, Automatizacija sistema zaštite od požara tehnoloških instalacija, Predavanje 4 - (2.1) Pristupi konceptu informacija. Sistemi brojeva, IZRADA MODULA SISTEMA RASPOREDA predmet.docx, Uvod u specijalnost - Radio komunikacioni sistemi.docx.
MINISTARSTVO PROSVETE I NAUKE RUSIJE
Federalna državna budžetska obrazovna ustanova
visoko stručno obrazovanje
"Tula State University"
Katedra za robotiku i automatizaciju proizvodnje
zbirka smjernica
za laboratorijske radove
po disciplini
RAČUNSKE MAŠINE, SISTEMI I MREŽE
Smjer pripreme: 220400 “Mehatronika i robotika”
specijalnost: 220402 “Roboti i robotski sistemi”
Oblici obuke: puno vrijeme
Tula 2012
Sastavljene su smjernice za laboratorijski rad vanredni profesor, dr. Šmelev V.V. i razgovarano na sastanku odjeljenja fakultet kibernetika ,
protokol br.___ od "___"____________ 20 1 G.
Metodološka uputstva za laboratorijski rad su revidirana i odobrena na sjednici odjeljenja robotika i automatizacija proizvodnje fakultet kibernetika ,
Protokol br.___ od "___"____________ 20___ godine
Glava Odjel________________E.V. Larkin
Laboratorijski rad br. 1. Klasifikacija računara i arhitektura računarskih sistema 4
2.1 Računarska klasifikacija 4
Laboratorijski rad br. 2. Sastav i struktura personalnog računara 9
2.1 Struktura personalnog računara 9
Osnovni uređaji PC 16
Laboratorijski rad br. 3. Uređaji za skladištenje ličnih računara 29
2.1 Uređaji za skladištenje 29
Laboratorijski rad br. 4. Eksterni PC uređaji 59
Laboratorijski rad br. 5. Lokalne računarske mreže 79
2.1 Lokalne mreže 79
Laboratorijski rad br. 6. Softverska, informatička i tehnička podrška za mreže 91
2.1. Softverska i informacijska podrška za mreže 92
2.2 Osnovni principi izgradnje računarskih mreža 93
2.3. Tehnička podrška za informacione i računarske mreže 105
Predmet proučavanja je softverska, informatička i tehnička podrška za mreže 123
2. Proučite softversku, informacijsku i tehničku podršku mreža 123
Laboratorijski rad br. 7. Globalna informaciona mreža Internet 124
2. Osnovna teorija 124
2.1 Globalna informaciona mreža Internet 124
Laboratorijski rad br. 8. Komunikacioni sistem 134
1. Svrha i ciljevi rada 134
2. Osnovna teorija 134
2.1. TELEKOMUNIKACIJSKI sistemi 134
Sistemi za prenos dokumentovanih informacija 147
Laboratorijski rad br. 1. Klasifikacija računara i arhitektura računarskih sistema
1. Svrha i ciljevi rada.
Kao rezultat završetka ovog rada, studenti bi trebali
znam klasifikacija računara i arhitektura računarskih sistema
2.Osnove teorije.
2.1 Klasifikacija računara
Računar je skup tehničkih sredstava namijenjenih za automatsku obradu informacija u procesu rješavanja različitih problema.Postoji nekoliko znakova po kojima se VM može podijeliti. posebno:
po principu rada,
prema bazi elemenata i fazama stvaranja,
kako je predviđeno,
po veličini i računarskoj snazi,
po funkcionalnosti,
Po principu rada VM: analogni, digitalni i hibridni.
Analogni ili kontinuirani VM, rad sa informacijama predstavljenim u kontinuiranom (analognom) obliku, tj. u obliku kontinuiranog toka vrijednosti bilo koje fizičke veličine (najčešće električnog napona)
AVM su jednostavni i laki za upotrebu. Brzina rješavanja problema regulirana je od strane operatera i može biti vrlo visoka, ali je tačnost proračuna vrlo niska. Takve mašine efikasno rešavaju probleme diferencijalnog računa koji ne zahtevaju složenu logiku.
VM-ovi digitalnog ili diskretnog djelovanja, rad sa informacijama predstavljenim u diskretnom, odnosno digitalnom obliku.
Hibridni ili kombinovani VM-ovi kombinuju sposobnost rada sa digitalnim i analognim informacijama. Obično se koristi u automatizaciji zadataka tehničke i procesne kontrole.
U ekonomiji i svakodnevnim aktivnostima digitalni računari su postali široko rasprostranjeni, češće se nazivaju jednostavno kompjuteri ili kompjuteri.
Prema bazi elemenata i fazama stvaranja razlikuju se sljedeće:
1. generacija, 50-te godine dvadesetog veka: računari na bazi elektronskih vakuumskih cevi.
2. generacija, 60-te: Računari zasnovani na poluvodičkim uređajima (tranzistori).
3. generacija, 70-te: računari zasnovani na poluvodičkim integrisanim kolima sa niskim i srednjim stepenom integracije (stotine do hiljade tranzistora u jednom paketu, na čipu).
4. generacija, 80-90-te: računari na velikim i ultra-velikim IC-ima, od kojih je glavni mikroprocesor (desetine hiljada do milion aktivnih elemenata na jednom čipu).
5. generacija, sadašnje vrijeme: računarski sistemi sa nekoliko desetina paralelno operativnih mikroprocesora.
6. i naredne generacije: računari sa masivnim paralelizmom i optičko-elektronskom bazom, koji implementiraju princip asocijativne obrade informacija; takozvani neuronskih kompjutera.
Svaka naredna generacija premašuje performanse sistema i kapacitet skladištenja za više od reda veličine.
Po namjeni, problemski orijentisan i specijalizovan.
Universal dizajnirani su za rješavanje širokog spektra inženjerskih, tehničkih, ekonomskih, matematičkih i drugih problema, koje karakterizira veliki obim obrade podataka i složenost algoritama.
Orijentisan na probleme dizajnirani su za rješavanje užeg spektra problema vezanih za upravljanje tehnološkim procesima (objektima), uz registraciju, akumulaciju i obradu relativno malih količina podataka, te izvođenje proračuna korištenjem relativno jednostavnih algoritama. Oni uključuju ograničene hardverske i softverske resurse.
Specijalizovani dizajnirani su za rješavanje specifičnih problema upravljanja radom tehničkih uređaja (agregata). To mogu biti kontroleri - procesori koji kontrolišu rad pojedinih čvorova računarskog sistema.
Po veličini i računarskoj snazi
Računari se mogu podijeliti na ekstra velike (superračunari, superračunari), velike, male i ultra-male (mikroračunari, mikroračunari).
Uporedne karakteristike računarskih časova
| Opcije | Superkompjuter | Veliko | Mala | Mikroračunar |
| Performanse, MIPS | 1 000-1 00 000 | 100-10 000 | 10-1 000 | 10-100 |
| Kapacitet RAM-a, MB | 2000-100 000 | 512-10 000 | 128-2048 | 32-512 |
| VSD kapacitet, GB | 500-50 000 | 100-10 000 | 20-500 | 20-100 |
| Dubina, bitovi | 64-256 | 64-128 | 32-128 | 32-128 |
Revizijom funkcionalnost kompjuteri se ocjenjuju:
brzina procesora,
širina registra procesora,
oblici predstavljanja brojeva,
nomenklatura, kapacitet i brzina uređaja za skladištenje,
nomenklatura i tehničke karakteristike eksternih uređaja,
mogućnost izvođenja više programa istovremeno (multitasking),
raspon operativnih sistema koji se koriste,
softverska kompatibilnost – mogućnost pokretanja programa napisanih za druge vrste računara,
sposobnost rada u računarskoj mreži
2.2 Arhitektura računarskog sistema
Dio 1. Računari. 3
Predavanje 1. Struktura računara. 3
Predavanje 2. Evolucija mikroračunara. 21
Predavanje 3. Mašinska organizacija procesora 80286 29
Predavanje 4. Operandi i načini adresiranja operanda. 42
Predavanje 5. Opća organizacija pamćenja. 51
Predavanje 6. Prekidanje mikroprocesora u računaru. 54
Predavanje 7. Serijski interfejs RS-232C. 61
Predavanje 8. COM port serijskog interfejsa. 69
Predavanje 9. Programabilni komunikacioni interfejs. 77
Predavanje 10. Prijenos podataka između računara pomoću modema. Vrste i karakteristike modema Skup AT komandi. 85
Predavanje 11. Programabilni periferni interfejs. 95
Predavanje 12. Paralelni interfejs: LPT port. Ponjuhov E. V. 102
Predavanje 13. Programabilni tajmeri i brojači događaja. 114
Predavanje 14. Univerzalna serijska sabirnica USB. 121
Predavanje 15. USB bus protokol. 133
Predavanje 16. IEEE-1394 (FireWire) interfejs. 148
Predavanje 17. Organizacija direktnog pristupa memoriji. 151
Predavanje 18. Računarski ulazni uređaji. Tastatura. 158
Predavanje 19. Računarski interfejs sa video terminalom. Video adapter. Načini rada slike: tekstualni i grafički načini. Video memorija. Animacija slika. 168
Predavanje 20. Magnetni disk: fleksibilan i tvrd. Struktura diska: staze, sektori, blokovi. Razmjena informacija između računara i magnetnih diskova. 176
Predavanje 21. Skener. Čitanje slike. Vrste obrađenih slika. Kvalitet slike. 181
Predavanje 22. Svrha i funkcije operativnog sistema. 190
Dio 2. Računski sistemi. 202
Predavanje 23. Klasifikacija sistema za paralelnu obradu podataka. 202
Predavanje 24. Klasifikacija višeprocesorskih sistema prema načinu organizovanja glavne memorije. 211
Predavanje 25. Pregled arhitektura višeprocesorskih računarskih sistema. 217
Predavanje 27. Principi konstruisanja telekomunikacionih računarskih sistema. 247
Dio 3. Računarske mreže. 253
Predavanje 28. Referentni model interakcije otvorenih sistema. 253
Predavanje 29. Lokalne računarske mreže. 262
Predavanje 30. Bežične mreže zasnovane na GPRS servisu. 277
Predavanje 31. Radio-Ethernet bežične mreže. 285
Predavanje 32. Bežične lokalne mreže zasnovane na Wi-Fi tehnologijama. 292
Dio 1. Računari.
Predavanje 1. Struktura računara.
1.1 Opšti aranžman
Personalni računar (PC, PC – Personal Computer) je uređaj za programabilnu obradu podataka. PC omogućava izvođenje složenih nizova računskih operacija bez ljudske intervencije.
Lični računari se obično sastoje od uređaja:
Sistemska jedinica (za smeštaj glavnih elemenata računara)
Tastatura (za unos znakova u kompjuter)
Monitor (za prikaz tekstualnih i grafičkih informacija)
1.2 Kućište za računar
Opis komponenti računara počinjemo sa strukturnim elementom koji nije neophodan za funkcionisanje računarskog sistema, odnosno kućištem (sistemskom jedinicom), ali ovo je prva stvar koja vam upada u oči. Kućište računara nije samo „kutija za pakovanje“, već i funkcionalni element koji štiti komponente računara od spoljašnjih uticaja, i služi kao osnova za naknadno proširenje sistema.
Poznato je da možete poboljšati svoj PC dodavanjem novih ili zamjenom starih komponenti. Stoga se pri odabiru kućišta preporuča voditi ne samo estetskim kriterijima, već i uzeti u obzir njegovu funkcionalnost.
Iako kućište izgleda najmanje impresivno od računarskih delova, ono sadrži sve glavne komponente računara
Elektronska kola koja kontrolišu rad računara (mikroprocesor, RAM, kontroleri uređaja, itd.)
Napajanje koje pretvara struju iz mreže u niskonaponsku jednosmjernu struju koja se dovodi do elektronskih kola računara
Pogoni disketa (ili drajvovi) koji se koriste za čitanje i pisanje flopi diskova (flopi diskova)
Pogon tvrdog magnetnog diska dizajniran za čitanje i pisanje na tvrdi magnetni disk koji se ne može ukloniti (hard disk)
Preko posebnih utičnica (konektora), koji se obično nalaze na zadnjoj strani kućišta, možete povezati različite uređaje na računar.
Ovi uređaji su povezani pomoću posebnih žica (kablova). Da bi se zaštitili od grešaka, konektori za umetanje ovih kablova su napravljeni drugačije, tako da se kabl jednostavno neće uključiti u pogrešnu utičnicu.
Tijelo se sastoji od dva limena ili čelična lima u obliku slova U umetnuta jedan u drugi. Matična ploča je pričvršćena za jedan od listova, a drugi list je poklopac.
Tipično, prednja ploča kućišta sadrži nekoliko dugmadi (dugme za napajanje i dugme za resetovanje za ponovno pokretanje računara) i LED indikatore (LED - Light Emiting Diode) za indikaciju uključivanja i rada čvrstog diska. Ponekad postoje digitalni indikatori frekvencije procesora.
Unutra, na prednjoj ploči kućišta, nalazi se zvučnik (PC Speaker), koji je standardno sredstvo za isporuku akustičnih signala.
Uz kućište kupujete i napajanje. Veličina izvora napajanja određena je dizajnom kućišta. Postoji mnogo modifikacija izvora napajanja različitih tipova. Svi se razlikuju po izlaznoj snazi.
Vrste kućišta:
tanak-(tanak) – po svojoj strukturi spada u kompaktne kutije. Neizostavni su tamo gdje je svaki centimetar radne površine vrijedan. U tom slučaju se koristi gotovo sav unutrašnji prostor. I iako dizajn kućišta štedi prostor, ako je potrebno zamijeniti komponentni element, morate rastaviti gotovo cijelu sistemsku jedinicu.
Desktop-(stol) - donedavno najčešće korišteni slučaj. Najveći nedostatak je što zauzimaju puno prostora na radnoj površini. U pravilu, širina takvih kućišta je oko 45 cm, a visina oko 20 cm.
toranj-(toranj) – značajno štedi prostor na radnoj površini. Grubo govoreći, ovo je desktop postavljen sa strane. Postoji nekoliko modifikacija takvih kućišta koje se međusobno razlikuju po visini: Mini-Tower (oko 40 cm visine), Midi-Tower (oko 50 cm), Big-Tower (oko 60 cm).
kućište tipa ATX - U julu 1995. Intel je predložio novu specifikaciju za dizajn kućišta računara (i matične ploče). Trenutno ovu specifikaciju prihvataju svi vodeći proizvođači računara. Pojava ATX specifikacije posljedica je, s jedne strane, povećanih zahtjeva za brzinom procesora i, shodno tome, termičkih uslova unutar kućišta, kao i povećanja broja čipova na matičnoj ploči (pojava all-in -jedan sistem, odnosno kada su video i audio integrisani na karticama matične ploče, drajv kontrolerima itd.). Sa druge strane, postojali su zahtevi za praktičnijim i jednostavnijim pristupom unutrašnjim elementima računara. Ako ste otvorili poklopac kućišta računara i instalirali nove komponente (kartice za proširenje, čvrsti disk, itd.), verovatno ste naišli na mnogo neprijatnosti: kablovi perifernih uređaja blokiraju pristup memorijskim modulima, CPU blokira mogućnost pune instalacije - kartice veličine u slotovima za proširenje, itd.
Prema ATX standardu, matična ploča je rotirana za 90°, zbog čega svi slotovi za proširenje postaju pogodni za korištenje matičnih ploča pune veličine, a CPU se nalazi ispod napajanja, a ventilator napajanja dodatno duva procesor.
Spoljno, ATX kućište je slično kućištima Desktop i Tower tipa, međutim:
ATX kućište je opremljeno novim napajanjem, koje se razlikuje od svojih prethodnika po veličini, dizajnu i prisutnosti novog konektora za povezivanje na matičnu ploču
Svi slotovi za proširenje podržavaju ploče pune veličine
Integrisani portovi smanjuju broj kablova i žica unutar kućišta, što olakšava pristup komponentama matične ploče
Svi I/O portovi se nalaze na jednoj strani matične ploče u jednom redu i idu do stražnjeg zida kućišta (ovdje se također mogu nalaziti video, audio i port za igre)
Interfejs konektori za disk drajvove i hard diskove nalaze se pored sedišta za 3.5" drajvove, pa se mogu koristiti kraći kablovi
Trenutno se pojavio veliki broj ATX kućišta kao što su Desktop, Mini-Tower, Tower.
Savremeni informacioni sistem čak i malog preduzeća sastoji se od niza uređaja (desktop računara, servera, mobilnih uređaja, mrežne opreme, uređaja za kontrolu ulaza, itd.) koji moraju da rade na konzistentan, stabilan i siguran način. Informacioni sistemi velikih preduzeća zahtevaju multiplatformsku integraciju servera u oblaku, udaljenih centara za obradu podataka, servera za šifrovanje i kontrolu pristupa, terminalnih stanica i servera, žičanih i bežičnih mreža, internet telefonije, sistema korisničke podrške i širokog spektra aplikativnog softvera. Savremeni sistem administrator mora imati osnovna znanja i sposobnost za stalno samoobrazovanje. Obuka u ovom profilu vam omogućava da formirate osnovu za uspešnu profesionalnu karijeru u projektovanju, kreiranju, radu i razvoju računarskih kompleksa, sistema i mreža preduzeća i organizacija.
Svrha treninga je razvijanje sljedećih sposobnosti:
- Projektiranje (pomoću kompjuterski potpomognutog projektiranja), modeliranje, projektiranje i razvoj računalnih mreža i kompleksa organizacija i poduzeća;
- Provođenje revizije i dijagnostike resursa informacionih tehnologija preduzeća i organizacija;
- Uvođenje i razvoj sistema informacione sigurnosti i pouzdanosti skladištenja podataka;
- Administracija lokalnih i distribuiranih računalnih mreža;
- Konfiguriranje, testiranje i održavanje mrežne opreme;
- Upravljanje multiplatformskom integracijom mreža i uređaja koji rade na različitim operativnim sistemima;
- Rad kompleksa, sistema, mreža i pojedinačnih računalnih uređaja, uključujući korisničku podršku, rješavanje problema, popravak, optimizaciju računalne snage;
- Organiziranje nesmetanog rada računalnih uređaja i mreža, uključujući osiguravanje operativnosti potrebnih uređaja za besprekidno napajanje, klimatizaciju, opskrbu energijom, pohranu rezervnih podataka i brzu obnovu funkcionalnosti;
- Integracija korporativnih informacionih sistema sa eksternim cloud servisima, računarskih sistema sa sistemima IP telefonije, sistema fizičke sigurnosti;
- Osiguravanje pouzdanog, stabilnog i sigurnog funkcionisanja aplikativnih softverskih sistema;
- Konfigurisanje, testiranje, administriranje i održavanje rada različite organizacione opreme u okviru efektivnih sistema daljinskog upravljanja;
- Uvođenje novih informacionih tehnologija, novih hardverskih rešenja, novih IT usluga i novih metoda upravljanja hardverom informacionih sistema savremenih preduzeća;
- Optimizacija tehničko-ekonomskih pokazatelja računalnih kompleksa, sistema i mreža;
- Upravljanje projektima za optimizaciju računalnih mreža i sistema, implementaciju novih informacionih i telekomunikacionih tehnologija;
- Koordinacija aktivnosti timova sistem administratora, mrežnih inženjera i tehničke podrške.
Profil discipline:
- Mrežne tehnologije i sistemska administracija;
- Sustavi i mreže za pohranu podataka;
- Sistemski i aplikativni softver;
- Računalni sustavi, mreže i telekomunikacije;
- Zaštita podataka;
- Mreže i komunikacije;
- Dijagnostika i pouzdanost automatizovanih sistema.
Diplomci su traženi u gotovo svakoj organizaciji i svakom preduzeću. Velike korporacije, banke, osiguravajuća društva, vladine agencije i općinske vlasti imaju posebno veliku potražnju za diplomcima. Intenzivno stručno usavršavanje očekuje diplomce u informatičkim i telekomunikacionim kompanijama, malim inovativnim preduzećima u IT oblasti i kompanijama sistem integratorima.
Diplomci zauzimaju pozicije mrežnih administratora, inženjera i menadžera IT odjela, inženjera tehničke podrške, inženjera mrežne i telekomunikacijske opreme, stručnjaka za sigurnost informacija i IT konsultanta. Diplomci mogu izgraditi sopstveni biznis i razviti se kao IT preduzetnik.
Skup tehničkih i softverskih alata namijenjenih informatičkim uslugama za ljude i tehničke objekte naziva se općim pojmom sistem za obradu podataka. Drugi krovni pojam je Informacioni sistem.
Ako se informacioni sistem koristi za upravljanje u tehničkim sistemima, često se naziva sistem upravljanja informacijama. Ovo su najčešći nazivi za sisteme ove namjene.
VM je jedna od klasa informacionih sistema. Pored VM klase, to uključuje VC, VS i mreže. Razmotrimo glavne karakteristike ovih klasa informacionih sistema.
VM je dizajniran za rješavanje širokog spektra problema korisnika koji rade u različitim predmetnim oblastima (rješavanje matematičkih problema, obrada teksta, računovodstvo, igre itd.). Glavni blok VM, koji konvertuje informacije i kontroliše proces računanja na osnovu programa, je procesor. (Riječ "procesor" je izvedena iz riječi "proces") Procesor pokreće i upravlja procesom izvršavanja programa.
Računarski kompleks– radi se o nekoliko VM-ova (ili računarskih sistema) međusobno informaciono povezanih (obično preko serijskog kanala). Štaviše, svaki VM samostalno upravlja sopstvenim računskim procesima, i to intenzivnim (u poređenju sa informatičkom interakcijom procesora u višeprocesorskim sistemima). VC se posebno široko koristi u sistemima za upravljanje informacijama. Upravljački objekti u tehničkim sistemima često imaju značajan prostorni opseg i sadrže veliki broj jedinica, tehnoloških instalacija itd. Kako se razvijaju sredstva i tehnologije računarskih mreža, savremeni telekomunikacioni alati se koriste u informacionim i kontrolnim sistemima, a informaciono-upravljački sistem se implementira u obliku lokalne računarske mreže, a ne VC.
Računarski sistem nazvati informacioni sistem konfigurisan za rešavanje problema u određenoj oblasti primene, tj. ima hardversku i softversku specijalizaciju za poboljšanje performansi i smanjenje troškova. Često računar sadrži nekoliko procesora, između kojih se tokom rada odvija intenzivna razmjena informacija i koji imaju jedinstvenu kontrolu nad procesima računanja. Takvi sistemi se nazivaju multiprocesor. Druga uobičajena vrsta aviona je mikroprocesorski sistemi. Izrađeni su pomoću mikroprocesora (MP), mikrokontrolera ili specijalizovanog procesora digitalnih signala. Tipično, takvi sistemi su specijalizovani za zadatke lokalnog upravljanja i kontrole tehnološke opreme u tehničkim i kućnim sistemima. Odgovarajući avion se često naziva ugrađeni avion.
Posebnost mreža kao klase informacionih sistema su razvijene funkcije informacione interakcije.
Sredstva za prijenos i obradu informacija u mreži usmjerena su na kolektivno korištenje resursa cijele mreže – hardvera, informacija i softvera. Pretplatnički sistem je skup VM-ova, softvera, periferne opreme i sredstava komunikacije sa telekomunikacionim podsistemom (komunikacijska podmreža). Komunikacijski podsistem– skup fizičkih medija za prenos informacija, hardvera i softvera koji osiguravaju interakciju informacija između pretplatničkih sistema.
Upletena parica, kabl, optičko vlakno i elektromagnetski talasi se koriste kao fizički medij za prenos informacija.
Oprema informacionih sistema, uključujući računarske i telekomunikacione uređaje, naziva se hardver(hardver).
