
- •Введение
- •1. Основные конструктивные элементы средств вычислительной техники
- •Структура компьютера – это совокупность его функциональных элементов и связей между ними. Элементами могут быть самые различные устройства, от основных логических узлов компьютера до простейших схем.
- •1.1. Виды корпусов и блоков питания персонального компьютера
- •1.1.1. Корпуса персонального компьютера
- •1.1.2. Блоки питания персонального компьютера
- •1.1.3. Источники бесперебойного питания
- •1.2. Типы и логическое устройство материнских плат
- •1.2.1. Типоразмеры материнских плат рс
- •1.2.2. Основные компоненты материнской платы
- •1.3. Типы процессоров персонального компьютера
- •1.3.1. Параметры процессоров
- •1.3.2. Cisc- и risc-процессоры
- •1.3.3. Микросхемы процессоров
- •1.3.4. Многопроцессорные системы
- •1.3.5. Сопроцессор
- •1.4. Постоянная и оперативная память, кэш-память
- •1.4.1. Оперативная память
- •1.4.2. Асинхронные микросхемы динамической оперативной памяти
- •1.4.3. Синхронные микросхемы оперативной динамической памяти
- •1.4.4. Модули оперативной динамической памяти на материнской плате персонального компьютера
- •1.4.5. Статическая оперативная память
- •1.4.7. Логическое распределение оперативной памяти
- •2. Периферийные устройства вычислительной техники
- •2.1. Общие принципы построения, программная поддержка работы периферийных устройств
- •2.1.1. Характеристики и параметры шины
- •2.1.2. Арбитраж шины
- •2.1.3. Использование прерываний
- •2.1.4. Краткие сведения об интерфейсах
- •2.1.5. Системный набор
- •2.2. Накопители на магнитных и оптических носителях
- •2.3. Видеоподсистема: мониторы, видеоадаптеры
- •2.4. Принципы обработки звуковой информации, звуковоспроизводящие системы
- •2.5. Устройства вывода информации на печать: принтеры, плоттеры
- •2.6. Устройства ввода графической информации: сканеры, графические планшеты
- •2.7. Манипуляторные устройства ввода информации
- •2.8. Нестандартные периферийные устройства
- •Контрольные вопросы к разделу
- •3. Выбор рациональной конфигурации оборудования
- •Контрольные вопросы к разделу
- •4. Ресурсо- и энергосберегающие технологии использования вычислительной техники
- •Контрольные вопросы к разделу
- •Литература
Контрольные вопросы к разделу
Что понимают под автоматизированным рабочим местом?
Каковы преимущества АРМ на базе персональных компьютеров?
Охарактеризуйте АРМ с точки зрения профессиональной деятельности.
Рассмотрите основное обеспечение АРМ.
4. Ресурсо- и энергосберегающие технологии использования вычислительной техники
Современные информационные системы организационного управления предназначены оказывать помощь специалистам и руководителям, принимающим решения. Достигается это переходом на новую информационную технологию, основанную на последних достижениях компьютерных наук.
Существуют три основных принципа компьютерной информационной технологии:
интерактивный (диалоговый) режим работы с ЭВМ;
интеграция с другими программными продуктами;
гибкое изменение данных и поставленных задач.
Технология информационного процесса. Развитие информационных технологий (ИТ) шло параллельно с появлением новых видов технических средств обработки и передачи информации, вместе с новыми средствами коммуникаций.
Технология информационного процесса в любом типе компьютера имеет сходную структуру и состоит из операций и этапов.
Операция – это совокупность элементарных действий, выполняемых на одном рабочем месте, которая приводит к реализации определенной обработки данных. Другими словами, операция – это любой процесс, связанный с обработкой данных.
Этап – совокупность взаимосвязанных операций, которые реализуют определенную законченную функцию обработки данных. Различают следующие этапы.
Первичный этап. Первичный этап технологии информационных процессов состоит из сбора, регистрации и передачи информации на обработку.
Предварительный этап. На предварительном этапе осуществляется прием, визуальный контроль данных, регистрация, кодирование, комплектование, перенос на машинный носитель, заполнение и формирование первичного документа.
При визуальном контроле проверяется четкость заполнения документа, отсутствие пропусков реквизитов, исправление ошибок. Для сокращения объема вводимой информации применяется операция кодирования одного или нескольких реквизитов. Комплектование данных – операция вынужденная: при вводе больших объемов данных их разбивают на комплекты (пачки), и каждой пачке присваивается номер с целью облегчения процесса поиска и исправления ошибок, обеспечения контроля полноты вводимых данных, прерывания ввода для подготовки данных на машинном носителе. Операция переноса на машинный носитель ранее применялась на больших ЭВМ: основными носителями здесь были перфоленты, перфокарты и магнитные ленты. В современных условиях эта операция совмещена с вводом информации.
При обработке информации на персональных компьютерах первичный и предварительный этапы чаще всего объединяются в один, домашний этап.
Основной этап. Основной этап содержит операции: ввод данных, контроль безопасности данных и системы, сортировка, корректировка, группировка, анализ, расчет, формирование отчета и вывод. Этот этап называют внутримашинным, поскольку все эти операции выполняются компьютером.
Ввод данных – одна из основных и сложных операций. Данные могут быть разного типа и на разных видах носителей, поэтому ввод данных обязательно сопровождается контролем, ведь неверные данные нет смысла обрабатывать. После ввода и контроля данные могут быть записаны в файл или базу данных.
Контроль безопасности данных и системы подразделяется на контроль достоверности данных, безопасности данных и системы. Первый из видов контроля выполняется программно во время ввода и обработки данных. Средства безопасности данных и программ защищают их от копирования, искажения, несанкционированного доступа. Средства безопасности компьютерных систем обеспечивают защиту от кражи, вирусов, неправильной работы пользователей, несанкционированного доступа.
Сортировка данных используется для упорядочения записей файла по одному или нескольким ключам. Запись – минимальная единица обмена между программой и внешней памятью. Обычно одна запись содержит информацию одного документа или его законченной части. Файл – это совокупность записей. Ключ – это реквизит или группа реквизитов, служащих для идентификации записей.
Корректировка – операция актуализации файла или базы данных. При этом обычно выполняются операции просмотра, замены, удаления, добавления нового. Эти операции применяются к отдельным реквизитам, записи, группе записей, файлу, базе данных.
Группировка – операция соединения записей, сходных по одному или нескольким ключам, в относительно самостоятельные объекты – группы.
Анализ – операция, реализующая метод научного исследования, основанный на разделении целого на составные части, разбор, рассмотрение чего-либо. Для проведения анализа используют экономико-математические и статические методы, выявление тенденций, прогнозирование, моделирование, построение графиков и диаграмм, экспертные методы.
Расчет – операция, позволяющая выполнить требуемые вычисления для получения результатов или промежуточных данных.
Формирование отчета – оформление результатов расчета для вывода или передачи данных потребителю в привычном для него виде.
Заключительный этап содержит следующие операции: визуальный контроль результатов, размножение и передачу пользователю. Этот этап еще называют послемашинным. При установке компьютера на рабочем месте данный этап может содержать только операции контроля: четкость вывода, непротиворечивость результатов и тому подобное. Все остальные операции могут выполняться на машинном этапе. Результаты обработки данных могут либо передаваться по сети, либо записываться в базу данных.
Введем понятие «сущность» – объект, явление, процесс. Каждая сущность имеет определенные свойства. К примеру, материальное тело обладает массой, габаритами, имеет цену, относится к конкретному виду материальных ресурсов и другое.
Совокупность сведений, отражающих какую-либо сущность, называют информационной совокупностью. В зависимости от степени общности рассматриваемого объекта информационные совокупности могут быть разного уровня и иметь иерархическую структуру.
Степень детализации информационных совокупностей не беспредельна. Информационная совокупность, неделимая далее на более мелкие смысловые единицы, получила название «реквизит» (по аналогии с реквизитом бумажного документа). Синонимами данного термина являются: слово, элемент данных и атрибут. Различают два вида реквизитов: реквизиты-признаки (характеризуют качественные свойства отражаемых сущностей) и реквизиты-основания (представляют собой количественные величины, характеризующие данную сущность).
Сочетание одного реквизита-основания с одним или несколькими соответствующими реквизитами-признаками образует показатель. Показатель – качественно определенная величина, дающая количественную характеристику отображаемому объекту. Он является информационной совокупностью наименьшего состава, достаточной для образования собственного сообщения или формирования документа. К примеру, совокупность «200 л молока» состоит из реквизита-основания «500» и реквизитов-признаков «л – литров» и «молоко», что вполне отражает экономический смысл сообщения и поэтому является показателем. Умение определить количество и состав реквизитов позволяет оценить уровень информативности содержащего их документа.
По отношению к процессам обработки и хранения различают следующие виды информации: исходную, промежуточную, результатную, производственную, хранимую без обработки.
Значительным, особенно при создании автоматизированных компьютерных информационных систем, является деление информации на следующие два вида:
постоянная (или условно постоянная) – различные справочные сведения, нормативы и расценки и т.д. – остается без изменения или же подвергается незначительным корректировкам в течение длительного времени;
переменная – отражает результаты выполнения производственно-хозяйственных операций, соответствует их динамизму, участвует в одном технологическом цикле компьютерной обработки.
Для оценки уровня стабильности информации применяется коэффициент стабильности Кст:
где ИС общ – общее число информационных совокупностей; ИС изм – число информационных совокупностей, изменивших свое значение за рассматриваемый период (обычно – год).
Обычно, если значение коэффициента стабильности не ниже К ст = 0,85, информационную совокупность принято считать условно постоянной.
В
настоящее время классификация ИТ
проводится по следующим признакам
(рис.36): способу реализации в
автоматизированных информационных
системах (АИС), степени охвата задач
управления, классам реализуемых
технологических операций, типу
пользовательского интерфейса, вариантам
использования сети ЭВМ, обслуживаемой
предметной области и др.
По способу реализации информационные технологии делятся на традиционные и современные.
Традиционные ИТ существовали в условиях централизованной обработки данных, до периода массового использования персональных ЭВМ.
Новые (современные) ИТ связаны, в первую очередь, с информационным обеспечением процесса управления в режиме реального времени.
По степени охвата задач управления информационными технологиями выделяют: электронную обработку данных, автоматизацию функций управления, поддержку принятия решений, электронный офис, экспертную поддержку.
Электронная обработка данных выполняется с использованием ЭВМ без пересмотра методологии и организации процессов управления при решении локальных математических и экономических задач. При автоматизации управленческой деятельности вычислительные средства, включая супер-ЭВМ и персональных ЭВМ, используются для комплексного решения функциональных задач, формирования регулярной отчетности и работы в информационно-справочном режиме для подготовки управленческих решений.
К этой же группе относятся информационные технологии поддержки принятия решений, которые предусматривают широкое использование экономико-математических методов и моделей, пакеты прикладных программ (ППП) для аналитической работы и формирования прогнозов, составления бизнес-планов, обоснованных оценок и выводов по процессам и явлениям производственно-хозяйственной деятельности.
К названной группе относятся и информационные технологии, получившие название электронного офиса и экспертной поддержки решений.
Электронный офис предусматривает наличие интегрированных ППП, которые обеспечивают комплексную реализацию задач предметной области. В настоящее время все большее распространение приобретают электронные офисы, сотрудники и оборудование которых могут находиться в разных помещениях. Необходимость работы с документами, материалами и базами данных (БД) конкретного предприятия или учреждения везде: в гостинице, транспорте, дома, – привела к появлению таких электронных офисов, включенных в соответствующие сети ЭВМ.
Информационные технологии экспертной поддержки составляют основу автоматизации труда специалистов-аналитиков. Эти работники кроме аналитических методов и моделей для исследования складывающихся ситуаций вынуждены использовать накопленный опыт в оценке ситуаций, т.е. сведения, составляющие т.н. базу знаний в конкретной предметной области.
По классу реализуемых технологических операций информационные технологии подразделяются: на работу с текстовыми и табличными данными, графическими объектами, системы управления БД, гипертекстовые и мультимедийные системы. Создание программных средств для вывода высококачественного звука и видеоизображения является перспективным направлением развития компьютерной технологии. Такая технология получила название компьютерной графики.
Компьютерная графика — это создание, хранение и обработка моделей объектов и их изображений с помощью ЭВМ. Формируемые и обрабатываемые с помощью цифрового процессора изображения могут быть демонстрационными и анимационными. К демонстрационным изображениям относят, как правило, коммерческую (деловую) и иллюстрационную графику. Ко второй группе, анимационной графике, принадлежит инженерная и научная графика, а также графика, связанная с рекламой, искусством, играми, когда на экран выводятся не только одиночные изображения, но и последовательность кадров в виде фильма (интерактивный вариант).
Интерактивная графика переживает бурное развитие в области появления новых графических станций и в области специализированных программных средств, позволяющих создавать реалистические объемные движущиеся изображения, сравнимые по качеству с кадрами видеофильма.
В классическом понимании система управления базами данных (СУБД) представляет собой набор программ, позволяющих создавать и поддерживать БД в актуальном состоянии.
Обычно любой текст представляется как одна длинная строка символов, которая читается в одном направлении. Гипертекстовая технология основана на том, что текст представляется многомерным, т.е. имеющим иерархическую структуру. Материал текста делится на фрагменты. Каждый видимый на экране ЭВМ фрагмент, дополненный многочисленными связями с другими фрагментами, позволяет уточнить информацию об изучаемом объекте и двигаться в одном или нескольких направлениях по выбранной связи.
Программно-техническая организация обмена с компьютером текстовой, графической, аудио и видеоинформацией получила название мультимедиа-технологии.
По типу пользовательского интерфейса можно рассматривать информационные технологии с точки зрения возможностей доступа пользователя к информационным и вычислительным ресурсам. Так, пакетная ИТ исключает для пользователя возможность влиять на обработку информации, пока она проводится в автоматическом режиме. Это объясняется организацией обработки информации, которая основана на выполнении программно-заданной последовательности операций над данными, заранее накопленными в системе и объединенными в пакет. В отличие от пакетной, диалоговая ИТ предоставляет пользователю неограниченную возможность взаимодействовать с хранящимися в системе информационными ресурсами в реальном масштабе времени, получая при этом всю необходимую информацию для решения функциональных задач и принятия решений. Интерфейс сетевой ИТ благодаря развитым средствам связи предоставляет пользователю средства теледоступа к территориально распределенным информационным и вычислительным ресурсам.
В настоящее время наблюдается тенденция к объединению различных типов информационных технологий в единый компьютерно-технологический комплекс, который носит название интегрированного. Особое место в нем принадлежит средствам коммуникации, обеспечивающим не только чрезвычайно широкие технологические возможности автоматизации управленческой деятельности, но и являющимся основой создания самых разнообразных сетевых вариантов ИТ: локальных, многоуровневых, распределенных и глобальных информационно - вычислительных сетей.
По обслуживаемым предметным областям ИТ подразделяются чрезвычайно разнообразно. Например, только в экономике ими являются: бухгалтерский учет, банковская, налоговая и страховая деятельность и др.
Сетевые технологии. В августе 1981 года был официально представлен публике и вскоре после этого приобрел большую популярность у пользователей новый компьютер под названием IBM PC с операционной системой и трансляторами фирмы. Персональные ЭВМ отличались экономичностью, большой функциональностью (за счет использования различных внешних устройств, операционных программ и прикладных программ) и надежностью.
Общие понятия. Распределенность ресурсов (вычислительных ресурсов, данных и внешних устройств) создавало значительные сложности, затрудняющие обмен данными. Данные переносились с помощью дискет, одновременная обработка одних и тех же данных была невозможна. Возникла потребность в централизованном хранении данных. Таким образом, возникла концепция объединения персональных компьютеров в сети, в системы, совмещающие преимущества централизованного хранения и распределенной обработки данных.
Системы распределенной обработки предоставляют пользователям возможность доступа к общим данным, а приложения при этом выполняются на локальном компьютере
Под компьютерной сетью понимают коммуникационную систему, состоящую из двух или более компьютеров и включающую в себя специальные программы и аппаратное обеспечение, используемые для совместного обмена информацией и совместного использования ресурсов.
Ресурсы сети – это данные, приложения и периферийные устройства, такие, как диск, принтер, модем и т. д. В такой системе любое из подключенных устройств может использовать сеть для передачи или получения информации.
Обработка централизованных информационных ресурсов на разных компьютерах называется распределенной обработкой данных. При этом снижаются затраты на аппаратное обеспечение в расчете на одного пользователя. Это достигается за счет совместного использования дискового пространства, дорогих высококачественных внешних устройств (лазерных принтеров, сканеров, плоттеров). Одновременно повышается надежность системы в целом, поскольку при поломке одного устройства исполнение его функций может взять на себя другое. Снижаются затраты на программное обеспечение (ПО). Совместное использование дискового пространства позволяет разместить сетевые версии ПО на диске одного компьютера, что, кроме значительной экономии места на диске позволяет снизить затраты на ПО. В этом случае на локальных компьютерах дисковая подсистема вообще может отсутствовать. упрощается обслуживание, резервное копирование и снижаются затраты на поддержание целостности ПО.
По виду конфигурации можно выделить следующие компьютерные сети:
Локальные вычислительные сети (ЛВС) – несколько компьютеров объединены в сеть и расположены на незначительном расстоянии друг от друга (в пределах комнаты или здания). В таких сетях не требуется специальных устройств для передачи данных на расстояние.
Глобальные вычислительные сети (ГВС) используют для передачи данных общедоступные каналы для передачи данных (телефонные линии, модемы и др.).
Часто выделяют корпоративные вычислительные сети – это компьютерные сети в рамках одного предприятия, которые характеризуются удаленностью расположения ПЭВМ в сети и, как следствие, наличием скоростных каналов и использованием общедоступных каналов для связи.
Компьютер, предназначенный для работы в локальной сети, называют рабочей станцией. Для подключения к ЛВС компьютер должен быть оснащен специальной платой, которая позволяет ему взаимодействовать с другими устройствами данной сети. Такая плата называется сетевым адаптером.
Общие компоненты сетей:
серверы – компьютеры, предоставляющие свои ресурсы сетевым пользователям;
клиенты – компьютеры, осуществляющие доступ к сетевым ресурсам, предоставляемым сервером;
среда – способ соединения компьютеров;
совместно используемые данные – файлы, предоставляемые серверами по сети;
ресурсы – файлы, принтеры и другие элементы, используемые в сети.
По своему типу ЛВС делятся на: одноранговые (peer - to - peer) и с выделенным сервером (многоранговые).
Одноранговые сети являются наиболее простыми. С их помощью пользователи нескольких компьютеров могут использовать общие диски, принтеры и другие устройства, передавать друг другу сообщения и выполнять другие коллективные операции. В одноранговой сети все компьютеры равноправны. Каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер. Все пользователи самостоятельно решают, какие данные сделать общедоступными по сети.
Одноранговые сети называют также рабочими группами. Рабочая группа – небольшой коллектив, поэтому в одноранговых сетях бывает обычно не более 10 компьютеров.
Компьютеры одноранговой сети являются компьютерами одинакового типа и работают под управлением одной операционной системы. Иногда одноранговую сеть называют сетью равноправных компьютеров. В этом случае любой компьютер ЛВС может выполнять одновременно функции сервера, т.е. предоставлять ресурсы совместного доступа и функции клиента ЛВС – получать доступ к ресурсам других компьютеров ЛВС. Таким образом, функции управления сетью передаются от одной станции к другой.
Одноранговые сети обычно дешевле сетей на основе сервера, но требуют более мощных компьютеров. Чтобы установить одноранговую сеть не требуется дополнительного программного обеспечения. Например, в Windows NT, Windows 95, 98, 2000 встроена поддержка одноранговой сети.
В многоранговых ЛВС для хранения разделяемых данных и программ, использования ресурсов совместного доступа используются выделенные компьютеры – серверы.
Сервер – некоторое обслуживающее устройство, которое в ЛВС выполняет роль управляющего центра и концентратора данных. Под сервером понимается комбинация аппаратных и программных средств, которая служит для управления сетевыми ресурсами общего доступа. Выделенный сервер – сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции).
Для управления сетью, обеспечения необходимой производительности дисков, надежности системы и защиты информации от несанкционированного доступа на серверах многоранговых сетей применяют специальное системное ПО – сетевая операционная система (Novel NetWare, Windows NT Server, Unix и др.).
Комбинированные сети. В таких сетях могут функционировать оба типа операционных систем (ОС). ОС для сетей на основе сервера, например Microsoft Windows NT Server отвечают за совместное использование основных приложений и данных.
На компьютерах-клиентах могут выполняться Windows NT Workstation или Windows 95, 98, 2000, которые будут управлять доступом к ресурсам выделенного сервера и в то же время предоставлять в совместное пользование свои жёсткие диски, а по мере необходимости разрешить доступ к своим данным.
Можно выделить две основные функции сервера:
первая – управление компонентами ЛВС;
вторая – организация доступа к ресурсам общего пользования.
В рамках одной ЛВС может использоваться несколько выделенных серверов. По своему функциональному назначению различают несколько типов серверов:
Файловый сервер – компьютер, который выполняет функции управления ЛВС, отвечает за коммуникационные связи, хранит файлы, разделяемые в ЛВС, и предоставляет доступ к совместно используемому дисковому пространству.
Сервер печати (Print - сервер) – компьютер, программа или специальное устройство, обеспечивающее доступ станциям сети к центральному разделяемому принтеру. Запросы на печать поступают от каждой рабочей станции к серверу печати, который разделяет их на индивидуальные задания принтеру, создает очередь печати. Задания обычно обрабатываются в порядке их поступления. В функции сервера печати входит также управление принтером.
Коммуникационный сервер (сервер удаленного доступа) позволяет работать с различными протоколами (правилами передачи информации в сети) и позволяет станциям разделять модем или узел связи с большой ЭВМ. Это дает возможность получить информацию, хранящуюся в сети, практически с любого места, где есть телефон, модем и компьютер.
Серверы приложений. На серверах приложений выполняются прикладные части клиент-серверных приложений, а также находятся данные, доступные клиентам. Если в файл-сервере данные целиком копируются на компьютер пользователя, то в сервере приложения на запрашивающий компьютер пересылаются только результаты запроса.
Почтовые серверы управляют передачей электронных сообщений между пользователями сети.
Факс-серверы управляют потоком входящих и исходящих факсимильных сообщений через один или несколько факс-модемов.
Топология сетей. Способ объединения компьютеров в сети между собой называют топологией (рис.37). Под топологией понимают описание физических соединений в ЛВС (или логических связей между узлами), указывающее, какие пары узлов могут связываться между собой.
Узел – точка сети, в которой обслуживается пользователь или присоединен коммуникационный канал. Термин узел иногда используется вместо термина рабочая станция.
Топология «кольцо» – топология ЛВС, в которой каждая рабочая станция соединена с двумя другими рабочими станциями, образуя петлю (кольцо). Данные передаются от одной рабочей станции к другой в одном направлении (по кольцу). Каждый ПК работает как повторитель, ретранслируя сообщения к следующему ПК. При этом данные передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете (рис.37 а). Сеть данной топологии имеет хорошо предсказуемое время отклика, определяемое числом рабочих станций
Топология
«шина»
– топология ЛВС, в которой все рабочие
станции присоединены к единому кабелю.
К оконечным контактам кабеля присоединяется
оконечная нагрузка (терминатор)
- электрическая схема, подавляющая
нежелательные отражения сигнала (рис.37
б).
В такой топологии все станции прослушивают все сообщения в кабеле. Рабочая станция отбирает адресованные ей сообщения, пользуясь адресной информацией, содержащейся в сообщении. До последнего времени шинная топология, как наиболее простая, являлась наиболее распространенной.
Топологии типа «кольцо» и «шина» не обеспечивают высокой производительности и мобильности сети. Кроме того, надежность этих соединений невысока, поскольку разрыв кабеля в любом месте приведет к остановке всей сети до устранения неисправности, место локализации которой трудно выявить в рамках всей ЛВС.
Топология «звезда». Недостатков, присущих топологиям «шина» и «кольцо», лишено соединение компонентов ЛВС по топологии типа «звезда». В этом случае компьютеры объединяются посредством специального устройства, называемого концентратором (hub - хаб). Таким образом, топология «звезда» предполагает присоединение рабочих станций в единой точке (рис.37 в).
Концентратор работает как повторитель, передавая сигнал, поступивший на один из портов, без изменения на остальные порты. Следовательно, каждый компьютер «слышит» весь график в сети, как если бы это была «широковещательная» сеть с общим кабелем. Все разъемные соединения оказываются сосредоточенными в одном месте, упрощая тем самым подключение дополнительных узлов в сеть. Использование концентраторов дает ряд преимуществ. Разрыв кабеля в сети с обычной топологией «линейная шина» приведет к «падению» всей сети. Между тем разрыв кабеля, подключенного к концентратору, нарушит работу только данного сегмента. Остальные сегменты останутся работоспособными.
Среди концентраторов выделяются активные и пассивные.
1. Активные концентраторы регенерируют и передают сигналы так же, как это делают репитеры (повторители сигналов). Иногда их называют «многопортовыми репитерами» – они имеют от 8 до 16 портов для подключения компьютеров.
2. Некоторые типы концентраторов являются пассивными, например, монтажные панели или коммутирующие блоки. Они просто пропускают через себя сигнал как узлы коммутации, не усиливая и не восстанавливая его. Пассивные концентраторы не надо подключать к источнику питания.
3. Гибридными называются концентраторы, к которым можно подключать кабели различных типов. Сети, построенные на концентраторах, легко расширить, если подключить дополнительные концентраторы.
Топология «звезда» обеспечивает высокую надежность, большую мобильность, сокращает время простоя в, значительно уменьшает время поиска неисправностей в системе. Выход из строя любого соединения приведет к отказу только одного устройства, не оказывая никакого влияния на работу остальной сети.
Топология «дерево» является более сложной реализацией топологии «звезда». В топологии «дерево» петли не допускаются. То есть между любыми двумя узлами существует только один маршрут.
Для создания топологии «дерево» необходимо, чтобы концентраторы имели возможность каскадирования, то есть подключения концентраторов нижнего уровня к концентратору верхнего уровня. Для этого концентратор должен иметь два вида портов:
порт связи «вниз» (LAN downlink port) – используется для подключения устройств к сети. Подобные порты требуются для включения в сеть всех конечных узлов и концентраторов более низких уровней;
порт связи «вверх» (LAN uplink port) – предназначен для каскадирования концентраторов, с его помощью подключается концентратор низкого уровня к концентратору высокого уровня.
Обычно допускается до трех уровней каскадирования. Каскадирование концентраторов позволяет увеличить расстояние между крайними узлами сети и общее количество узлов (каждый из концентраторов имеет ограниченное число портов: 4, 8, 12, 16, 24, 48).
Однако концентраторы не решают проблему увеличения полосы пропускания сети – с ростом количества компьютеров в сети увеличивается и количество пакетов информации, что ведет к росту коллизий (наложений пакетов один на другой) и соответственно к замедлению работы в сети в целом.
Коллизия – ситуация, когда две рабочие станции пытаются одновременно использовать передающую среду (кабель). Электрические сигналы накладываются друг на друга, и оба сообщения теряются. Поэтому оба участника коллизии вынуждены передавать сообщения заново. В большинстве систем предусмотрена встроенная задержка повторной передачи, обеспечивающая отсутствие повторения коллизии.
В настоящее время часто используются топологии, которые комбинируют компоновку сети по принципу шины, звезды и кольца: звезда – шина; звезда – кольцо.