт.
Мини, mini	2 шт.
Микро, micro	1 шт.



Полные башни используются в основном как серверы, так как в них помещается большое число дисководов и удобно организуется охлаждение. Полные башни обычно имеют дверцу, закрывающую отсеки и кнопки. Midi- и mini-башни наиболее широко используются для домашних компьютеров и для корпоративных рабочих станций. Недорогие микро-башни в основном используются в офисах.

Блок питания ПК (БП) - электрический источник питания для обеспечения всех узлов и систем компьютера электроэнергией постоянного тока, а так же преобразования напряжения до нужного вольтажа и стабилизации напряжения (т.е. защита узлов ПК от скачков тока). Блок питания входит в комплект корпуса или продается отдельно.

Вентилятор. Ряд комплектующих ПК являются «горячими» (процессор, чипсет, графическая карта, высокооборотные жесткие диски и др.). Поэтому есть проблема охлаждения этих деталей. Решается она созданием охлаждающих воздушных потоков в корпусе, а также системой температурного контроля. Вентилятор блока обеспечивает охлаждение всего системного блока. В современных качественных блоках питания устанавливают так называемый Fan Processor, регулирующий скорость вращения вентилятора в зависимости от температуры. Это позволяет увеличить ресурс вентилятора и снижает шум при нормальной температуре окружающего воздуха.

1.2.2 Материнская плата

Системной или материнской платой называют основную печатную плату ПК, на которой устанавливается другие системные компоненты. Системная плата является основной в системном блоке. Она представляет собой плоский лист фольгированного стеклотекстолита, на котором размещены основные компоненты.

Системные платы исполняются на основе наборов микросхем, которые называются чипсетами. Часто на системных платах устанавливают и контроллеры дисковых накопителей, видеоадаптер, контроллеры портов и др. В гнёзда расширения системной платы устанавливаются платы таких периферийных устройств, как модем, сетевая плата, видеоплата и др.

ПК состоит из устройств, которые подключены к материнской плате и занимаются приемом, обработкой и передачей какой-либо информации. Логической организацией этой работы (с помощью интегрированных в его состав контроллеров) и занимаются чипсеты, т.е. именно чипсет обеспечивает работу основных подсистем компьютера (центральный процессор, видеоадаптер, оперативная память). Чипсет состоит из двух микросхем, называемых северным и южным мостами. Эти мосты выполняют функции связи различных шин и интерфейсов. Северный мост всегда закрыт радиатором (иногда с вентилятором) и располагается рядом с процессором. Северный мост отвечает за взаимодействие с оперативной памятью (шина памяти), взаимодействие с центральным процессором (системная шина), взаимодействие с графической подсистемой (шина AGP) и взаимодействие с южным мостом. Т.е. северный мост контролирует потоки из четырех шин. Южный мост соединен с достаточно медленными компонентами, а также с медленными периферийными устройствами (жесткий диск, интерфейс USB и т.д.).

1.2.3 Процессор

Центральный процессор -- это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.

Центральный процессор в общем случае содержит в себе:

ѕ арифметико-логическое устройство;

ѕ шины данных и шины адресов;

ѕ регистры;

ѕ счетчики команд;

ѕ кэш -- очень быструю память малого объема (от 8 до 512 Кбайт);

ѕ математический сопроцессор чисел с плавающей точкой.

Современные процессоры выполняются в виде микропроцессоров. Физически микропроцессор представляет собой интегральную схему -- тонкую пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализующие все функции процессора. Кристалл-пластинка обычно помещается в пластмассовый или керамический плоский корпус и соединяется золотыми проводками с металлическими штырьками, чтобы его

можно было присоединить к системной плате компьютера.

1.2.4 Микросхемы памяти

Память компьютера построена из двоичных запоминающих элементов -- битов, объединенных в группы по 8 битов, которые называются байтами. Все байты пронумерованы. Номер байта называется его адресом.

Современные компьютеры имеют много разнообразных запоминающих устройств, которые сильно отличаются между собой по назначению, временным характеристикам, объёму хранимой информации и стоимости хранения одинакового объёма информации. Различают два основных вида памяти -- внутреннюю и внешнюю.

1.2.5 Устройства внутренней памяти

В состав внутренней памяти входят: оперативное запоминающее устройство с оперативной памятью, постоянное запоминающее устройство, Cashe-память, Flash-память. Любые модули вставляются в слоты на материнской плате.

1) Оперативная память. ОЗУ, оперативное запоминающее устройство или оперативная память -- это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.

Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ. RAM определяет допустимый объём и скорость одновременно выполняемых процедур. Произвольность доступа подразумевает возможность операций записи или чтения с любой ячейкой ОЗУ в произвольном порядке. Модули памяти характеризуются такими параметрами, как объем -- (16, 32, 64, 128, 256 или 512 Мбайт, 1Гб), число микросхем, паспортная частота(100, 133, 200 МГц), время доступа к данным (6, 7 - SRAM, 10 или 12 наносекунд - SDRAM) и число контактов (72, 168, 184, 240). RAM - важнейшая часть ПК, т.к. почти половину времени процессор простаивает в ожидании ответа от оперативной памяти.

2) Кэш-память. Кэш или сверхоперативная память -- очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью. Кэш-памятью управляет специальное устройство -- контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память.

Кэш-память реализуется на микросхемах статической памяти SRAM, более быстродействующих, дорогих и малоёмких, чем DRAM (SDRAM). Кэш в современных компьютерах строится по двух-уровневой схеме:

ѕ L1 Cashe (Первичный кэш) - кэш 1 уровня, внутренний кэш процессоров класса 486 и старше, его ёмкость: 8, 16 или 32 Кбайт.

ѕ L2 Cashe (Вторичный кэш) - кэш 2 уровня, устанавливается на системной плате компьютера и работает на частоте шины. Для кэша 2-го уровня характерна емкость - от 256kB до 1MB на процессор. Объем и быстродействие L2 Cashe оказывают огромное влияние на быстродействие ПК в целом.

3) Специальная память. К устройствам специальной памяти относятся:

a) Постоянная память (ROM),

b) перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory),

c) память CMOS RAM, питаемая от батарейки,

d) видеопамять и некоторые другие виды памяти.

Постоянная память -- энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Из ПЗУ можно только читать. Прежде всего в постоянную память записывают программу управления работой самого процессора. В ПЗУ находятся программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью, программы запуска и остановки компьютера, тестирования устройств.

Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) -- энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого с дискеты.

Flash-память (флэш-память) предназначена для хранения информации и/или переноса между мобильными устройствами и ПК. Для исполнения программы на ПК в моменты программирования и стирания флэш-памяти требуется ОЗУ. Подобно ОЗУ, флэш-память модифицируется электрически внутрисистемно, но подобно ПЗУ, flash-память энергонезависима и хранит данные даже после отключения питания. Важнейшая микросхема постоянной или Flash-памяти -- модуль BIOS. BIOS -- совокупность программ, предназначенных для автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера и загрузки операционной системы в оперативную память.

CMOS RAM -- это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы. Содержимое CMOS изменяется специальной программой Setup, находящейся в BIOS.

Для хранения графической информации используется видеопамять.

Видеопамять (VRAM) -- разновидность оперативного ЗУ, в котором хранятся закодированные изображения. Это ЗУ организовано так, что его содержимое доступно сразу двум устройствам -- процессору и дисплею. Поэтому изображение на экране меняется одновременно с обновлением видеоданных в памяти.

1.2.6 Видеоадаптер

Видеоадаптер -- это электронная плата, которая обрабатывает видеоданные (текст и графику) и управляет работой дисплея. Содержит видеопамять, контроллер видеоизображения, цифроаналоговый преобразователь и Video ROM. Посылает в дисплей сигналы управления яркостью лучей и сигналы развертки изображения. Наиболее распространенный видеоадаптер на сегодняшний день -- адаптер SVGA, который может отображать на экране дисплея 1280х1024 пикселей или 1024х768 пикселей при 16,7 миллионах цветов.

Основными составляющими видеокарты являются:

1) Видеопамять. В ней хранится изображение. Ее объем определяет максимально возможное разрешение. Разрешение характеризуется тремя составляющими: по горизонтали, по вертикали и количеством возможных цветов точки. Объем, Мбайт: 128, 256, 512.

2) Контроллер видеоизображения. Выхватывает изображение из памяти, обрабатывает запросы центрального процессора, формирует видеосигналы.

3) Цифроаналоговый преобразователь. Преобразует поток данных, поступающих от контроллера, в цветовые уровни, подаваемые на монитор.

4) Video ROM (ПЗУ). Служит для хранения видео-BIOS-а, экранных шрифтов и прочей, необходимой для первоначального запуска адаптера, информации.

На многих новых картах устанавливаются электрически перепрограммируемые ПЗУ, допускающие перезапись этой информации самим пользователем под управлением специальной программы.

1.2.7 Звуковая карта (аудиоадаптер)

Аудиоадаптер (звуковая карта) - это специальная электронная плата, которая позволяет записывать звук, воспроизводить его и создавать программными средствами с помощью микрофона, наушников, динамиков, встроенного синтезатора и другого оборудования. Аудиоадаптер содержит в себе два преобразователя информации:

ѕ аналого-цифровой, который преобразует непрерывные (то есть, аналоговые) звуковые сигналы (речь, музыку, шум) в цифровой двоичный код и записывает его на магнитный носитель;

ѕ цифро-аналоговый, выполняющий обратное преобразование сохранённого в цифровом виде звука в аналоговый сигнал, который затем воспроизводится с помощью акустической системы, синтезатора звука или наушников.

Область применения звуковых плат -- компьютерные игры, обучающие программные системы, рекламные презентации, голосовая почта между компьютерами, озвучивание различных процессов, происходящих в компьютерном оборудовании, таких, например, как отсутствие бумаги в принтере и т.п.

1.2.8 Устройства внешней памяти: накопители на жёстких магнитных дисках, накопители на компакт-дисках, карты памяти

Винчестер (HDD, жесткий диск, «хард») - это устройство, предназначенное для долговременного хранения операционных систем, программ и данных. По способу записи и чтения информации винчестеры относятся к магнитным накопителям. Все файлы, размещенные на HDD, будут сохраняться без каких-либо потерь независимо от того, включен ПК или нет. Любые файлы могут быть скопированы, а программы установлены на HDD.

Жесткий диск состоит из гермоблока и платы электроники. В гермоблоке размещены все механические части и предусилитель, на плате - управляющая электроника. В гермоблоке установлен шпиндель с одним или несколькими дисками. Магнитные диски представляет собой пластины из алюминия, керамики или стекла, на которые нанесен тонкий слой высококачественного ферромагнетика - на основе окиси хрома. Количество дисков - одного до трех. Под дисками находится двигатель, создающий вращающееся магнитное поле. Ближе к разъемам находится поворотный позиционер, который, с одной стороны, несет магнитные головки, а с другой - хвостовик с обмоткой электромагнитного привода. Данные с поверхности диска считываются магнитной головкой. При записи головка создает магнитное поле, намагничивая тем самым участок диска - при считывании же, наоборот, поле диска возбуждает сигнал в головке. Современные приводы содержат несколько магнитных головок - как правило, по одной на каждую сторону каждого диска. компьютер комплектация топология сеть

Плата электроники - съемная, подключается к гермоблоку через один-два разъема различной конструкции. На плате расположены: основной процессор винчестера, ПЗУ с программой, рабочее ОЗУ, которое обычно используется и в качестве дискового буфера, цифровой сигнальный процессор (DSP) для подготовки записываемых и обработки считанных сигналов и интерфейсная логика.

Дисковод компакт-дисков (накопитель)- это устройство для чтения и записи CD или DVD дисков. Дисковод, читающий и пишущий большое количество форматов CD и/или DVD называют DVD мультирекордером, иначе - DVD-комбайном (ComboDrive).

Подавляющее большинство приводов - внутренние, во внешнем исполнении обычно встречаются рекордеры на USB.

Для любых видов дисководов компакт-дисков стандартным носителем информации является CD-ROM. Информация на компакт диске представляется в виде последовательности впадин (углублений в диске) и выступов, расположенных на спиральной дорожке, выходящей из области вблизи оси диска. На каждом дюйме по радиусу диска размещается 16 тысяч витков спиральной дорожки. Для сравнения -- на поверхности жесткого диска на дюйме по радиусу помещается лишь несколько сотен дорожек.

Существуют следующие разновидности компакт-дисков:

ѕ CD-R - компакт-диск однократной записи, многократного чтения. Емкость CD - 700 Мбайт.

ѕ CD-RW - перезаписываемый компакт-диск. Можно стирать эти диски и повторно использовать их до 1000 раз.

ѕ DVD (Цифровой Универсальный Диск) - это семейство оптических дисков, одинакового с CD размера, но большей емкости хранения (4,7-50 Гбайт), достигнутой за счет увеличения плотности записи. Принцип работы DVD-дисковода: луч лазера вызывает кристаллографические изменения в активном слое оптического диска (а именно, в результате облучения вещество меняет свое состояние с кристаллического на аморфное и наоборот).

Флэш-диски. Это устройство для хранения и переноса данных на основе энергонезависимой флэш-памяти.

1.3 Клавиатура

Клавиатура компьютера -- устройство для ввода информации в компьютер и подачи управляющих сигналов. Содержит стандартный набор клавиш печатной машинки и некоторые дополнительные клавиши -- управляющие и функциональные клавиши, клавиши управления курсором и малую цифровую клавиатуру. Наиболее распространена сегодня клавиатура c раскладкой клавиш QWERTY.

Клавиатура состоит из следующих групп клавиш:

1) Основная группа клавиш.

ѕ Алфавитно-цифровые клавиши;

ѕ Enter - клавиша ввода команды;

ѕ Shift - клавиша верхнего регистра;

ѕ Caps Lock - клавиша фиксации верхнего регистра;

ѕ Ctrl, Alt - управляющие клавиши, используются для изменения назначения других клавиш;

ѕ Tab - клавиша табуляции, предназначена для перемещения курсора на несколько позиций вправо;

ѕ Backspace - клавиша удаления символа слева от курсора;

ѕ клавиша вызова главного меню;

ѕ клавиша вызова контекстного меню.

2) Клавиши управления курсором.

ѕ клавиши перемещения курсора соответственно: вверх, вниз, влево, вправо;

ѕ PgUp, PgDn - клавиши перемещения на одну экранную страницу вверх/ вниз соответственно;

ѕ Home, End - клавиши перемещения курсора к началу и концу строки соответственно;

ѕ Delete - клавиша удаления символа справа от курсора (или над курсором);

ѕ Insert - клавиша переключения режимов вставки/ замены.

3) Вспомогательные клавиши.

Цифровые клавиши на дополнительной клавиатуре совмещены с клавишами управления курсором. В цифровом режиме вводятся цифры; в режиме управления курсором назначение клавиш совпадает с назначением клавиш управления курсором. Для переключения режимов используется клавиша Num Lock.

4) Функциональные клавиши

F1 - F12 - клавиши, вызывающие наиболее часто употребляемые команды. В различных программах они имеют различные значения.

5) Специальные клавиши.

ѕ Esс - клавиша отмены команды;

ѕ Print Scrn - служит для распечатки содержимого экрана на принтере;

ѕ Scroll Lock - используется некоторыми программами для фиксации курсора на одном месте и пролистывания всего документа;

ѕ Pause (Break) - клавиша временной остановки программы.

1.4 Манипуляторы

Манипуляторы -- это специальные устройства, которые используются для управления курсором.

Мышь - это устройство манипуляторного типа, которое представляет собой небольшую коробочку с двумя, тремя клавишами или вращающимся колесиком прокрутки. Она подключается к компьютеру при помощи специального кабеля. Пользователь, перемещая мышь по поверхности стола, позиционирует указатель мыши на экране дисплея, а нажатием клавиш выполняет определенное действие, связанное с соответствующей клавишей. Стандартная мышь нуждается в поддержке специальной системной программы -- драйвера мыши. Драйвер устанавливается либо при первом подключении мыши, либо при установке операционной системы компьютера.

Джойстик -- обычно это стержень-ручка, отклонение которой от вертикального положения приводит к передвижению курсора в соответствующем направлении по экрану монитора. Часто применяется в компьютерных играх.

Трекбол -- небольшое устройство с шариком, встроенным в верхнюю часть корпуса. Пользователь рукой вращает шарик и перемещает, соответственно, курсор.

Дигитайзер (графический планшет)-- устройство для преобразования готовых изображений (чертежей, карт) в цифровую форму. Представляет собой плоскую панель -- планшет, располагаемую на столе, и специальный инструмент -- перо, с помощью которого фиксируется перемещение по планшету.



2. Сетевые топологии и методы доступа к среде передачи данных

Топология сети характеризует взаимосвязи и пространственное расположение друг относительно друга компонентов сети - сетевых компьютеров (хостов), рабочих станций, кабелей и других активных и пассивных устройств. Топология влияет на:

1) состав и характеристики оборудования сети;

2) возможности расширения сети;

3) способ управления сетью.

Все сети строятся на основе трех базовых топологий:

1. шина (bus);

2. звезда (star);

3. кольцо (ring).

Метод доступа к среде передачи данных определяет, каким образом разделяемый ресурс - сетевой кабель - предоставляется узлам сети для осуществления актов передачи данных. Основные методы доступа к среде передачи данных:

1) состязательный метод (множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий - CSMA/CD);

2) с передачей маркера;

3) по приоритету запроса.

Шинная топология. При помощи кабеля каждая рабочая станция соединяется с другими рабочими станциями и с файловым сервером. Кабель проходит от узла к узлу, последовательно соединяя все рабочие станции и все файловые серверы. На каждом конце кабеля подключается согласующая нагрузка (терминатор) для исключения эхоотражений (рисунок 1).



Рисунок 1 - Шинная топология

Шинная топология использует состязательный метод доступа. Это означает, что информацию принимает только тот компьютер, адрес которого соответствует адресу получателя, зашифрованному в передаваемых сигналах. Остальные компьютеры отбрасывают сообщение. Перед передачей данных компьютер должен ожидать освобождения шины. В каждый момент времени отправлять сообщение может только один компьютер, поэтому число подключенных к сети машин значительно влияет на ее быстродействие.

Преимущества шинной топологии:

1) Вся информация находится в сети и доступна каждому компьютеру.

2) Рабочие станции можно подключать независимо друг от друга. Т.е. при подключении нового абонента нет необходимости останавливать передачу информации в сети.

3) Построение сетей на основе топологии общая шина обходится дешевле, так как отсутствуют затраты на прокладку дополнительных линий при подключении нового клиента.

4) Сеть обладает высокой надежностью, т.к. работоспособность сети не зависит от работоспособности отдельных компьютеров.

Недостатки шинной топологии:

1) Низкая скорость передачи данных, т.к. вся информация циркулирует по одному каналу (шине).

2) Быстродействие сети зависит от числа подключенных компьютеров. Чем больше компьютеров подключено к сети, тем медленнее идет передача информации от одного компьютера к другому.

3) Для сетей, построенных на основе данной топологии, характерна низкая безопасность, так как информация на каждом компьютере может быть доступна с любого другого компьютера.

Топология «Звезда». Каждый компьютер в сети с топологией типа «звезда» взаимодействует с центральным концентратором (hub) (рисунок 2).

Рисунок 2 - Топология «звезда»

Hub - устройство множественного доступа, выполняющее роль центральной точки.

В звездообразной сети используется состязательный метод доступа к среде - концентратор (хаб) передает сообщение всем компьютерам. В звездообразной сети с коммутацией коммутатор передает сообщение только компьютеру-адресату.

Гибридный концентратор позволяет использовать в одной звездообразной сети разные типы кабелей. Расширить звездообразную сеть можно путем подключения вместо одного из компьютеров еще одного концентратора и подсоединения к нему дополнительных станций, в результате чего получается гибридно-звездообразная сеть (рисунок 3).

Рисунок 3 - Гибридно-звездообразная топология

Преимущества топологии «звезда» (Ethernet 10BaseT, 100BaseT):

1) Легко подключить новый ПК;

2) имеется возможность централизованного управления;

3) сеть устойчива к неисправностям отдельных ПК и к разрывам соединения отдельных ПК.

Недостатки сети со звездообразной топологией:

1) Отказ хаба влияет на работу всей сети;

2) большой расход кабеля.

Кольцевая топология. В сети с топологией кольцо все узлы соединены каналами связи в неразрывное кольцо (необязательно окружность), по которому передаются данные. Выход одного ПК соединяется со входом другого ПК (рисунок 4). Начав движение из одной точки, данные, в конечном счете, попадают на его начало. Данные в кольце всегда движутся в одном и том же направлении.

Рисунок 4 - Кольцевая топология

В сети с топологией типа физическое кольцо используется метод доступа к среде на основе маркера (метод эстафетной передачи). Специальное короткое сообщение-маркер циркулирует по кольцу пока компьютер не пожелает передать информацию другому узлу. Он модифицирует маркер, добавляет электронный адрес и данные, а затем отправляет его по кольцу. Каждый из компьютеров последовательно получает данный маркер с добавленной информацией и передает его соседней машине, пока электронный адрес не совпадет с адресом компьютера-получателя, или маркер не вернется к отправителю. Получивший сообщение компьютер возвращает отправителю ответ, подтверждающий, что послание принято. Тогда отправитель создает еще один маркер и отправляет его в сеть, что позволяет другой станции перехватить маркер и начать передачу. Маркер циркулирует по кольцу, пока какая-либо из станций не будет готова к передаче и не захватит его.

Преимущества сети с кольцевой топологией:

1) Пересылка сообщений является очень эффективной, т.к. можно отправлять несколько сообщений друг за другом по кольцу.

2) Протяженность сети может быть значительной. Т.е. компьютеры могут подключаться к друг к другу на значительных расстояниях, без использования специальных усилителей сигнала.

Недостатки сети с кольцевой топологией:

1) Отказ одного компьютера в сети может повлиять на работоспособность всей сети;

2) кольцевую сеть трудно диагностировать;

3) добавление или удаление компьютера вынуждает разрывать сеть.

Смешанные топологии. На основе трех базовых топологий можно создавать так называемые гибридные или смешанные топологии. К этим топологиям относятся:

1) шинно-звездообразная;

2) звездообразно-кольцевая.

Шинно-звездообразная топология комбинирует сети типа «звезда» и «шина», связывая несколько концентраторов шинными магистралями (рисунок 5).



Рисунок 5 - Шинно-звездообразная топология

Если один из компьютеров отказывает, концентратор может выявить отказавший узел и изолировать неисправную машину. При отказе концентратора соединенные с ним компьютеры не смогут взаимодействовать с сетью, а шина разомкнется на два не связанных друг с другом сегмента.

В звездообразно-кольцевой топологии (которую называют также кольцом с соединением типа «звезда») сетевые кабели прокладываются аналогично звездообразной сети, но в центральном концентраторе реализуется кольцо (рисунок 6).

Рисунок 6 - Звездообразно-кольцевая топология

С внутренним концентратором можно соединить внешние, тем самым, расширив петлю внутреннего кольца.

Большие, объединенные ВС используют топологию самого общего вида - ячеистую. Узлами ячеистой топологии могут быть самые разнообразные сетевые устройства: повторители, мосты, концентраторы, маршрутизаторы, шлюзы.



Приложения

Приложение А. Структурная схема ПК



Приложение Б. Пример топологии в офисе

Размещено на Allbest.ru