Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Учебно-методическое пособие и практикум по дисциплине Вычислительные машины, системы и сети
.pdf
11
КМ1810ВМ86
Схематическое обозначение
Описание
Однокристальный 16-разрядный микропроцессор выполнен по n-МОП технологии и имеет архитектуру, однотипную
с МП 8086 фирмы Intel.Обладает
программной и аппаратной совместимостью с периферийными и контроллерными БИС серии КР580. Микропроцессор К1810ВМ86 реализован по традиционной архитектуре, в соответствии с
которой производится последовательная выборка команд и данных из памяти
с последующей обработкой данных в
арифметическом устройстве в соответствии с выбранной командой. Работа
МП осуществляется синхронно с тактовыми импульсами, поступающими на
вход CLK. Характеризуется двумя
режимами работы – минимальным и
максимальным, которые отличаются
способом формирования сигналов
обмена и соответственно возможностями
реализуемых систем. Режимы
программируются входом MN/неMX.
Схематическое обозначение
Описание
Буферный регистр. Данные регистры
используются для организации
запоминающих буферов, адресных
защелок, портов ввода – вывода,
мультиплексоров и т.п. При сигнале
высокого уровня на входе STB состояние
входных линий DI7-DI0 передается на
выходные линии DO7-DO0. Запоминание
в информационных триггерах
осуществляется при переходе сигнала
STB от высокого уровня к низкому (по
срезу сигнала STB).
КР580ИР82
12
КР580ИР82
Схематическое обозначение
Описание
Буферное устройство шины данных.
Большая выходная мощность и простота
управления позволяют использовать его
для построения двунаправленных
согласующих буферов межмодульной
связи либо как простые усилительные
каскады.
Схематическое обозначение
Описание
Программируемое устройство, используемое для ввода - вывода параллельной информации. Схема позволяет
осуществлять обмен 8-разрядными
данными по трем каналам: A, B, C.
Направление обмена и режим работы
для каждого канала задаются программно. Каналы служат для передачи
как данных, так и управляющих сигналов.Упрощенно схема состоит из
регистра управления и трех регистров, предназначенных для ввода вывода данных.
Схема может выполнять следующие
функции:
буферизацию (при асинхронном
режиме обмена данными);
преобразование формата
данных;
сопряжение микро-ЭВМ с ВУ в
режиме прерывания.
Режимы работы микросхемы
К580ВВ55 задаются при её начальной
установке. Четыре подадресных
регистра схемы включают в себя три
регистра каналов ввода - вывода данных (А, В, С) и регистр управления.
Регистр канала С может быть подразделен на два четырехразрядных
регистра ввода - вывода данных, к
которым осуществляется доступ как к
отдельным независимым регистрам.
Имеется возможность подразделения
трех каналов на две группы. В этих
группах каналы A и B используются
для обмена данными с микро-ЭВМ, а
отдельные шины канала C - для
записи управляющих сигналов.
КР580ВВ55А
13
Схематическое обозначение
Описание
БИС включает: статическое ОЗУ
емкостью 2048 бит с организацией
256x8; два 8-битовых и один 6-битовый
порты; 14-битовый программируемый
таймер.
Порты A и B одинаковы и каждый из них
содержит 8-битовый регистр для
буферного запоминания пересылаемого
байта данных. Все разряды портов A и B
используются для ввода или вывода
параллельно. В зависимости от
содержания РУС каждый порт A и B
может работать в двух режимах:
простого ввода-вывода (без обмена
управляющими сигналами) или вводавывода с обменом УС.
Схематическое обозначение
Описание
Дешифратор-демультиплексор 4 линии
на 16.
КР1821РУ55
К155ИД3
14
К155КП1
Схематическое обозначение
Описание
Селектор-мультиплексор данных на 16
каналов со стробированием.
Позволяет с помощью четырех адресных
входов A-F передать данные,
поступающие на один из входов D0-D15
к выходу Y. Если на вход разрешения C
подано напряжение высокого уровня, то
на выходе Y также появится высокий
уровень независимо от адреса
остальных входов. Напряжение низкого
уровня на входе E разрешает
прохождение данных от входов D0-D15.
2.6.3. Блок-схема алгоритма и описание основных используемых
в работе команд
Блок-схема алгоритма программы формирования логического сигнала, подаваемого
на исполнительный элемент ИЭr, представлена на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 - Пример блок-схемы алгоритма программы формирования логического
сигнала, подаваемого на исполнительный элемент ИЭr
15
1. ORG – Задание счетчика размещения в памяти
Устанавливает ассемблерный счетчик размещения в соответствии с
выражением.
2. DB – Описание байта
[name] DB initialvalue,,,.
Размещает и инициализирует один или более байтов (по 8 бит) памяти.
Аргумент «initialvalue» может быть задан одним из следующих способов:
целое число (например, 12);
строка (например, 'message');
константное выражение (например, 2 * 5);
оператор DUP (например, 10 DUP (?));
знак вопроса «?» (например, 0,1,?,2).
Примечания:
Когда имеется аргумент name (он не является обязательным), то ассемблер
создает переменную, значение смещения которой равно текущему значению
счетчика размещения. Эта переменная будет иметь тип BYTE.
3. MOV – Пересылка (байта или слова)
Признаки не меняются.
Команда: MOV destination, source.
Логика: destination = source.
MOV пересылает по адресу destination байт или слово, находящееся по
адресу «source».
4. IN – accumulator, port.
Логика: accumulator = (port).
IN передает байт или слово из заданного порта port в AL или AX. Адрес порта
может определяться как непосредственным байтовым значением (в диапазоне 0-
255), так и с использованием косвенной адресации по регистру DX.
5. AND – destination, source.
Логика: destination = destination AND source.
AND выполняет логическое умножение побитно над своими операндами и
засылает результат по назначению «destination». Оба операнда могут быть словами
или байтами.
6. CMP – destination, source.
Логика: Установка признаков в соответствии с результатом.
(destination - source)
CMP сравнивает два числа, вычитая операнд source из операнда destination,
и изменяет значения признаков. CMP не изменяет сами операнды. Операндами
могут быть байты или слова.
7. OUT – port, accumulator.
Логика: (port) = accumulator.
OUT передает байт или слово из AL или AX в заданный порт.
Адрес порта может определяться как непосредственным байтовым значением
(в диапазоне 0-255), так и с использованием косвенной адресации по регистру DX.
8. JE, JZ – Переход, если равно
Признаки не меняются.
Команда: JE short-label.
Условие перехода: Jump if ZF = 1.
Команда JE используется после команд CMP и SUB и передает управление по
метке short-label, если первый операнд был равен второму. Цель перехода должна
лежать в пределах от -128 до 127 байтов от следующей команды.
Примечания:
Если для JZ указать переход «0», то она будет выполняться как JE.
9. JMP – Безусловный переход
Признаки не меняются.
16
Команда: JMP target.
O D I T S Z A P C
0 * * * * 0
Условие перехода: переход осуществляется всегда.
Команда JMP всегда передает управление в место, определяемое операндом
«target». В отличие от команды CALL, JMP не запоминает значение IP, т.к.
появление команды возврата RET не ожидается. Переход внутри сегмента может
быть задан как операндом типа память, так и через 16-битный регистр. Переход во
внешний сегмент может быть задан только через операнд типа память.
10. XOR – Исключающее ИЛИ
Признаки:
Команда: XOR destination, source.
Логика: destination = destination XOR source.
XOR выполняет операцию исключающего или побитно над своими
операндами и засылает результат по назначению «destination».
Оба операнда могут быть словами или байтами.
Команда XOR устанавливает каждый бит результата в «1», если в точности
один из соответствующих битов операндов равен «1».
11. CALL – Вызов подпрограммы
Признаки не меняются.
Команда: CALL procedure_name.
Применяется для удобства разбиения программы на подпрограммы.
2.6.4. Дополнительная информация
Для расчёта быстродействия необходимо подсчитать количество тактов,
затрачиваемых на выполнение программы. Затем полученное число умножить на
время такта (его можно получить из тактовой частоты ЦП). Для полноценного
анализа можно также вычислить и прибавить все задержки сигналов, создаваемые
на самом длинном пути их прохождения (например, микросхема К155КП1 имеет
максимальное время задержки 26нс).
Расчёт памяти проводится исходя из количества и объёма используемых в
программе данных. Например, на каждый датчик требуется 1 Байт памяти.
17
3. Лабораторные работы
Лабораторные работы по курсу «Создание и настройка беспроводных
локальных сетей IEEE 802.11» позволяют студентам получить навыки по
обращению с беспроводным сетевым оборудованием и настройке простых
беспроводных ЛВС.
3.1. Цель курса
Изучение принципов работы сетей Wi-Fi, овладевание навыками работы с
сетевыми устройствами на персональных компьютерах. В процессе выполнения
работ обучающийся сможет:
ознакомиться с программным обеспечением;
научиться подключать устройства Wi-Fi к персональным компьютерам;
научиться создавать беспроводные ЛВС;
научиться настраивать оборудование для доступа в локальную и глобальную
сети.
3.2. Содержание отчёта
Отчёт о выполнении лабораторной работы должен содержать:
1. Цель работы.
2. Ответы на два контрольных вопроса в соответствии с заданием преподавателя.
3. Выводы.
3.3. Теоретическая часть
Стандарт IEEE 802.11 (Wi-Fi) – это современная беспроводная технология
передачи данных по радиоканалу. Диапазоны рабочих частот: 2.4; 3.6 и 5 ГГц
(подробнее частоты каналов представлены в табл.3.1). В качестве стандартов на
данный момент приняты:
802.11 – Изначальный 1 Мбит/с и 2 Мбит/c, 2,4 ГГц и ИК стандарт (1997)
802.11a – 54 Мбит/c, 5 ГГц стандарт (1999, выход продуктов в 2001)
802.11b – Улучшения к 802.11 для поддержки 5.5 и 11 Мбит/с (1999)
802.11c – Процедуры операций с мостами; включён в IEEE 802.1D (2001)
802.11d – Интернациональные роуминговые расширения (2001)
802.11e – Улучшения: QoS, включение packet bursting (2005)
802.11f – Inter-Access Point Protocol (2003)
802.11g – 54 Мбит/c, 2,4 ГГц стандарт (обратная совместимость с b) (2003)
802.11h – Распределенный по спектру 802.11a (5 GHz) для совместимости в
Европе (2004)
802.11i – Улучшенная безопасность (2004)
802.11j – Расширения для Японии (2004)
802.11k – Улучшения измерения радиоресурсов
802.11l – Зарезервирован
802.11m – Поддержание эталона; обрезки
802.11n – Увеличение скорости передачи данных (600 Мбит/c). 2.4-2.5 или
5 ГГц. Обратная совместимость с 802.11a/b/g.
802.11o – Зарезервирован
802.11p – WAVE (Wireless Access for the Vehicular Environment)
Беспроводной Доступ для Транспортной Среды (подвижная связь)
802.11q – Зарезервирован
802.11r – Быстрый роуминг
18
802.11s – ESS Mesh Networking (Extended Service Set - Расширенный Набор
802.11b/g/n
Канал*
Частота, Гц**
1
2412
2
2417
3
2422
4
2427
5
2432
6
2437
7
2442
8
2447
9
2452
10
2457
11
2462
12
2467
13
2472
14
2484
* Центральная частота, 5 МГц
между центральными
частотами соседних каналов,
исключая 14-й.
**Каждый канал занимает
полосу частот 22 МГц,
поэтому в этом диапазоне
невозможна одновременная
работа более чем трёх
каналов (четырёх,
если это 1, 6, 11 и 14).
802.11a/h/j/n
Канал
Частота, Гц
34
5170
36
5180
38
5190
40
5200
42
5210
44
5220
46
5230
48
5240
52
5260
56
5280
60
5300
64
5320
100
5500
104
5520
108
5540
112
5560
116
5580
120
5600
124
5620
128
5640
132
5660
136
5680
140
5700
147
5735
149
5745
151
5755
153
5765
155
5775
157
5785
159
5795
161
5805
163
5815
165
5825
167
5835
171
5855
173
5865
177
5,885
180
5,905
802.11y
Канал
Частота, Гц
131
3657.5
132
3662.5
132
3660.0
133
3667.5
133
3665.0
134
3672.5
134
3670.0
135
3677.5
136
3682.5
136
3680.0
137
3687.5
137
3685.0
138
3689.5
138
3690.0
Служб; Mesh Network - Ячеистая Сеть)
802.11t – Wireless Performance Prediction (WPP, Предсказание
Производительности Беспроводного Оборудования) – методы тестов и
измерений
802.11u – Взаимодействие с не-802 сетями (например, сотовые сети)
802.11v – Управление беспроводными сетями
802.11w – Protected Management Frames (Защищенные Управляющие
Фреймы)
802.11x – Зарезервирован и не будет использоваться
802.11y – Дополнительный стандарт связи, работающий на частотах
3.65-3.70 ГГц. Обеспечивает скорость до 54 Мбит/с на расстоянии до 5000 м
на открытом пространстве.
Таблица 3.1 - Рабочие частоты каналов протокола 802.11
19
Обычно схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа и не менее
одного клиента. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка
(Ad-hoc), когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются
посредством сетевых адаптеров «напрямую». Точка доступа передаёт свой
идентификатор сети (SSID) с помощью специальных сигнальных пакетов на
скорости 0.1 Мбит/с каждые 100 мс. Поэтому 0.1 Мбит/с. — наименьшая скорость
передачи данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно ли
подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двух точек
доступа с идентичными SSID, приёмник может выбирать между ними на основании
данных об уровне сигнала. Стандарт Wi-Fi даёт клиенту полную свободу при
выборе критериев для соединения.
3.3.1. Преимущества технологии Wi-Fi
1. Wi-Fi можно быстро развернуть, что удобно при проведении презентаций или в
условиях работы вне офиса.
2. Пользователи мобильных устройств при подключении к локальным
беспроводным сетям могут легко перемещаться в рамках действующих зон сети.
3. Скорости современных сетей довольно высоки (до 54 Мб/с), что позволяет
использовать их для широкого спектра задач.
4. С помощью дополнительного оборудования беспроводная сеть может быть
успешно соединена с кабельными сетями.
5. Wi-Fi может оказаться единственным выходом, если прокладка кабеля
невозможна.
6. Для организации беспроводной локальной сети не требуется сверлить стены и
прокладывать провода. Дальность действия позволяет решить проблемы,
связанные с прокладкой кабеля в труднодоступных местах (например, когда
компьютеры находятся в разных домах). Основной выигрыш заключается в
уменьшении себестоимости прокладки сети.
7. Для организации сети на основе Wi-Fi необходима установка одной или
нескольких базовых станций и установка в каждый компьютер сетевой карты. В
то время как для оснащения офиса кабельной сетью требуется тщательная
разработка топологии, которая в отдельных случаях отнимает много времени.
3.3.2. Недостатки технологии Wi-Fi
1. Устройства Wi-Fi имеют ограниченный радиус действия. Типичный домашний
маршрутизатор Wi-Fi стандарта 802.11b или 802.11g имеет радиус действия 45 м
в помещении и 450 м снаружи.
2. Беспроводным сетям присущи все недостатки радиочастотных каналов связи:
чувствительность к препятствиям, электромагнитным полям, ландшафту,
погодным условиям и прочим подобным факторам.
3. Самый популярный стандарт шифрования WEP может быть относительно легко
взломан даже при правильной конфигурации (из-за слабой стойкости
алгоритма). Несмотря на то, что новые устройства поддерживают более
совершенный протокол шифрования данных WPA и WPA2, многие старые точки
доступа не поддерживают его и требуют замены. Принятие стандарта IEEE
802.11i (WPA2) в июне 2004 года сделало более безопасной схему, которая
используется в новом оборудовании. Обе схемы требуют более стойкого пароля,
чем те, которые обычно назначаются пользователями. Для защиты соединения
можно использовать шифрование трафика на более высоком уровне – организовать VPN.
20
4. Наложение сигналов закрытой или использующей шифрование точки доступа и
открытой точки доступа, работающих на одном или соседних каналах, может
помешать доступу к открытой точке доступа. Эта проблема может возникнуть
при большой плотности точек доступа, например, в больших многоквартирных
домах, где многие жильцы ставят свои точки доступа Wi-Fi.
5. Неполная совместимость между устройствами разных производителей или
неполное соответствие стандарту может привести к ограничению возможностей
соединения или уменьшению скорости.
6. Несовместимость некоторых стандартов 802.11 между собой, что частично
компенсируется мультистандартными передатчиками.
7. Перегрузка оборудования при передаче большого количества маленьких
пакетов данных из-за большого количества служебной информации.
8. Высокое по сравнению с другими стандартами потребление энергии, что
уменьшает время работы устройств от батарей и повышает тепловыделение.
9. Частотный диапазон и эксплуатационные ограничения не совпадают в
различных странах. Во многих европейских странах разрешены два
дополнительных канала, которые запрещены в США; В Японии есть ещё один
канал в верхней части диапазона, а другие страны, например Испания,
запрещают использование низкочастотных каналов. Более того, некоторые
страны, например Россия, Белоруссия и Италия требуют регистрации всех сетей
Wi-Fi, работающих вне помещений, или требуют регистрации Wi-Fi-оператора.
10.В России точки беспроводного доступа, а также адаптеры Wi-Fi с ЭИИМ,
превышающей 100 мВт (20 дБм), подлежат обязательной регистрации. Решение
ГКРЧ № 04-03-04-003 от 6.12.2004 г. утверждает основные технические
характеристики внутриофисных РЭС и содержит список РЭС, подлежащих
регистрации в упрощённом порядке, то есть без оформления разрешения на
использование радиочастот.
11.Малая пригодность для работы приложений, использующих потоки данных в
реальном времени (например, протокол RTP, применяемый в IP-телефонии).
3.3.3. Описание и принципы работы оборудования
В лабораторных работах для подключения к сети будут использоваться
маршрутизатор и встроенные в компьютеры Wi-Fi-адаптеры.
Маршрутизатор (роутер) – сетевое устройство, на основании информации о
топологии сети и определённых правил принимающее решения о пересылке
пакетов между различными сегментами сети.
Обычно маршрутизатор использует адрес получателя, указанный в пакетах
данных, и определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует
передать данные. Если в таблице маршрутизации для адреса нет описанного
маршрута, пакет отбрасывается.
Существуют и другие способы определения маршрута пересылки пакетов,
когда, например, используется адрес отправителя, используемые протоколы
верхних уровней и другая информация, содержащаяся в заголовках пакетов
сетевого уровня. Некоторые типы роутеров могут осуществлять трансляцию
адресов отправителя и получателя, фильтрацию транзитного потока данных на
основе определённых правил с целью ограничения доступа,
шифрование/дешифрование передаваемых данных и т.д.
Таблица маршрутизации содержит информацию, на основе которой роутер
принимает решение о дальнейшей пересылке пакетов. Таблица состоит из
некоторого числа записей – маршрутов, в каждой из которых содержится адрес
сети получателя, адрес следующего узла, которому следует передавать пакеты, и
некоторый вес записи – метрика. Метрики записей в таблице играют роль в
вычислении кратчайших маршрутов к различным получателям. В зависимости от
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]