4 курс / Интерфейсы / Shpory

1.Классификация системных интерфейсов и интерфейсов периферийных устройств.

1. Внутренние интерфейсы интегральных микросхем и микропроцессорных компонентов:

*Наличие стандартизации

*Физические процедуры и функциональные характеристики определяются конкретными параметрами данного типа устройства

2. Системные процессорно-ориентированные интерфейсы

*Стандартизация

*Тенденция к абстрагированию от архитектуры конкретного процессора

*Достаточно консервативны

*Предполагают объединение заведомо разнородных компонентов

3. Системные периферийно-ориентированные интерфейсы (SCSI, IEEE, MIL STD)

*Стандартизация*Наиболее консервативны из всех интерфейсов *Компромисс между оптимальностью технический решений с точки зрения поддержки конкретных процессов, универсальностью и простотой решения

4. Периферийно-ориентированные интерфейсы.Интерфейсы УПД (устройство подготовки данных) ПК, ПЛ, МЛ, МБ, MD.*Интерфейсы устройств OnLine*Интерфейсы устройств связи с оператором*манипуляторов (PS/2, USB)*акустических вводов/выводов *видеоадаптеров (MDA, EGA, VGA) *принтеров и плоттеров (LPT)

5. Интерфейсы вычислительных сетей

Интерфейсы внутренних сетей интерфейсы магистровых межмодульных сетей: *ЛВС *Интерфейсы телефонных сетей ISDN *Межсетевые шлюзы и мосты

Выводы: высокий уровень стандартизации, требуемых обеспечить высокой проходимости при соблюдении помехозащищенности, гибкая адаптируемость

__________________________________

5.Физические передающие среды. «Медь» - электрическая линия, витая пара.

ФПС – совокупность проводника электромагнитной физической энергии и средств преобразования информации в форму сигнала соответствующему его среде.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ - одиночный проводник, расположенный в диэлектрической среде на значимом расстоянии от других проводников.

Скорость 5 кбит/с – 2 Мбит/с, дальность 30м – 1,5 км.

“+” простота и низкая стоимость, простота подключения оконечных устройств.

а) гальваническое подключение

“+” простота реализации, широкая полоса пропусканию

“-” чувствительность к короткому замыканию

б) трансформаторное подключение

“+” нечувствительность к короткому замыканию

“-” усложненное подключение, ограниченная полоса пропускания

Факторы, снижающие соотношение “сигнал - шум”:

-Затухание сигналов проводнике, за счет активного сопротивления

-Утечки высокочастотного сигнала в диэлектрике

-Излучение сигнала в эфир за счет несогласованности реактивных соединений -Влияние внешних помех -Межсимвольная интерференция

Выводы: 1) Соотношение “сигнал - шум” определяет скорость и дальность передачи сигнала 2) Конструктивными методами понижается влияние факторов.

ВИТАЯ ПАРА

два взаимоизолирванных проводника, расположенных в непосредственной близости друг от друга и находящихся в идентичном электромагнитном поле. На основе витой пары могут создаваться шлейфы до 6 метров и общая длина канала до 100 метров. Витые пары с согласованными волновыми сопротивлениями работают на скоростях до сотен Мбит\сек и могут иметь протяженность до нескольких сотен метров.

Используется операционный усилитель.

__________________________________

8. Физические передающие среды. Шина передачи данных.

ФПС – совокупность проводника электромагнитной физической энергии и средств преобразования информации в форму сигнала соответствующему его среде.

ШИНА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ совокупность физ. линий, информация по которым передается в виде многоразрядного синфазного кода. Является единственной передающей средой для организации внутреннего интерфейса.

Стандартные тактовые частоты до 100МГц. Дальность передачи 30 см.

«+» -повышенная пропускная способность; простота сопряжения с цифровыми устройствами; удобства при создании магистральных топологий

«-» - ограниченная дальность передачи информации; высокая стоимость; низкая помехозащищенность

2.Общие принципы организации обмена с ПУ.

Передача информации с периферийного устройства в ядро ЭВМ называется операцией ввода, а передача из ядра ЭВМ в периферийное устройство — операцией вывода.

Связь устройств ЭВМ друг с другом осуществляется с помощью средств сопряжения — интерфейсов.

Интерфейс представляет собой совокупность линий и шин, сигналов, электронных схем и алгоритмов, предназначенную для осуществления обмена информацией между устройствами. От характеристик интерфейсов во многом зависят производительность и надежность вычислительной машины.

При разработке систем ввода-вывода должны быть решены следующие проблемы:

1) Должна быть обеспечена возможность реализации машин с переменным составом оборудования.

2) Для эффективного использования оборудования ЭВМ должны реализовываться параллельная во времени работа процессора над программой и выполнение периферийными устройствами процедур ввода-вывода.

3) Необходимо стандартизировать программирование операций ввода-вывода для обеспечения их независимости от особенностей периферийного устройства.

4) Необходимо обеспечить автоматическое распознавание и реакцию ядра ЭВМ на многообразие ситуаций, возникающих в ПУ (готовность устройства, различные неисправности и т.п.).

При обмене межд ПУ и ЭВМ используются унифицированные форматы данных. Преобразование унифицированных форматов данных в индивидуальные, приспособленные для отдельных ПУ, производится в самих ПУ.

Унификации также подвергают все компоненты интерфейса, а также формат и набор команд процессора для операций ввода-вывода.

Унификация распространяется на семейство моделей ЭВМ.

Выполнение общих функций возлагают на общие для групп периферийного оборудования унифицированные устройства — контроллеры прямого доступа к памяти, процессоры ввода-вывода.

__________________________________

6. Физические передающие среды. «Стекло» - ВОЛС.

ФПС – совокупность проводника электромагнитной физической энергии и средств преобразования информации в форму сигнала соответствующему его среде.

КОАКСИАЛЬНЫЙ КАБЕЛЬ

улучшенные тех. характеристики, возросшая технологическая сложность, возросшая стоимость, топологическая гибкость, помехозащищенность (средняя и высокая) 50-550 Мбит/с. Дальность от 300м до 1 км

ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ СВЯЗИ

-светоизлучающий (лазерный) диод, световод (полимерный или стеклянный) и фотоприёмник. (фотодиод).

“+” повышение скорости и широкая полоса пропускания, малый вес и габариты, широкий спектр стоимостей. От 100Мбит/с до гигабит. Дальность от 50 м до 125 км.

“-” технологическая сложность, малый срок службы, чувствительность к температурам, сложность ветвления.

Компоненты световодных систем: байонетные соединители, разветвители, оптические переключатели, оптоэлектронные ответвители.

__________________________________________

9. Сигналы в каналах передачи данных. Модуляция импульсных сигналов.

Это процесс преобразования сообщения в форму сигнала пригодного для передачи по данной ФПС.

Аналоговая (АМ, ЧМ, ФМ) , цифровая (АИМ, ЧИМ, ФИМ, ШИМ- широтно-импульсная).

Манипуляция – модуляция в цифровом канале.

АИМ чувствительна к изменениям значений уровней, как полезного сигнала, так и несущей. АИМ чувствительна к аддитивным помехам (амплитуда помехи прибавляется и всё искажается). Соотношение «сигнал-шум» для двухуровневой АИМ должно быть не менее 6 дБ.

Фазомодулированный сигнал оказывается чувствительным только к мультипликативным помехам, составляющ. не более 10% от общего значения помех.

несущая

сообщение

ФМ

Частотная модуляция является частным видом фазовой и обладает аналогичным характеристиками. Скорость передачи при использ. фазовой, частотной и широкой модуляции в 2 раза меньше, чем при использовании амплитудной модуляции.

Также существует многоуровневая модуляция, квадратурная модуляция.

3.Каналы передачи данных - классификация.

КПД:

1) Вид передаваемого сигнала: – цифровой; - аналоговый. Аналоговые: узкополосные, широкополосные. Узкополосные: телефонные, телеграфные (75 Гц). Телефонные:субтональные(50- 300Гц),надтональные(>3,5кГц)

2) По направлению и способу связи абонентов: - симплексные; - полудуплексные; - мультиплексные; - дуплексные.

3) По организации передачи инфы: - последовательные; - параллельные.

4) Топология канальных участков: - радиальная; - магистральная; - древовидная, итеративная, конвеерная, симметричная, сетевая.

5) По типу физически передающей среды: - эл. линия; - витая пара; - коаксиальный кабель; - волоконно-оптический; - шина; эфир, акустический канал.

6) Электрические параметры сигнала: - по типу модуляции; - по способу синхронизации.

__________________________________

7.Физические передающие среды. «Эфир» - стандарты WiFi, BlueTooth

ФПС – совокупность проводника электромагнитной физической энергии и средств преобразования информации в форму сигнала соответствующему его среде.

ЭФИР: радиоканал (20-150кбит/с,50 км), СВЧ (20-40 Мбит/с, 1,5км), микроволн. (1-20Гбит/с,20км), ИК (2-4 Мбит/с, 0,3 км)

“+” связь с подвижными объектами и при невозможности организации постоянного канала связи, высокая топологическая гибкость.

“-” максимальная подверженность влиянию помех и шумов.

Аббревиатура Wi-Fi является сокращенным названием зарегистрированной торговой марки «Wi-Fi AUiance».

В основу технологии легла методика передачи данных по радиоканалу на частоте 2,4 ГГц с использованием кодирования сигнала рабочими частотами и специальными приложениями. Технология Wi-Fi используется для организации высокоскоростных беспроводных локальных сетей, работающих в международном нелицензируемом диапазоне частот (ISM) 2,4 ГГц и 5 ГГц.

В настоящее время используются следующие стандарты Wi-Fi [2, 3]:

802.11 — 1 Мбит/с и 2 Мбит/c, 2,4 ГГц;

802.11a — 54 Мбит/c, 5 ГГц;

802.11b — 5,5 и 11 Мбит/с, 2,4 ГГц;

802.11g — 54 Мбит/c, 2,4 ГГц;

802.11n — 600 Мбит/с, 2,4-2,5 ГГц или 5 ГГц.

Bluetooth

Принцип действия основан на использовании радиоволн. Радиосвязь Bluetooth осуществляется в ISM-диапазоне, который используется в различных бытовых приборах и беспроводных сетях (свободный от лицензирования диапазон 2,4-2,4835 ГГц). В Bluetooth применяется метод расширения спектра со скачкообразной перестройкой частоты. Метод FHSS прост в реализации, обеспечивает устойчивость к широкополосным помехам, а оборудование недорого. Класс 1 – макс.мощн 100мВТ, 20дБм, радиус 100м. класс2 – 2,5; 4; 10. Класс 3 – 1; 0; 1.

­­­­­­­­­­­­­­___________________________________________

10. Сигналы в каналах передачи данных. Модуляция гармонических сигналов.

Это процесс преобразования сообщения в форму сигнала пригодного для передачи по данной ФПС.

Периодический импульсный сигнал насыщен верхними гармониками, привносящими значительные искажения и используется для передачи по высококачественным каналам на небольшие расстояния. Для передачи информации на большие расстояния предпочтительнее являются гармонические синалы. В качестве несущей испускается когерентный гармоничный сигнал -последовательность колоколообразных импульсов с изменяющимися параметрами. Модулированный гармонич. сигнал может содержать высшие гармоники, спектры которых тем шире, чем более сложные методы модуляции используются.

Принципиальными являются: волновое сопротивление, диапазон рабочих частот, линейность характеристик.

4.Топологии КПД. Характеристики систем различных топологий.

РАДИАЛЬНАЯ

(характерна для ЛВС) «+» простота организации системы каналов, простота протоколов, простота изоляции неисправностей, независимость работы переф. абонентов в локальных окрестностях канального участка. «-» большая протяжённость системы КПД, возможность взаимодействия переф. абонентов только через центральн. абонента, сложность расширения системы, занятость центрального абонента, отказ системы при неисправности в центральном абоненте.

ДРЕВОВИДНАЯ

«+» сокращённая размерность системы КПД, возможность изоляции неисправностей центр. абонентов 2ого уровня, определённая перегрузка системы КПД. «-» усложнение протоколов, задержки в передачи сигналов между узлами.

МАГИСТРАЛЬНАЯ

«+» эффективный обмен при групповых передачах, отсутствие передачи через центральное оборудование, отсутствие маршрутизации, минимальная протяжённость системы КПД. Простота расширения системы и смены ведущего абонента. «-» усложнённый протокол, отказ системы при нарушении работоспособности магистрали, влияние пропускной способности магистрали на производительность системы.

МУЛЬТИМАГИСТРАЛЬНАЯ (МАТРИЧНАЯ)

«+» максимальная производительность, максимально высокая живучесть за счёт резервных магистралей. «-» высокая стоимость, сложность протоколов коммутации и маршрутизации, сложность расширение системы.

ИТЕРАТИВНАЯ

используется при наличии подобия между решаемой задачей и внутр. стр-ой. «-» сложность реализации системных протоколов, сложность адаптации к другим задачам.

КОНВЕЙЕРНАЯ (КОЛЬЦО)

«+» отсутствие необходимости маршрутизации, простота протоколов, сниженная протяжённость линий связи. «-» задержка распространения сигналов, отказ системы при нарушении работы одного из канальных участков

СИММЕТРИЧНАЯ

«+» максимальная протяжённость и живучесть.

«-» сложность протоколов, высокая стоимость.

СЕТЕВАЯ

комбинация узлов и трактов, альтернативные маршруты и кольца

__________________________________________

11. Сигналы в каналах передачи данных. Синхронизация в последовательных КПД.

СТАРТ-СТОПНАЯ (АСИНХРОННЫЙ ОБМЕН)

«1»старт

стоп

пауза байт NRZ 1;1,5;2 такта

«+»универсальность и простота реализации, возхможность асинхронного режима работы «-» большая избыточность, возможность потери синхронизации при изменении частоты сигнала более, чем на 5%; невозможность использования трансформаторного подключения. САМОСИНХРОНИЗИРУЮЩИЕСЯ КОДЫ – когда каждая посылка содержит информационную и синхронизирующую составляющие.

не синхр.

самосинхр.

Без возврата к 0 с переключением по 1

Фазовый манчестерский код

Коды Миллера. При передаче 0 обязательно происх. изменение сигнала в середине тактового интервала. При передаче 1 допускается изменение сигнала в начале тактового интервала. Расстояние между соседними фронтами не менее 1 и не более 2 тактовый интервалов. Самосинхронизирующийся. Возможно исп-е трансформаторного подключения. Устойчив к переполюсовке.

Есть ещё МОДИФИЦИРОВАННЫЙ МАНЧЕСТЕРСКИЙ – дифференциальный фазовый (нет на графике). При передаче 1 меняется фаза сигнала в середине тактового импульса. Полностью самосинхронизирующийся.

12.Сигналы в каналах передачи данных. Синхронизация в параллельных КПД.

СИНХРОННЫЙ ОБМЕН (ОБМЕН СО СТАББИРОВАНИЕМ)

1,2-проц выставляет на шине адреса и данных адрес опрашиваемого регистра и подлежащее записи данное. 1-3 (2-3) – интервал на устранение перекоса сигнала 3 – данные достоверны (DATA VALID) 3-4 - интервал на буферирование выставленных данных приёмником. Длительность выбирается из условий работы самого медленного устройства в наихудших условиях. 4 – данные приняты. Готовность к приёму очередного символа. 4-5 (4-6) – освобождение КПД. Подготовка к очередному циклу обмена. 7 – проц подтверждает запрос ввода данных из адресованной ячейки. 7-8 – ПУ готовит и выставляет на шине слово данных 8 – данные выставлены и достоверны 9 – проц подтверждает считывание и разрешает ПУ начать освобождение канала.

«+» простота реализации, возможность использования с устройством без обратного канала. Работа при групповом обмене. Наиб. высокая скорость при определенных условиях. «-» низкая скорость передачи при условии выбора её значений исходя из наиболее низкого быстродействия ПУ.

АСИНХРОННЫЙ

4 – данные приняты 6 – готовность к приёму 4-6 – определяется временем обработки символа приёмником.

«+» возможность учёта реального быстродействия устройства, обработки особых ситуаций, возможность уплотнения канала, простота орг-и дуплексного обмена. «-» необх. наличия обратного канала, невозможно реализовать с несколькими одновременно работающими приёмниками.

Существует ещё трёхфазный асинхронный обмен. Но не будем об этом.

13. Протокол обмена интерфейса физического уровня; услуги.

Регламентирует особенности аппаратных средств, конструктивных решений, реализующих функции, обеспечивающие услуги по непосредственному взаимодействию устройств через каналы связи.

Услуги:

1) реализация физического соединения между компонентами канального уровня – обеспечивается использованием различных средств преобразования сигнала, поступающего с канального уровня, к виду, пригодному для передачи по ФПС.

2) передача данных по ФПС – обеспечивается использованием буферных устройств, осуществляющих формирование и прием сигналов необходимой разрядности, а также кодирование и декодирование блоков данных заданного размера

3) сохранение на стыке физического и канального уровней той же последовательности сигналов, что и на стыке канального и физического. Синхронизация потоков данных обеспечивается функциями синхронизации и коррекции.

4) идентификация цепей или путей передачи данных между компонентами канального уровня – обеспечивается функциями идентификации сообщений, а именно опознавание собственного адреса, типа сообщения, его приоритета и т.д. информационный поток, связывающий физический и канальный уровни, т.о., подразделяется на информационную и командную составляющие.

5) выдача сообщений об отказах и неисправностях. Обнаружение конфликтов – обеспечивается комплексом компонентов контроля потока данных. Обычно применяется синтаксический контроль блоков данных. Контроль уровня сигнала: контролируется отклонение амплитуды сигнала от среднего, спектр сигнала (контроль коллизий) и др.

6) обеспечение требуемых параметров качества обслуживания. Качество обслуживания – это возможность передачи сообщений установленных форматов заданного смысла и с необходимыми скоростями.

14. Протокол обмена интерфейса канального уровня; кодирование информации.

Классы:

MAC – управление доступом к среде (Media Access Control) (Регламентирует правила занятия канала в условиях конкуренции)

LLC - управление звеном данных (Logical Link Control). Определяет грамматику в соответствии с кот. блоки данных канального уровня или кадры формируются, передаются и интерпретируются средствами канального уровня. LLC протокол описывает правила взаимодействия через канал, монопольно принадлежащим взаимодействующим абонентам.

Сервисы LLC протокола: 1) кодирование и декодирование информации 2) управление передачей данных 3) синтаксический контроль кадров и исправление ошибок 4) обеспечение транспорентности виртуального канального участка для информации любого вида 5) поддержание синхронизации передачи данных 6) управление коммунальными устройствами виртуального канального участка 7) обслуживание процессов телезагрузки 8) оптимизация использования технических средств канального уровня

КОДИРОВАНИЕ.

- байт-ориентированная стратегия: Каждый передаваемый символ принадлежит к множеству либо информационных, либо управляющих элементов. «+» простота ручного кодирования/декодирования, простота грамматического разбора формирующего кадра.

-бит-ориентированная стратегия: передаваемые символы могут использовать любое кодирование. Управление осуществляется на уровне потока данных как командные интерпретирующие элементы, расположенные в потоке данных на строго определенных местах.

SOH – начало заголовка 0000 0001 STX 0000 0010 ETX 0000 0011

Перечисленные символы наз. ограничителями полей кадра, ограничителями блоков кадра. Служат для управления приема/передачи с учетом направления, обеспечивают создание, распределение соединений.

15. Протокол обмена интерфейса канального уровня; управление передачей данных.

Классы:

MAC – управление доступом к среде (Media Access Control) (Регламентирует правила занятия канала в условиях конкуренции)

LLC - управление звеном данных (Logical Link Control). Определяет грамматику в соответствии с кот. блоки данных канального уровня или кадры формируются, передаются и интерпретируются средствами канального уровня. LLC протокол описывает правила взаимодействия через канал, монопольно принадлежащим взаимодействующим абонентам.

Сервисы LLC протокола: 1) кодирование и декодирование информации 2) управление передачей данных 3) синтаксический контроль кадров и исправление ошибок 4) обеспечение транспорентности виртуального канального участка для информации любого вида 5) поддержание синхронизации передачи данных 6) управление коммунальными устройствами виртуального канального участка 7) обслуживание процессов телезагрузки 8) оптимизация использования технических средств канального уровня

УПРАВЛЕНИЕ ПЕРЕДАЧЕЙ ДАННЫХ.

Aи – адрес источника, AпN – адрес приемника. Список адресов приемников применяется для задания маршрута или его части, либо перечисляются имена узлов при групповом обмене. Управляющие последовательности #к – номер кадра, #с – номер сообщении. Применяется при контроле, потери, перестановки кадров. Характеристика блока подразделяет кадры на информационные, служебные, командные и т.д. Счетчик указывает фактический размер следующего за заголовком текстового поля. ARQ – поле для задания режима автоматического перезапроса.

КОНТРОЛЬ.

Производится путем сравнительного анализа поля.

VRC – вертикальный контроль. Разновидность паритетного контроля при кот. Контрольные разряды образуются из одновременно выставленных разрядов слова. «+» простота реализации, широкое использование «-» высокая избыточность, чувствительность к парным ошибкам. LRC – продольный контроль. Образуются из одноименных разрядов передаваемых символов. CRC - циклический: Обеспечивает высокую вероятность обнаружения ошибки любой кратности, в некот. случаях обеспечивает прямую коррекцию. Коррекция бывает: прямая или с перезапросом (процедура с остановкой и ожиданием, с возвратом после ошибки, с селективной передачей)

16. Протокол обмена интерфейса канального уровня. Обеспечение транспарентности.

ТРАНСПАРЕНТНОСТЬ

обеспечивает возможность передачи через КПД информации любого вида в том числе идентичной командной без соотв. реакции канала

1. Байт-стаффинг. При передаче данного, совпадающего по виду с командным символом этот элемент предваряется служебным символом DLE (DATA LINK ESCAPE). «+» простота реализации, работа в реальном времени «-» большая избыточность

2. Бит-стаффинг. Для определения начала кадра бит-ориентированного протокола использ. флаг блока сообщения(кадра), имеющий уникальный вид 01111110. Для обеспечения уникальности источник автоматически размещает ноль после любых идущих подряд 5 единиц. Приемник анализирует поток входных данных автоматически убирает один ноль из последовательности, предваряем. 5-ю подряд идущими единицами.

Использование счётчика происходит в целях обеспечения прозрачности. Игнорируются все управляющие символы, расположенные в поле соответствующей длины, расположенном после символа STX. Применение специальных методов кодирования (MIME).

17. Протокол обмена интерфейса канального уровня. Контроль и коррекция ошибок.

Производится путем сравнительного анализа поля.

VRC – вертикальный контроль. Разновидность паритетного контроля при кот. Контрольные разряды образуются из одновременно выставленных разрядов слова. «+» простота реализации, широкое использование «-» высокая избыточность, чувствительность к парным ошибкам. LRC – продольный контроль. Образуются из одноименных разрядов передаваемых символов. CRC - циклический: Обеспечивает высокую вероятность обнаружения ошибки любой кратности, в некот. случаях обеспечивает прямую коррекцию. Коррекция бывает: прямая или с перезапросом (процедура с остановкой и ожиданием, с возвратом после ошибки, с селективной передачей)

18. Протоколы доступа к среде: алгоритмы с централизованным управлением доступом.

Методы централизованного управления доступом реализуются в системах с одним ведущим абонентом, низкой степенью интеграции ресурсов при наличии процессора или контроллера, способного управлять распределением каналов.

ДОСТУП ПО ИНИЦИАТИВЕ ЦЕНТРА.

«+» простота протокола реализации

«-» узкий класс систем, невозможность оперативной реакции на изменение состояния системы, низкая загрузка КПД.

Модификации: адаптивное установление длительности цикла обмена, различные дисциплины обслуживания абонентов с различной динамикой.

19. Протоколы доступа к среде: прерывание с последовательным опросом.

Устройства, требующие обслуживания, выставляют сигнал на соотв. общую для всех линию. Проц прерывает исполняемый машинный цикл и начитает последовательно опрашивать через шину адресов и данных периф. устройства, следя за значением сигнала SRQ. Устройство, ранее выставившее сигнал, снимает его. Опрос ведется с учетом приоритетов и вероятности прихода сигнала.

«+» эффективное использование КПД, малая ширина шины прерывания.

«-» большая продолжительность опроса, пропуск запросивших обсл-е ПУ при наличии конкуренции в канале.

Модификации: 1) исп-е дополнит. Линий для идентификации запросивших обсл-е ПУ. ПУ снимает сигнал SRQ и подтверждает это сигналом RQV. Проц либо обслуживает обнаруженное ПУ, либо продолжает опрос для выявления всех запросивших обсл-е ПУ.

2) исп-е аппаратных средств ускорения опроса DAISY CHAIN.

«+» в асинхронном режиме – высокая скорость, жестко заданная система приоритетов

«-» идентификация запросившего обсл-е устройства выполняется после предоставления у-ву канала.

20.Протоколы доступа к среде: прерывание с параллельным опросом.

1. устройство, требующее обслуживания, выставляет сигнал на линию SRQ. 2. проц завершает рабочий цикл, освобождает шину данных. 3. подтверждает начало работы в цикле обсл-я прерываний сигналом PPE. Устройства, запрашивающие обсл-е, выставляют индивидуальные сигналы подтверждения обычно на свободных линиях шины данных.

«+» высокая скорость опроса, получение идентифицирующей устройство инфы до начала обмена, малая ширина шины прерываний. «-» ограниченное число физических устройств.

Модификации: использование кодирующих устройств (КУ – у-во приоритетного кодирования, посылающее ЦУ двоичный номер ПУ, требующего обслуживания) «-» необх-ть исп-я большого числа доп. линий, приоритетный хар-р обслуживания.

___________________________________________

25. Протоколы доступа к среде: алгоритмы децентрализованного управления. Методы случайного доступа.

CSMA – множественный доступ с контролем несущей.

Все абоненты имеют равное право занять освобожденный канал. Продолжение передачи допускается только при необнаружении искажения несущей.

АЛГОРИТМ: 1) абоненты уславливаются о длительности интервала Т; 2) абоненты следят за освобождением канала; 3) все абоненты, стремящиеся занять канал в интервал времени Т, при отсутствии сигнала от других абонентов в случайный момент времени выставляют 1й или очередной бит заголовка. 4) каждый абонент следит за неискажением собственной несущей в интервале времени Т. Если искажения нет, в следующем временном интервале Т передаётся очередной бит заголовка. Иначе все абоненты освобождают канал, кстанавливают длительность Т=2Т и возврат к п.2. После передачи всех разрядов заголовка считается, что все иные конкурирующие абоненты устранены, а единственный оставшийся ведет передачу со скоростью, определяемой начальным значением параметра Т.

Модификации: с обнаружением конфликтов, с устранением конфликтов, с предотвращением конфликтов.

«+» возможность работы в равноправных условиях, работы в системах с динамической конфигурацией, отсутствие ограниченной размерности.

«-» недетерминированность процесса, большая продолжительность процедуры при высоком уровне конкуренции.

P – производительность

21. Протоколы доступа к среде: прерывание по вектору.

Каждое ПУ связывается с ЦУ индивидуальной линией запроса на обслуживание. При необходимости обслуживания устройство посылает согнал прерывания, идентифицирующий его. «+» наибольшая скорость, простота реализации «-» максимальная ширина шины прерываний.

Модификация: применение совместно с последовательным и параллельным опросом.

ВЫВОДЫ ПО ЦЕНТРАЛИЗОВАННОМУ УПРАВЛЕНИЮ

Наиболее широко распространено в ЭВМ традиционной архитектуры, нереализуемы в системах с несколькими ведущими абонентами и высокой степенью интеграции ресурсов, функции контроллера прерываний реализуются минимальными по объёму и максимальными по быстродействию средствами, в определенных случаях обеспечивают max скорость установления соединений между устройствами системы.

__________________________________________

26. Протоколы доступа к среде: алгоритмы децентрализованного управления. Интервально-маркерный доступ.

При работе по каналу бежит волна, образованная метками начала кадров.

Пред началом работы абоненты конкурируют между собой за обладание трактами, по окончании кот. абоненты начинают генерировать метки через равные промежутки времени. Абонент, желающий занять канал, ожидает поступления очередной метки и с её появлением выставляет на собственном информационном выходе маркер «занято» и одновременно анализирует характер поступающей инфы. Если на вход также поступает маркер «занято», то собственная инфа приостанавливается, пропускается транзитный кадр, а абонент ожидает передачу. Если маркер «свободно», абонент передает собственный кадр в течение интервала до ожидаемого прихода следующей метки.

«+» обеспечивает бесконфликтный обмен в системах большой размерности с короткими словами; возможность одновременного наличия в тракте нескольких пакетов; различные приоритеты абонентов

«-» общие требования в организации канала передачи данных.

Модификации: сегментирование тракта (метки индивидуализируются для различных подмножеств устройств); с освобождением канала приёмником.

___________________________________________

28. Протокол сетевого уровня; сервис, коммутация, основные понятия.

Регламентируют организацию сквозных трактов передачи между оконечными устройствами системы через транспортные узлы, в качестве которых может выступать шлюзы, мосты, контроллеры.

Услуги протоколов: коммутация, адресация, маршрутизация, управление потоками данных.

КОММУТАЦИЯ.

Коммутация – организация и поддержка необходимого числа логических каналов между абонентами и узлами за счет мультиплексирования, разделения или уплотнения физического тракта.

“+” оперативность установления соединения, повышает надежность

“-” понижает эффективность использования каналообр-ей; повышение структурности.

Поликанал. Каждому источнику выделяется индивидуальный подканал, работающий, возможно, с другими подканалами.

-Поликанал с пространственным уплотнением. Каждому источнику выделяется собственный физический подканал. «+» простота реализации, оперативность установки соединения, высокая скорость передачи информации, высокая надежность. «–» высокая стоимость, малый коф-т использования суммарной пропускной способности.

-Поликанал с частотным (цветовым) уплотнением. Каждому источнику выделяется собственный частотный участок в полосе пропускания канала. «+» аналогичны поликаналу с пространственным уплотнением; при возможности смены частотного диапазона обеспеч. большая эффективность суммарной пропускной способности.

«–» низкая отказоустойчивость

Моноканал. Обеспечивает временное уплотнение каналов выделением субканалов, предоставляемых взаимодействующим абонентам в режиме разделения времени. Временное уплотнение заключается в поочерёдном предоставлении необх. физич. ресурсов требующим обслуживанияу-вам на основании протоколов MAC. Методы временного уплотнения: коммутация каналов, сообщений, пакетов.

22. Протоколы доступа к среде: алгоритмы децентрализованного управления. Кодовое приоритетное управление.

Требования к системе: 1) использование двунаправленного КПД. Каждый абонент может одновременно передавать данные и наблюдать за реакцией в канале; 2) в линиях реализуется функция монтажного ИЛИ; 3) всем абонентам перед началом сеанса присваиваются различные коды приоритетов.

1. абоненты ожидают освобождения КПД.

2. абоненты, желающие занять канал, выставляют в линии старший разряд кода приоритета и выжидают паузу Т.

____ 1 _ _ _ 0

3. если в канале фиксируется логич. 1, то абоненты, выставившие в данном такте шины 0, отключаются.

4. если выставленный разряд не последний, переход к п.2, если выставлен последний разряд, то единственный оставшийся абонент занимает канал.

T = 2tp + τ , tp – время распространения сигнала между крайними абонентами, τ – время реакции самого медленного абонента, находящегося в неблагоприятных условиях. «+» простота реализации, гибкость задания приоритетов «-» сравнительно большая продолжительность процедуры, временная неопределённость.

23. Протоколы доступа к среде: алгоритмы децентрализованного управления. Приоритетное управление с временным заданием приоритетов.

После освобождения канала абоненты имеют право занять его с наступлением временного интервала TN, где N определяется приоритетом устройства.

«+» простота реализации, простота изменения системы приоритетов

«-» сравнительно большая продолжительность процедуры при низкой конкуренции, проблема временной неопределенности.

ОБЩИЙ НЕДОСТАТОК: устройствам необходимо задавать приоритеты.

24. Протоколы доступа к среде: алгоритмы децентрализованного управления. Приоритетное управление с пространств. заданием приоритетов.

КПД однонаправленный. Двусторонний обмен производится через систему из двух трактов. Каждый абонент выдаёт сигнал в оба тракта и воспринимает сигнал из обоих трактов. Собственный сигнал абонент не видит. Каждый абонент следит за снятием сигнала в своих трактах. После освобождения канала все претендующие на занятие КПД абоненты выставляют сигнал запроса в одном из трактов. Через время Т абоненты анализируют выходные сигналы. Получившие сигнал снимают собственный сигнал запроса и самоисключаются из конкуренции. Через интервал Т единственный оставшийся абонент занимает канал.

«+» простое и быстродействующее управление при определённом снижении гибкости системы; целесообразно исп-е, кроме случаев наиболее высокоскоростных сетей при пространственном расположении абонентов, соотв. фиксированной системе приоритетов.

«-» различные скорости передачи информации в обоих направлениях; негибкость системы приоритетов, проблемы временной неопределённости.

___________________________________

27. Протоколы доступа к среде: алгоритмы децентрализованного управления. Работа по расписанию.

Аппаратура управления доступом распределена между абонентами системы таким образом, что каждое из устройств работает с собственным фрагментом общего расписания системы.

1) все абоненты ожидают освобождения канала

2) переходят к следующей строке собственного расписания и функционируют согласно заданному режиму до завершения данного такта.

«+» простота реализации и бесконфликтность, высокая скорость

«-» детерминированность процесса.

___________________________________

29. протоколы сетевого уровня: сервис, коммутация каналов.

Коммутация – организация и поддержка необходимого числа логических каналов между абонентами и узлами за счет мультиплексирования, разделения или уплотнения физического тракта.

В системе устанавливается вирт. физическое соединение между абонентами, путем образования составного канала между отрезками физических канальных участков и транспортными узлами.

t1 задержка при соединении

t2 попытка занятия канала

t3 задержка распр. по физ. участку сообщения о запросе соединения.

t4 задержка выр-ки сигнала о согласии на соединение t5 задержка сигнала сообщения о согласии на соединение t6 задержка при подготовке инф. кадра. t7 задержка распространения кадра t8 задержка выработки сообщения о подтверждении разъединения t9 задержка сигнала сообщения о подтверждении соединения

t1

t2

t3

t3

t3

t4

t5

t6

t7

t8

t9

В ходе фазы II может выполняться несколько этапов диалога, включая процедуры перезапроса ошибочных сообщений.

“+” понижение сложности протокола и простота функций транспортных узлов, оперативность передачи данных

“-” снижение эффективности использования ресурсов, задержки неопределенной длительности в ТУ на установление соединения, ограничение пропускной способности самым медленным участком тракта.