Вычислительные машины, сети. Лекционный курс. Практические занятия. Тестовые задания (2000,00 руб.)

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Стр.5

УДК 004.7 ББК 32.971.3 Т76 Т76 Трофимов Е.Г. Вычислительные машины, сети. Лекционный курс. Практические занятия. Тестовые задания. [Электронный ресурс] : учебнометодическое пособие / Е.Г. Трофимов. — 2-е изд., стер. — М. : ФЛИНТА, 2017. — 385 с. ISBN 978-5-9765-3734-7 Учебно-методическое пособие посвящено организации и проведению лабораторных работ по курсу «Вычислительные машины, сети» студентами гуманитарных направлений. Может быть использовано для заочной формы обучения, поскольку включает теоретический материал и рекомендации по работе с лабораторной установкой, тестовые задания. Учебный материал, предоставленный в издании, соответствует стандартам. УДК 004.7 ББК 32.971.3 ISBN 978-5-9765-3734-7 © Трофимов Е.Г., 2017 © Издательство «ФЛИНТА», 2017

Стр.2

СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИОННЫЙ КУРС «ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ, СЕТИ» .................................... 6 Раздел I. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ .............................................................................. 6 Тема 1. Основные функциональные элементы ЭВМ, часть 1 ................................................... 6 Дешифратор ........................................................................................................................... 6 Шифратор ............................................................................................................................... 7 Тема 2. Основные функциональные элементы ЭВМ, часть 2 ................................................. 15 Счетчики ............................................................................................................................... 15 Регистры ............................................................................................................................... 16 Тема 3. Арифметико-логическое устройство ........................................................................... 20 Тема 4. Устройство управления ................................................................................................. 24 Схемное устройство управления ....................................................................................... 24 Структурная схема микропрограммного устройства управления .................................. 27 Тема 5. Запоминающие устройства ........................................................................................... 29 Классификация запоминающих устройств ....................................................................... 29 Тема 6. Режимы адресации и форматы команд 16-разрядного процессора .......................... 32 Тема 7. Кодирование команд (часть 1) ...................................................................................... 40 Тема 8. Кодирование команд переходов (часть 2) ................................................................... 41 Тема 9. Оценка влияния структуры программы на время ее выполнения............................. 48 Тема 10. Взаимодействие основных узлов и устройств персонального компьютера при автоматическом выполнении команды. Архитектура 32-разрядного микропроцессора ..... 50 Архитектура 32-разрядного микропроцессора ................................................................. 52 Тема 11. Конвейерная организация работы процессора .......................................................... 54 Оценка производительности идеального конвейера ........................................................ 54 Конфликты в конвейере и способы минимизации их влияния на производительность процессора ............................................................................................................................ 55 Тема 12. Организация работы мультипрограммных ЭВМ ...................................................... 60 Основные характеристики мультипрограммного режима работы ЭВМ ....................... 60 Тема 13. Дисциплины распределения ресурсов мультипрограммной ЭВМ ......................... 65 Основные режимы работы мультипрограммной ЭВМ .................................................... 67 Тема 14. Система прерываний .................................................................................................... 70 Организация обработки прерываний в ЭВМ .................................................................... 70 Обработка прерываний в персональной ЭВМ .................................................................. 73 Тема 15. Система управления памятью ..................................................................................... 75 Организация распределения памяти в ЭВМ ..................................................................... 75 Тема 16. Система управления памятью в персональной ЭВМ ............................................... 80 Тема 17. Защита памяти в мультипрограммных ЭВМ ............................................................ 84 Средства защиты памяти в персональной ЭВМ ............................................................... 86 Тема 18. Ввод-вывод информации ............................................................................................. 89 Раздел II. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ .................................................................................... 94 Тема 1. Определение локальных сетей и их топология ........................................................... 94 История компьютерной связи ............................................................................................ 94 Определение локальной сети ............................................................................................. 96 Топология локальных сетей ............................................................................................... 99 Тема 2. Типы линий связи локальных сетей ........................................................................... 109 Кабели на основе витых пар ............................................................................................. 110 Коаксиальные кабели ........................................................................................................ 114 Оптоволоконные кабели ................................................................................................... 116 Бескабельные каналы связи .............................................................................................. 118 Тема 3. Подключение линий связи и коды передачи информации ...................................... 121 Согласование, экранирование и гальваническая развязка линий связи ....................... 121 Кодирование информации в локальных сетях ................................................................ 125 3

Стр.3

Тема 4. Пакеты, протоколы и методы управления обменом ................................................. 134 Назначение пакетов и их структура ................................................................................. 134 Адресация пакетов............................................................................................................. 139 Методы управления обменом ........................................................................................... 140 Тема 5. Модель OSI. Нижние уровни ...................................................................................... 150 Эталонная модель OSI ...................................................................................................... 150 Аппаратура локальных сетей ........................................................................................... 154 Тема 6. Модель OSI. Верхние уровни ..................................................................................... 160 Стандартные сетевые протоколы ..................................................................................... 160 Стандартные сетевые программные средства ................................................................ 166 Тема 7. Старейшие стандартные сети ..................................................................................... 172 Сети Ethernet и Fast Ethernet ............................................................................................. 173 Сеть Token-Ring ................................................................................................................. 176 Сеть Arcnet ......................................................................................................................... 184 Тема 8. Скоростные и беспроводные сети .............................................................................. 188 Сеть FDDI ........................................................................................................................... 188 Сеть 100VG-AnyLAN ........................................................................................................ 194 Сверхвысокоскоростные сети .......................................................................................... 199 Беспроводные сети ............................................................................................................ 203 Тема 9. Защита информации в локальных сетях .................................................................... 206 Классификация средств защиты информации ................................................................ 207 Классические алгоритмы шифрования данных .............................................................. 209 Стандартные методы шифрования и криптографические системы ............................. 211 Программные средства защиты информации ................................................................. 213 Тема 10. Алгоритмы сети Ethernet/Fast Ethernet ..................................................................... 215 Метод управления обменом CSMA/CD .......................................................................... 215 Использование помехоустойчивых кодов для обнаружения ошибок в сети............... 220 Тема 11. Стандартные сегменты Ethernet................................................................................ 226 Аппаратура 10BASE5 ........................................................................................................ 226 Аппаратура 10BASE2 ........................................................................................................ 229 Аппаратура 10BASE-T ...................................................................................................... 232 Аппаратура 10BASE-FL .................................................................................................... 235 Тема 12. Стандартные сегменты Fast Ethernet ........................................................................ 239 Аппаратура 100BASE-TX ................................................................................................. 239 Аппаратура 100BASE-T4 .................................................................................................. 241 Аппаратура 100BASE-FX ................................................................................................. 243 Автоматическое определение типа сети (Auto-Negotiation).......................................... 244 Тема 13. Оборудование Ethernet и Fast Ethernet ..................................................................... 248 Адаптеры Ethernet и Fast Ethernet .................................................................................... 248 Репитеры и концентраторы Ethernet и Fast Ethernet ....................................................... 252 Коммутаторы Ethernet и Fast Ethernet .............................................................................. 257 Мосты и маршрутизаторы Ethernet и Fast Ethernet ........................................................ 261 Тема 14. Выбор конфигурации сетей Ethernet и Fast Ethernet .............................................. 268 Выбор конфигурации Ethernet .......................................................................................... 268 Выбор конфигурации Fast Ethernet .................................................................................. 271 Тема 15. Методика и начальные этапы проектирования сети .............................................. 274 Исходные данные построения сети ................................................................................. 275 Выбор размера и структуры сети ..................................................................................... 276 Выбор оборудования ......................................................................................................... 279 Выбор программных средств ........................................................................................... 283 Тема 16. Выбор локальной сети с учетом ее стоимости, проектирование кабельной системы, оптимизация и отладка сети ..................................................................................... 286 4

Стр.4

Выбор локальной сети с учетом ее стоимости ............................................................... 286 Проектирование кабельной системы ............................................................................... 288 Тема 17. Формулы Шеннона и типы линий передачи, в которых используются модемы. Структура модема, методы модуляции, стандарты и программные средства для модемов.............297 Формулы Шеннона для непрерывного и дискретного каналов .................................... 297 Типы линий передачи, в которых используются модемы (варианты решения проблемы "последней мили") ........................................................................................... 300 Методы модуляции, используемые в высокоскоростных модемах ............................. 307 Особенности стандартов V.34, V.90 и V.92 .................................................................... 311 Классификация модемов ................................................................................................... 313 Программные средства для модемов ............................................................................... 315 Тема 18. Глобальные вычислительные сети. Сеть Internet .................................................... 317 III. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ ПО КУРСУ «ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ, СЕТИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ» .................................................................................................. 341 1. Построение ЗУ с заданной организацией ....................................................................... 341 2. Кодирование линейных команд ....................................................................................... 345 3. Кодирование команд переходов ....................................................................................... 351 4. Оценка влияния структуры программы на время ее выполнения ................................ 357 5. Взаимодействие основных узлов и устройств персонального компьютера при автоматическом выполнении команды ............................................................................... 360 6. Оценка производительности конвейера .......................................................................... 362 7. Оценка конфигурации Ethernet, расчет временных характеристик выбранной конфигурации сети. Расчет по модели 2 ............................................................................. 364 8. Оценка максимального размера сети Ethernet. Расчет по модели 2 ............................. 367 9. Выбор конфигурации Fast Ethernet. Правила модели 2 ................................................. 371 IV. ВОПРОСЫ К ТЕСТАМ ПО КУРСУ «ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ И СЕТИ» . 374 ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ТЕСТОВЫМ ЗАДАНИЯМ ........................... 374 1. Вопосы к тесту по теме «Вычислительные машины» ................................................... 374 2. Вопосы к тесту по теме «Вычислительные сети» .......................................................... 379 5

Стр.5