БІЛЕТ № 1

Статичні та динамічні параметри інтегральних схем.

Принципи організації оперативної та кеш-пам’яті. Асоціативна пам'ять.

Основні поняття моделі взаємодії відкритих систем (OSI).

4. Скласти програму для обчислення заданого арифметичного виразу мовою Асемблера. Введення та виведення даних організувати в програмі мовою С++. Використати програмний пакет Visual Studio C++ 2008. Складену програму виконати на комп’ютері і перевірити правильність результату.

Ампліту́дно-часто́тна характери́стика (АЧХ) — графік залежності амплітуди вихідного сигналу передавача від частоти вхідного сигналу сталої амплітуди.

В аудіотехніці рівномірність АЧХ у діапазоні відтворення є одним з необхідних критеріїв якості звуку. Наприклад, в діапазоні 20 — 20000 Гц високоякісна апаратура може мати граничне відхилення +/- 1 дБ, типова — +/- 10 дБ, виробник низькоякісної може вказати діапазон 20 — 20000 Гц, приховавши граничне відхилення у -80 дБ.

АЧХ також є найважливішою характеристикою звукових фільтрів. В залежності від форми АЧХ розрізняють низькочастотні, високочастотні, смугові та режекторні фільтри.

Фазо-часто́тна характери́стика (ФЧХ) — це зсув фази вихідного сигналу по відношенню до вхідного синусоїдного сигналу як функція частоти. На кожній досліджуваній частоті зсув фази можна визначити за синусоїдними сигналами на вході та виході чотириполюсника.

1.4.1 АЧХ і ФЧХ

Амплітудно-частотна характеристика - залежність амплітуди синусоїд, коливання від його частоти на виході пристрою. Вимірюється при постійній амплітуді змінюваного за частотою коливання на вході пристрою і лінійному режимі його роботи. Часто АЧХ  спрощено називають частотною характеристикою. Для наочності АЧХ  будують у вигляді графіка: по осі ординат відкладають амплітуди (часто в дБ ) або відносні амплітуди, а по осі абсцис - частоти (іноді в логарифмічному масштабі). По АЧХ визначають різні параметри (смугу пропускання частот, вибірковість та ін), за якими судять про роботу підсилювача[10,12].

Фазочастотних характеристика (ФЧХ), характеристика лінійності електричного кола, що виражає залежність зсуву по фазі між гармонійними коливаннями на виході і вході цього ланцюга від частоти гармонійних коливань на вході. ФЧХ використовується головним чином для оцінки фазових спотворень форми складного сигналу, що викликаються неоднаковою затримкою в часі його окремих гармонійних складових при їх проходженні по ланцюгу.  ФЧХ однозначно пов'язана з АЧХ[18].

1.4.2 Передатна характеристика

Вихідний сигнал будь-якого реального підсилювача завжди трохи відрізняється від оригіналу. Пов'язано це з неідеальністю підсилювача, і конкретно - з наявністю в ньому спотворень.  Лінійні спотворення не порушують амплітудних співвідношень в підсилюючому сигналі[21].  При наявності в підсилювачі лінійних спотворень сигналу, амплітудна характеристика не зазнає ніяких спотворень. Тим не менш, лінійні спотворення, зрозуміло, спотворюють сигнал. Ці спотворення пов'язані з нерівномірністю амплітудно-частотної характеристики підсилювача і нелінійністю його фазо-частотної характеристики. У зв'язку з цим, лінійні спотворення часто називають частотними. Головною ознакою лінійних спотворень є те, що вони не викликають появи в спектрі вихідного сигналу нових складових. У результаті впливу лінійних спотворень, можуть лише змінюватися рівні його окремих спектральних (частотних) складових[13].

Оскільки лінійні спотворення зазвичай викликають порушення амплітудно-частотної характеристики - як правило, їх величина визначається саме способом дослідження цієї характеристики підсилювача. Тим не менш, як вже було сказано вище, лінійні спотворення можуть викликатися і порушенням лінійності фазо-частотної характеристики підсилювача, що проявляється в неоднаковості часу поширення різних частотних складових сигналу[12]. 

1.4.3 Швидкість наростання вихідного сигналу

Ця характеристика вказує з якою швидкістю наростатиме вихідний сигнал підсилювача при подачі на вхід ідеального прямокутного сигналу з нульовим часом наростання фронту. Чим більша швидкість наростання сигналу, тим краща швидкодія підсилювача. Визначається як відношення зміни напруги на виході до зміни часу і виражається у вольтах на мікросекунду[18].

Скласти програму для обчислення заданого арифметичного виразу мовою Асемблер:

Змінні А, В, С, D, Мі задані в програмі (М= ,А=2, В= -60, С=20, D=18). Змінна R вводиться з клавіатури.

Введення та виведення даних організувати в програмі мовою Сі. Використати програмний пакет Visual C++6.0/2005 або Borland C++3.1. Складену програму виконати на комп’ютері і перевірити правильність результату.

Проект 1.

2. Асоціативна пам'ять (АП) є особливим видом машинної пам'яті, що використовується для дуже швидкого пошуку. Відома також як пам'ять, що адресується за вмістом (англ. Content-addressable memory, CAM), або асоціативний масив, хоча останній термін частіше використовується в програмуванні для позначення структури даних.

На відміну від звичайної машинної пам'яті (пам'яті довільного доступу, RAM), в якій користувач задає адресу пам'яті і ОЗУ повертає слово даних, що зберігається за цією адресою, АП розроблена таким чином, щоби користувач вказував слово даних, і АП шукала його у всій пам'яті, щоби з'ясувати, чи зберігається воно де-небудь. Якщо слово даних знайдено, АП повертає список однієї або більше адрес зберігання, де слово було знайдено (і в деяких архітектурах, також повертає саме слово даних, або інші пов'язані частини даних). Таким чином, АП — апаратна реалізація того, що в термінах програмування назвали б асоціативним масивом.

Деякі використання:

пошук за MAC-адресою в маршрутизаторах;

контролер кешу і буфер ассоціативної трансляції (TLB) в процесорах.

Модель OSI (англ. Open Systems Interconnection Reference Model - модель взаємодії відкритих систем) - абстрактна модель для мережних комунікацій і розробки мережевих протоколів. Представляє рівневий підхід до мережі. Кожен рівень обслуговує свою частину процесу взаємодії. Завдяки такій структурі спільна робота мережного обладнання й програмного забезпечення стає набагато простішою й зрозумілішою.

Модель OSI
Дані	Рівень
Дані	Прикладний доступ до мережних служб
Дані	Представлення представлення і кодування даних
Дані	Сеансовий керування сеансом зв'язку
Блоки	Транспортний безпечне та надійне з'єднання «точка - точка»
Пакети	Мережний визначення маршруту та IP (логічна адресація)
Кадри	Канальний MAC та LLC (фізична адресація)
Біти	Фізичний кабель, сигнали, бінарна передача

Зрозуміло, у цей час основним використовуваним протоколом є TCP/IP, розробка якого не була пов'язана з моделлю OSI. За увесь час існування моделі OSI вона не була реалізована, і, очевидно, не буде реалізована ніколи.

Сьогодні використовується тільки деяка підмножина моделі OSI. Вважається, що модель занадто складна, а її реалізація займе занадто багато часу.

Окремі фахівці стверджують також, що історія моделі OSI являє типовий приклад невдалого й відірваного від життя проекту.

[ред.] Історія

В 1978 році Міжнародний комітет зі стандартизації (ISO) розробив стандарт архітектури ISO 7498, для об'єднання різних мереж. У розробці брало участь 7 комітетів, кожному з них був відведений свій рівень. В 1980 році IEEE опублікував специфікацію 802, що детально описала механізми взаємодії фізичних пристроїв на канальному й фізичному рівнях моделі OSI. В 1984 році специфікація моделі OSI переглянули й прийняли як міжнародний стандарт для мережних комунікацій.

[ред.] Рівні моделі OSI

Модель складається з 7-ми рівнів, розташованих вертикально один над іншим. Кожен рівень може взаємодіяти тільки зі своїми сусідами й виконувати відведені тільки йому функції.

Рівень OSI	Протоколи
прикладний	HTTP, gopher, Telnet, DNS, SMTP, SNMP, CMIP, FTP, TFTP, SSH, IRC, AIM, NFS, NNTP, NTP, SNTP, XMPP, FTAM, APPC, X.400, X.500, AFP, LDAP, SIP, IETF, RTP, RTCP, ITMS, Modbus TCP, BACnet IP, IMAP, POP3, SMB, MFTP, BitTorrent, e2k, PROFIBUS Це всього лише кілька найрозповсюдженіших протоколів прикладного рівня, яких існує величезна кількість. Всі їх неможливо описати в рамках даної статті.
відображення	ASN.1, XML, TDI, XDR, NCP, AFP, ASCII, Unicode
сеансовий	ASP, ADSP, DLC, Named Pipes, NBT, NetBIOS, NWLink, Printer Access Protocol, Zone Information Protocol, SSL, TLS, SOCKS, PPTP
транспортний	TCP, UDP, NetBEUI, AEP, ATP, IL, NBP, RTMP, SMB, SPX, SCTP, DCCP, RTP, STP, TFTP
мережевий	IPv4, IPv6, ICMP, IGMP, IPX, NWLink, NetBEUI, DDP, IPSec, ARP, SKIP
канальний (Ланки даних)	ARCnet, ATM, DTM, SLIP, SMDS, Ethernet, FDDI, Frame Relay, LocalTalk, Token Ring, PPP, PPPoE, StarLan, WiFi, PPTP , L2F, L2TP, PROFIBUS
фізичний	RS-232, RS-422, RS-423, RS-449, RS-485, ITU-T, RJ-11, T-carrier (T1, E1), модифікації стандарту Ethernet: 10BASE-T, 10BASE2, 10BASE5, 100BASE-TX, 100BASE-FX, 100BASE-T, 1000BASE-T, 1000BASE-TX, 1000BASE-SX

[ред.] Прикладний рівень (Application layer)

Докладніше: Прикладний рівень

Верхній (7-й) рівень моделі, забезпечує взаємодію мережі й користувача. Рівень дозволяє додаткам користувача доступ до мережних служб, таким як обробник запитів до баз даних, доступ до файлів, пересиланню електронної пошти. Також відповідає за передачу службової інформації, надає додаткам інформацію про помилки й формує запити до рівня подання.

[ред.] Рівень відображення(Presentation layer)

Цей рівень відповідає за перетворення протоколів і кодування/декодування даних. Запити додатків, отримані з прикладного рівня, він перетворить у формат для передачі по мережі, а отримані з мережі дані перетворить у формат, зрозумілий додаткам. На цьому рівні може здійснюватися стиснення/розпакування або кодування/декодування даних, а також перенапрямок запитів іншому мережному ресурсу, якщо вони не можуть бути оброблені локально.

[ред.] Сеансовий рівень (Session layer)

Відповідає за підтримку сеансу зв'язку, дозволяючи додаткам взаємодіяти між собою тривалий час. Рівень управляє створенням/завершенням сеансу, обміном інформацією, синхронізацією завдань, визначенням права на передачу даних і підтримкою сеансу в періоди неактивності додатків. Синхронізація передачі забезпечується розміщенням у потік даних контрольних точок, починаючи з яких відновляється процес при порушенні взаємодії.

[ред.] Транспортний рівень (Transport layer)

Докладніше: Транспортний рівень моделі OSI

Транспортний рівень (Transport layer) - 4-й рівень моделі OSI, призначений для доставлення даних без помилок, втрат і дублювання в тій послідовності, у якій вони були передані. При цьому не має значення, які дані передаються, звідки й куди, тобто він визначає сам механізм передачі. Блоки даних він розділяє на фрагменти, розмір яких залежить від протоколу, короткі об’єднує в один, довгі розбиває. Протоколи цього рівня призначені для взаємодії типу точка-точка.

[ред.] Мережевий рівень (Network layer)

3-й рівень мережної моделі OSI, призначений для визначення шляху передачі даних. Відповідає за трансляцію логічних адрес й імен у фізичні, визначення найкоротших маршрутів, комутацію й маршрутизацію пакетів, відстеження неполадок і заторів у мережі. На цьому рівні працює такий мережний пристрій, як маршрутизатор.

[ред.] Канальний рівень (Data Link layer)

Цей рівень призначений для забезпечення взаємодії мереж на фізичному рівні й контролю за помилками, які можуть виникнути. Отримані з фізичного рівня дані він упаковує в кадри даних, перевіряє на цілісність, якщо потрібно виправляє помилки й відправляє на мережний рівень. Канальний рівень може взаємодіяти з одним або декількома фізичними рівнями, контролюючи й управляючи цією взаємодією. Специфікація IEEE 802 розділяє цей рівень на 2 підрівня - MAC (Media Access Control) регулює доступ до поділюваного фізичного середовища, LLC (Logical Link Control) забезпечує обслуговування мережного рівня. На цьому рівні працюють комутатори, мости й мережні адаптери.

MAC-підрівень забезпечує коректне спільне використання загального середовища, надаючи його в розпорядження тієї або іншої станції мережі. Також додає адресну інформацію до фрейму, позначає початок і кінець фрейму.

Рівень LLC відповідає за достовірну передачу кадрів даних між вузлами, а також реалізовує функції інтерфейсу з мережевим рівнем за допомогою фреймування кадрів. Також здійснює ідентифікування протоколу мережевого рівня.

У програмуванні цей рівень представляє драйвер мережної карти, в операційних системах є програмний інтерфейс взаємодії канального й мережного рівня між собою, це не новий рівень, а просто реалізація моделі для конкретної ОС. Приклади таких інтерфейсів: NDIS, ODI.

[ред.] Фізичний рівень (Physical layer)

Найнижчий рівень моделі, призначений безпосередньо для передачі потоку даних. Здійснює передачу електричних або оптичних сигналів у кабель і відповідно їхній прийом і перетворення в біти даних відповідно до методів кодування цифрових сигналів. Інакше кажучи, здійснює інтерфейс між мережним носієм і мережним пристроєм. На цьому рівні працюють концентратори й повторювачі (ретранслятори) сигналу. Фізичний рівень визначає електричні, процедурні і функціональні специфікації для середовища передачі даних, в тому числі роз'єми, розпаювання і призначення контактів, рівні напруги, синхронізацію зміни напруги, кодування сигналу.

Цей рівень приймає кадр даних від канального рівня, кодує його в послідовність сигналів, які потім передаються у лінію зв'язку. Передача кадру даних через лінію зв'язку вимагає від фізичного рівня визначення наступних елементів: тип середовища передавання (дротовий або бездротовий, мідний кабель або оптичне волокно) і відповідних конекторів; як повинні бути представлені біти даних у середовищі передавання; як кодувати дані; якими повинні бути схеми приймача і передавача.

Фізичним рівнем в лінію зв'язку кадр даних (фрейм) не передається як єдине ціле. Кадр представляється як послідовність сигналів, що передаються один за одним. Сигнали, в свою чергу, представляють біти даних кадру.

В сучасних мережах використовуються 3 основних типа середовища передавання: мідний кабель (copper), оптичне волокно (fiber) та бездротове середовище передавання (wireless). Тип сигналу, за допомогою якого здійснюється передача даних, залежить від типу середовища передавання. Для мідного кабелю сигнали, що представляють біти даних є електричними імпульсами, для оптичного волокна - імпульсами світла. У випадку використання бездротових з'єднань сигнали є радіохвилями (електромагнітними хвилями).

Коли пристрій, що працює на фізичному рівні кодує біти кадру в сигнали для конкретного середовища передавання, він має розрізняти кадри. Тобто позначати, де закінчується один кадр і починається іншій. Інакше мережеві пристрої, що здійснюють прийом сигналів, не зможуть визначити, коли кадр буде отриманий повністю. Відомо, що початок і кінець кадру позначається на канальному рівні, але в багатьох технологіях фізичний рівень також може додати спеціальні сигнали, що використовуються тільки для позначення початку і кінця кадру даних.

Технології фізичного рівня визначаються стандартами, що розробляються наступними організаціями: The International Organization for Standardization (ISO), The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), The American National Standards Institute (ANSI), The International Telecommunication Union (ITU), The Electronics Industry Alliance/Telecommunications Industry Association (EIA/TIA) тощо. Дані стандарти охоплюють 4 області, що належать фізичному рівню: фізичні та електричні властивості середовища передавання, механічні властивості (матеріали, розміри, розпаювання контактів конекторів), кодування (представлення бітів сигналами), визначення сигналів для управління інформацією. Всі компоненти апаратного забезпечення такі, як мережеві карти (Network interface card, NIC), інтерфейси і конектори, матеріали кабелів та їх конструкція визначаються стандартами фізичного рівня. Можна зазначити, що функції фізичного рівня вбудовані у мережеве обладнання (hardware).

Основними функціями фізичного рівня є: фізичні компоненти, кодування даних, передача даних. Фізичні компоненти - електронне обладнання, середовище передавання і конектори, через які передаються сигнали, що представляють біти даних.

Кодування Кодування є процесом, за допомогою якого потік бітів даних перетворюється у певний код. Кодування здійснюється над групою бітів. Це необхідно для того, щоб забезпечити створення передбачуваної комбінації кодів, яка буде правильно розпізнаватися як передавачем, так і приймачем.

Використання передбачуваної комбінації кодів допомагає розрізняти біти даних від бітів, що використовуються для управління, а також забезпечує краще виявлення помилок у середовищі передавання. При створенні кодів даних, методи кодування фізичного рівня також забезпечують створення кодів управління, що допомагають, наприклад, визначати початок і кінець кадру.

[ред.] Взаємодія рівнів

Рівні взаємодіють зверху вниз і знизу нагору за допомогою інтерфейсів і можуть ще взаємодіяти з таким же рівнем іншої системи за допомогою протоколів. Докладніше можна подивитися на малюнку.

[ред.] Модель OSI і реальні протоколи

Семирівнева модель OSI є теоретичною, і містить ряд недоробок. Реальні мережні протоколи змушені відхилятися від неї, забезпечуючи непередбачувані можливості, тому прив'язка деяких з них до рівнів OSI є трохи умовною.

Основна недоробка OSI - непродуманий транспортний рівень. На ньому OSI дозволяє обмін даними між додатками (вводячи поняття порту — ідентифікатора додатка), однак, можливість обміну простими датаграмами в OSI не передбачена — транспортний рівень повинен утворювати з'єднання, забезпечувати доставку, управляти потоком і т.п. Реальні ж протоколи реалізують таку можливість.

ВІННИЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

«Затверджую»

Ректор В. В. Грабко

«___» _____________ 2012 р.

Фахове вступне випробування

для випускників технікумів на здобуття освітньо – кваліфікаційного рівня бакалавра з напряму 6.050102 – «Комп’ютерна інженерія»

БІЛЕТ № 2

Кодування від’ємних чисел, прямий, обернений та доповняльний коди.

D-тригер: загальні відомості, класифікація, типи.

Визначити поняття роздільної здатності сканера. Вибір сканера. Пояснити принцип роботи сканера.

Для даних, що передаються через комп’ютерну мережу виконати такі дії:

Розрахувати затримку передавання даних в мережі з комутацією каналів і в мережі з комутацією пакетів за умови що: швидкість розповсюдження сигналу дорівнює Vроз; відстань до отримувача дорівнює S; пропускна спроможність ліній зв’язку дорівнює Рлз; розмір службової інформації в режимі комутації пакетів дорівнює h; інтервал між відправкою пакетів дорівнює tінт; довжина повідомлення Nпов; довжина одного пакету Nпак; час комутації одного пакету tком; кількість комутаторів n.

Для заданої вхідної послідовності даних А визначити:

Кодову послідовність у випадку використання скремблювання за формулою Bi=AiBi-n Bi-m;

Кодову послідовність у випадку використання процедури бітстафінга з параметром N;

Форму сигналу у випадку застосування заданого типу фізичного кодування.

Таблиця 1.

Vроз (км/с)	Pлз (Мб/с)	S (км)	h(%)	t інт (мс)	N пов (Кб)	Nпак (Кб)	t ком (мс)	n
200000	0.1	100000	10	1	50	8	25	14

Таблиця 2.

N	A	Цифрове кодування	Скремблер
4	A0C9DC0765	2B1Q	n=3; m=5

З комутацією каналів