Локальды есептеу желісі

Жоспар:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кіріспе

 

 

Компьютер сөзінің анықтамасы алғаш рет 1897 жылы ағылшындық Оксфорд  сөздігінде пайда болған болатын. Бұл  сөздікте компьютер механикалық есептеуіш құрылғы ретінде көрсетілген. 1946 жылы бұл сөздікте цирлық компьютер, аналогтық есептеуіш машинасы.

Компьютер — жай ғана машина, ол өзі көрсетіп тұрған сөздерді «түсінбейді» және өз бетінше «ойламайды». Компьютер тек қана бағдарламада көрсетілген сызықтар мен түстерді енгізу-шығару құрылғыларының көмегімен механикалық түрде көрсетеді. Адам миы экрандағы көріністі қабылдап, оған белгілі бір мән береді.

Компьютер буындары (поколения  ЭВМ) — сәулеті мен элементтік негізінің түрлері бойынша біріктірілген, тарихи қалыптасқан компьютер топтары. Олар бір-бірінен элементтік негізі, құрылмалы-технологиялық орындалуы, логикалық ұйымдастырылуы, техниқалық сипаттамалары, программалық жасақ- тамалары және пайдаланушы тарапынан компьютермен қатынас құру дөрежесі бойынша ажыратылады. Жалпы, компьютерді буынға бөлу шарты, ол негізінен компьютерлердің элементтер базасының өзгеруіне, өзінің құрамына кіретін құрылғылардың түрлері мен қасиеттерінің өзгеруі-не және компьютерлер арқылы шығарылатын есептердің жаңа (сандық емес) топтарының пайда болуына тәуелді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Локальды есептеу желісіне қажетті компьютер таңдау

 

1.1  ЭЕМ буындары

 

Компьютердің бірінші  буыны – 1959 жылға шейін шығарылған электронды лампалық машиналар, жылдамдықтары ондаған мың а/с., разрядтылығы 31 – 34 бит, жедел жадыларының көлемі 1 – 4 кб, амалдардың жұмыс ырғағы қатал тізбекті, яғни, келесі орындалатын амал ағымдағы амалдың орындалуы толық біткеннен соң ғана басталады, енгізу/шығару амалдары орындалып тұрғанда орталық процессор тоқтап тұрады. Программа негізінен машиналық тілде қолмен жазылып орындалады. Жұмыс істеу режимі ашық болды, яғни, әрбір программалаушы басқару тетігінде өзі отырып программасын енгізіп жұмыс істетті. Негізінен сандық шамалармен байланысты есептер шығарылады, символдық шамаларды пайдалану жоқ болды. Стандартты программалар жасала бастады.

 

Сурет 1.

Компьютердің екінші буыны – 1968 жылға шейін шығарылған транзисторлық компьютерлер, жылдамдықтары жүздеген мың а/с., разрядтылығы 31 – 48 бит, жедел жадыларының көлемі - 8 – 128 кб. Процессордың жұмысын үзу және оны өңдеу жүйесі пайда болды (ол негізінен енгізу/шығару амалдарын орындау кезінде іске қосылады). Алгоритмдік тілдерден машиналық тілге автоматты аударатын программалар – трансляторлар шықты, яғни, программа құру үшін деңгейлері жоғары программалау тілдері (Fortran. Algol. Cobol және басқалар) қолданылды, стандартты программалардың қоры үлкейді. Жабық жұмыс істеу режімі қолданылды, яғни, программалаушы тікелей машинамен жұмыс істемейтін болды, ол өзінің жо-ғары деңгейдегі программалау тілінде жазылған программасын ары қарай машинадан өткізетін қызмет көрсететін топқа тапсырды. Программалардың жұмыс істеуін бақылау және басқару үшін алғашқы мониторлық жүйелер пайда болды. Олардың өзінің тапсырмаларды басқару тілдері болған. Индексті арифметиканың шығуы, тікелей емес адрестеуді және динамикалық жадыны қолдану, символдық шамалармен жұмыс істеу мүмкіншілігінің пайда болуы осы буынның құрылымдық ерекшклігін айқында-ды.

 

Сурет 2.

Компьютердің үшінші буыны – 1970 жылдан бастап интегралды микросхемалар арқылы жасалынған компьюте-лер мен компьютерлер кешені, жылдамдықтары миллиондаған а/с., разрядтылығы 32 – 64 бит, жедел жадыларының көлемі 64 – 1024 кб. Дамыған үзу жүйесі бар, енгізу/шығару амалдарының орындалуы орталық процессордың жұмысымен параллель жүргізетін қосымша процессорлар (арналар) қолданылады. Бұрын программалар атқаратын көп жұмыстар, соның ішінде үзуді ұйымдастырумен өңдетулер аппарат арқылы жүзеге асатын болды. Компьютер-лердің сыртқы ортаны қабылдай және оған әсер ете алатын сенсорлық қондырымдары пайда бола бастады. Осы-лар компьютерді алдын ала енгізілген деректерді детерминді (бірмәнді) өңдейтін құрылғыдан сыртқы ортада туатын жағдайға қарай жұмыс істей алатын зерделі құрылғыларға айналдырылды. Жедел жадыны қорғау және динамикалық бөлу іске асты. Көптеген жоғары деңгейлі, солардың ішінде символдық есептерге (SNOBOL. LISP. REFAL сияқтылар) және логикалық есептерге (Prolog. Miranda сияқтылар) бағытталған программалау тілдері қолданылды, символдық есептер мен логикалық есептер үлесі көбейді. Программалардың жұмысын бастан аяқ басқаратын (сыртқы және ішкі ортадағы жағдайларға мақ-сатты жауап бере алатын) дамыған операциялық жүйелер жұмыс істеді. Осы буынның негізгі ерекшелік программа-лары төменнен жоғары қарай ұйқас болатындай мүмкіншіліктері өспелі компьютерлердің бірнеше модельднрінен тұратын машиналар кешенінің пайда болуы (мысалы, со-циялистік елдерде ЕС ЭВМ 1020 – 1050, ал АҚШ – та IBM 360 – 370 сияқты компьютерлердің бірыңғай жүйелері). Бұл компьютерлер арқылы жедел жадыны немесе сыртқы құрылғылардың өрісін ортақ етуге болатын есептеу жүйе-лерін жасауға мүмкіншілік туды. Бір уақытты бірнеше программа істей алатындай етіп орталық процессордың уақытын бөлшектейтін мультипрограмдық режім іске асырылды. Сонымен қатар, нақты уақыт масштабында жұмыс істей алатын программалар пайда бола бастады. Олар технологиялық процесстерді, ұшатын аппараттардың жә-не басқа күрделі құрылғылардың жұмыстарын басқаруға мүмкіндік берді.

 

Сурет 3.

Компьютердің төртінші буыны – 1975 жылдан бастап үлкен немесе өте үлкен интегралды микросхемалар  арқылы жасалынған көппроцессорлы суперкомпьютерлер  мен микрокомпьютерлер (кейін оларды дербес компьютерлер деп атап кетті). Суперкомпьютерлердің жылдамдықтары жүз миллионға шейін (мысалы, Cray – 1 суперкомпьютері-нің жылдамдығы 100 млн а/с). Жалпы осы буындағы компьютерлер арқылы байланыс әдістері одан әрі дамып телефон, телеграф желілеріне қосылып компьютерлік глобальді (мысалы Интернет), корпоративтік және локальді желілер құрылды, өте үлкен деректер архиві жиналды, деректердің визуалды (бейнелік) түрдегі берілуі және өңделуі дамыды, нақты уақыт масштабында жұмыс істей алатын жүйелер кеңінен жүзеге асты.

 

 

 

 

2 Локальді есептеу желісін құрастыру

 

 

ЛЭЖ құрастыру үшін 8 компьютер  таңдау қажет. Олардың ара қашықтықтары 80 м.  

Сурет 4.

Жүйелік блоктың сипаттамасы:   (Neo фирмасы)

Операциялық жүйе: Атауы — Windows 7

Процессор: Тактілік жиілігі  — 3.1 ГГц, Модель — Neo Multimedia,     Өндіруші — Neo

Оперативті жады:  Көлемі — 2 Гб

Қатқыл диск: Көлемі — 500 Гб

Графикалық жүйесі : Жады көлемі — 1024 Мб

Оптикалық өту: Тип — DVD±RW

Түсі – қара, сұрғылт

 

Экранның сипаттамасы:

(Samsung  фирмасы)

Тип – сұйық кристалды  – матрицалы - ТN

Диагоналы – 18,5 дюйм

Экран форматы 16:9

Жауап қату уақыты – 5 мс

Өлшемі 442х370х210 мм

Салмағы 5,8 кг

 

Тышқанның сипаттамасы:

(Genius Slimstar i820 фирмасы)

Оптикалық тышқан

3 батырмалы

PS/2 және USB

800 dpi

 

Пернетақтаның сипаттамасы:

(Genius Slimstar i820 фирмасы)

USB – пернетақта  - орыс/ ағылшын / қазақ алфавиті

 

Жалпы компьютердің бағасы - 〒87080.

8 компьютердің бағасы - 〒 640000

3 Технологияны таңдау

 

3.1 Ethernet технологиясының стандарты

 

Локальді есептеу  желілерін құрастыру кезінде  олардың құрастыру технологияларн дұрыс таңдау желінің өнімді жұмыс  істеуіне көп ықпалын тигізеді.

Ethernet технологиясы ЛЕЖ негізгі технологияларының қатарына жатады. Бұл технология 1970 жылдары Пало Альтода (PARC) Xerox корпорациясының ғылыми зерттеу орталығында дүниеге келді. Ethernet технологиясы  IEEE 802.3 спецификациясының негізін құрады.

Digital Equipment Corporation, Intel Corporation және Xerox Corporation компаниялары бірігіп,  802.3 спецификациясымен сәйкестендірілген (Version 2.0) спецификацияны қабылдады.

Ethernet – қазіргі  кезде ең кеңінен таралған  локальді желілердің стандарты.

Физикалық орталарына сай IEEE 802.3 стандарты келесі түрлерге бөлінеді:  10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, 10Base-F.

Ethernet  стандарттарының  барлық түрлерінде CSMA/CD әдісі қолданылады. Ethernet желісінде мәліметтерді тасымалдау  ортасына кіру үшін тежеулерді  анықтайтын (коллизий-carrier-sense-multiply-access with collision detection, CSMA/CD) және тасымалдаушыны тобымен анықтайтын әдіс қолданады.

CSMA/CD әдісі желідегі  барлық жұмысшы стансаларының  бір қалыпты, әрі тұрақты жұмыс  істеуі үшін оның негізгі уақыт  аралық пен қисындық қатынастарын анықтайды.

Шина арқылы бірінен кейін бірі тасымалданатын ақпараттар кадрларының арасы 9.6 мкс  болуы қажет. Мұндай үзіліс (іркіліс) түйіндерде орналасқан адаптерлердің  бастапқа қалптарына келуіне мүмкіндік  береді. Сонымен қатар, мұндай үзілістер бір стансаның толығымен мәліметтерді тасымалдау ортасын иемденуге жол бермейді.

Ақпараттарды-мәліметтерді тасымалдау кезінде тежеулер  (коллизия) пайда болса, оны анықтаған түйіндер кадрларды тағы да тасымалдауға әрекет етеді. Түйіндер коллизия-тежеулер болған кездегі мәліметтерді, кадрлерді 16 рет тасымалдауға әрекет етіп, болмаған жағдайда оны тоқтатады.  

Ethernet желілері, физикалық ортасына қарамай, мәліметтерді  тасымалдау ортасына кіру әдістеріне  байланысты екі шектеуді қанағаттандыруы  керек:

• екі түйіннің ара қашықтықтары  2500 м артпауы қажет;
• желіде  1024 түйіннен көп болмауы керек.

Ethernet кадрларының  төрт түрлі модификацияларының  аттары төменде келтірілді:

• 802.3/LLC кадры (не болмаса, Novell 802.2 кадры);
• Raw 802.3 кадры (не болмаса, Novell 802.3 кадры);
• Ethernet DIX кадры (не болмаса, Ethernet II кадры);
• Ethernet SNAP кадры.

802.3/LLC кадрының аты,  802.3 пен 802.2 стандарттарында келтірілгендей, сол кадрлардың аттарын біріктірудің нәтижесі деп білу керек. 

802.3 стандартының  атын сегіз жолақ анықтайды:

Ethernet технологиясының физикалық  ортасының спецификациялары. Алғашқы кезде Ethernet желілер технологиясында коаксиальды кабельдер пайдаланды.  Қазіргі кезде Ethernet технологиясынң физикалық спецификациясы келесі тарату орталарынан тұрады:

10Base-5 - диаметрі 0.5 дюймдік жуан коаксиальді кабель. Кедергісі 50 Ом. Қайталағышсыз сегментің ұзындығы - 500 метр;

10Base-2 - диаметрі 0.25 дюймдік жіңішке коаксиальді кабель Кедергісі 50 Ом. Қайталағышсыз сегментің ұзындығы - 185 метр;

10Base-T – экарандалынбаған қос өрілген кабель (Unshielded Twisted Pair, UTP). Концентратордың көмегімен жұлдызша топология құрайды. Концентраторлар мен соңғы түйіннің ара қашықтығы - 100 м көп емес;

10Base-F – оптоталшықты кабель. Топологиясы қос өрілген кабельге ұқсас. Бұл спецификацияның бірнеше түрлері бар: FOIRL; 10Base-FL; 10Base-FB.

1 саны мәліметтерді  тасымалдау жылдамдығын - 10 Мб/с  көрсетеді, ал,  Base - деген 10 МГц  жиіліктегі тасымалдау әдісін  білдіреді. 

 

Сурет 5. Ethernet топологиясы

3.2  FDDI технологиясының стандарты

 

FDDI технологиясының  негіздері.  Fiber Distributed Data Interface (FDDI) технологиясы - мәліметтерді оптоталшық арқылы тасымалдайтын бірінші локальді желілік технология.

Мәліметтерді  тасымалдайтын орта ретінде жарықты  алғашғы пайдаланған   Александр Белл 1880 патенттеп, авторлық құқұққа ие болған.

Осы бағыттағы  жұмыстарға 1960 жылдарының басында лазердің жұмысы зерттелініп, өндірістерге қолдануға  болатындығы, мәліметтерді тасымалдауға үлкен жол ашты. Жарықты үлкен  жиілікте модуляциялау кең жолақты канал жасауға және өте үлкен жылдамдықта мәліметтерді тасымалдауға болатындығы анықталынды. Осы кездері оптоталшықтар да пайда болды. Оның көмегімен, кәдімгі сымдық кабельдер арқылы тасымалдайтындай, жарықтың көмегімен мәліметтерді тасымалдауға мүмкіншілік туды.

Алғашқы кездері  ақпараттарды, мәліметтерді оптоталшықтың  көмегімен телекоммуникациялық  байланыс жүйлерінде тасымалданды.

Сол жылдары  оптоталшықтарға арналған стандартты технологиялары жасалынып,  локальді желілерде қолдану қарасытырылды. 

FDDI технологиясы Token Ring технологиясына сүйене отырып, оны әрі қарай дамытуда.

FDDI желісіндегі  түйіндерінің арасында мәліметтерді  тасымалдау үшін екі шеңберлі  оптоталшықтан тұратын желі негізін  құрайды. Біреуі негізгісі болса,  екіншісі қосымша жолақтың рөлін атқарады. Мұндай екі шеңбер түрін пайдалану мәліметтерді тасымалдаудың тұрақтылығын арттырады.  

FDDI технологиясы  да басқа желілерге тән физикалық  деңгейдің хаттамалары негізгі  мәселелерді шешеді.  FDDI технологиясында,  IEEE 802.2 мен ISO 8802.2802.2 қарастырылғандай,  хаттамасы қолданыс тапқан.  

 

Сурет 6.

А портындағы қонырғылар екі реттен қосылады, яғни бірінші  шеңберге оның кіру тетігі қосылса, екінші шеңберге шығу тетігі жалғанған.

В портындағы қондырғылар  да екі реттен қосылады. Кіру тетігі екінші шеңберге қосылса, шығуы бірінші шеңберге қосылған.  

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Топология таңдау

 

 

Топология дегеніміз  ол компьютерлерді желіге қосу әдістері, не болмаса қосу қаңқасы деп те атауға болады.

Топология- кабельдердің физикалық, не болмаса, электрлік кескіндік үйлесімі және желілер байланысы. Топология- компьютерлерді желіге қосу әдістері. 

Топологияның электрлік  байланыстарын таңдау желінің сипаттамаларына  өз әсерлерін тигізеді. Мысалыға, желінің  қосымша байланысын пайдалану, оның сенімділігін арттырады.

Жаңа түйіндерді қосу үшін қарапайым әдістерді пайдалану, желінің  тез арада қомақты  болуына себебін тигізеді. Экономикалық тұрғыдан қарағанда топологияларды дұрыс таңдау оған кететін шығындарды азайтуға мүмкішілік береді.