Del 1. Datormaskiner. 3
Föreläsning 1. En dators struktur. 3
Föreläsning 2. Utveckling av mikrodatorer. 21
Föreläsning 3. Maskinorganisation av 80286 -processorn 29
Föreläsning 4. Operander och sätt att adressera operander. 42
Föreläsning 5. Allmän organisation av minnet. 51
Föreläsning 6. Avbrott i mikroprocessorn i datorn. 54
Föreläsning 7. Seriellt gränssnitt RS-232C. 61
Föreläsning 8. Seriellt gränssnitt COM-port. 69
Föreläsning 9. Programmerbart kommunikationsgränssnitt. 77
Föreläsning 10. Överföring av data mellan datorer med hjälp av modem. Typer och egenskaper hos modem En uppsättning AT -kommandon. 85
Föreläsning 11. Programmerbart perifert gränssnitt. 95
Föreläsning 12. Parallellt gränssnitt: LPT -port. E. V. Ponyukhov 102
Föreläsning 13. Programmerbara timers och eventräknare. 114
Föreläsning 14. Universal seriebus USB. 121
Föreläsning 15. Protokoll för USB-bussdrift. 133
Föreläsning 16. Gränssnitt IEEE-1394 (FireWire). 148
Föreläsning 17. Organisation av direkt minnesåtkomst. 151
Föreläsning 18. Datorinmatningsenheter. Tangentbord. 158
Föreläsning 19. Datorgränssnitt med en videoterminal. Videoadapter. Bildlägen: text- och grafiklägen. Videominne. Animering av bilder. 168
Föreläsning 20. Magnetisk drivning: flexibel och hård. Diskstruktur: spår, sektorer, block. Informationsutbyte mellan datorer och magnetiska diskar. 176
Föreläsning 21. Skanner. Läser en bild. Typer av bearbetade bilder. Bildkvalitet. 181
Föreläsning 22. Operativsystemets syfte och funktioner. 190
Del 2. Datorsystem. 202
Föreläsning 23. Klassificering av parallella databehandlingssystem. 202
Föreläsning 24. Klassificering av multiprocessorsystem genom att organisera huvudminnet. 211
Föreläsning 25. Granskning av arkitekturer för multiprocessors datasystem. 217
Föreläsning 27. Principer för att bygga datorsystem för telekommunikation. 247
Del 3. Datanät. 253
Föreläsning 28. En referensmodell för interaktion mellan öppna system. 253
Föreläsning 29. Lokalt dator nätverk. 262
Föreläsning 30. Trådlösa nätverk baserade på GPRS -tjänsten. 277
Föreläsning 31. Trådlösa nätverk Radio-Ethernet. 285
Föreläsning 32. Trådlösa lokalnät på Wi-Fi-baserat- teknik. 292
Del 1. Datormaskiner.
Föreläsning 1. En dators struktur.
1.1 Allmän enhet
Personlig dator (PC, PC - Personlig dator) - en enhet för programmerbar databehandling. Datorn tillåter komplexa sekvenser av beräkningsoperationer att utföras utan mänskligt ingripande.
Normalt består persondatorer av enheter:
Systemenhet (för placering av datorns huvudelement)
Tangentbord (för att mata in tecken i en dator)
Monitor (för att visa text och grafisk information)
1.2 PC -fodral
Vi börjar beskrivningen av komponenterna i en PC med ett strukturelement som inte är nödvändigt för ett datasystems funktion, det vill säga ett fall (systemenhet), men det här är det första som fångar ögat. PC -fodralet är inte bara en "packbox", utan också ett funktionellt element som skyddar PC -komponenter från yttre påverkan och fungerar som grund för den efterföljande expansionen av systemet.
Det är känt att du kan förbättra din dator genom att lägga till nya eller byta ut gamla komponenter. Därför, när du väljer ett fall, rekommenderas det att inte bara vägledas av estetiska kriterier, utan också att ta hänsyn till dess funktionalitet.
Även om fodralet ser minst imponerande ut från datorns delar, innehåller det alla datorns huvudkomponenter.
Elektroniska kretsar som styr driften av en dator (mikroprocessor, RAM, enhetskontroller, etc.)
Strömförsörjning som omvandlar nätström till lågspännings likström som matas till datorns elektroniska kretsar
Diskettenheter (eller enheter) som används för att läsa och skriva till disketter (disketter)
En hårddisk utformad för att läsa och skriva till en icke-flyttbar hårddisk (hårddisk)
Olika enheter kan anslutas till datorn via speciella uttag (kontakter), som vanligtvis finns på baksidan av fodralet.
Dessa enheter är anslutna med hjälp av speciella ledningar (kablar). För att skydda mot fel görs insättningskontakterna på dessa kablar annorlunda så att kabeln helt enkelt inte fastnar i fel spår.
Kroppen består av två U-formade plåt- eller stålplåtar in i varandra. Fäst på ett av arken moderkort och det andra arket är locket.
Vanligtvis på fodralets frontpanel finns det flera knappar (strömbrytaren och återställningsknappen - återställ för att starta om datorn) och LED -indikatorer (LED - Light Emiting Diod) för att indikera att strömmen är på och hårddisken fungerar. Ibland finns det digitala indikatorer på processorfrekvensen.
PC -högtalaren är placerad inuti skåpets frontpanel, vilket är standardmetoden för att leverera akustiska signaler.
Tillsammans med fodralet köper du en strömförsörjning. Strömförsörjningens storlek bestäms av fodralets design. Det finns många modifieringar av strömförsörjningar olika typer... De skiljer sig alla i uteffekter.
Typer av kapslingar:
Slimline -(tunn) - till sin struktur hör den till kompakta kroppar. De är oersättliga där varje tum på skrivbordet är dyrbart. I ett sådant fall används praktiskt taget hela det inre utrymmet. Och även om utformningen av fodralet sparar utrymme, om du behöver byta ut en komponent, måste du demontera nästan hela systemenheten.
Skrivbord -(skrivbord) - tills nyligen den mest använda kroppen. Den största nackdelen är att de tar mycket skrivbordsutrymme. Som regel är bredden på sådana fall cirka 45 cm och höjden cirka 20 cm.
Tornet -(torn) - sparar betydligt utrymme på skrivbordet. I grova drag är detta skrivbordet i sidled. Det finns flera modifieringar av sådana fall som skiljer sig från varandra i höjd: Mini-Tower (cirka 40 cm i höjd), Midi-Tower (cirka 50 cm), Big-Tower (cirka 60 cm).
ATX -fodral - I juli 1995 föreslog Intel en ny specifikation för PC -fodral (och moderkort). Denna specifikation accepteras för närvarande av alla ledande PC -tillverkare. ATX -specifikationens utseende beror å ena sidan på en ökning av kraven för processorns hastighet och följaktligen den termiska regimen inuti höljet, samt en ökning av antalet mikrokretsar på moderkortet ( utseendet på allt-i-ett-system, det vill säga när video- och ljudkort, drivenheter, etc.). Å andra sidan krav på en mer bekväm och lätt tillgång till datorns interna element. Om du öppnade locket till PC -fodralet och installerade nya komponenter (expansionskort, hårddiskar, etc.), stötte du förmodligen på många olägenheter: kringutrustningens kablar blockerar åtkomst till minnesmoduler, CPU blockerar möjligheten att installera kort i full storlek i expansionsplatser etc.
Enligt ATX-standarden roteras moderkortet 90 °, vilket resulterar i att alla expansionsplatser blir användbara för kort i full storlek, och CPU: n är under strömförsörjningen, och strömförsörjningsfläkten blåser dessutom över processorn.
Externt liknar ATX -fodralet dock skrivbords- och torntypfodral:
ATX -fodralet är utrustat med en ny strömförsörjningsenhet som skiljer sig från föregångarna i storlek, design och närvaro av en ny kontakt för anslutning till moderkortet
Alla expansionsplatser stöder kort i full storlek
Integrerade portar minskar mängden kablar och ledningar inuti höljet, vilket gör det lättare att komma åt moderkortskomponenter
Alla I / O -portar är placerade på ena sidan av moderkortet i en rad och går ut till väggens bakre vägg (video-, ljud- och spelportar kan också placeras här)
Gränssnittskontakterna för hårddisken och hårddisken finns bredvid 3,5 -tums enhetsplatserna, så kortare kablar kan användas
För närvarande har ett stort antal ATX-fodral som Desktop, Mini-Tower, Tower dykt upp.
Det moderna informationssystemet för även ett litet företag består av det mesta olika enheter(stationära datorer, servrar, Mobil enheter, nätverksutrustning, ingångskontrollenheter etc.), som måste fungera konsekvent, stabilt och säkert. Informationssystem för stora företag innefattar integration på flera plattformar av molnservrar, fjärrdatabehandlingscentra, krypterings- och åtkomstkontrollservrar, terminaler och servrar, trådbundna och trådlösa nätverk, Internettelefoni, användarsupportsystem, en mängd olika applikationer programvara... En modern systemadministratör måste ha grundläggande kunskaper och förmåga att hela tiden utbilda sig. Utbildning i denna profil låter dig utgöra grunden för en framgångsrik yrkeskarriär inom design, skapande, drift och utveckling av datorkomplex, system och nätverk för företag och organisationer.
Syftet med utbildningen är att bilda följande förmågor:
- Design (med hjälp av datorstödda designsystem), modellering, utrustning och utveckling av datanätverk och komplex av organisationer och företag;
- Granskning och diagnostik av informationsteknologiska resurser för företag och organisationer;
- Implementering och utveckling av system informationssäkerhet och tillförlitlighet för datalagring;
- Administration av lokala och distribuerade datanät;
- Upprätta, testa och underhålla driften av nätverksutrustning;
- Hantering av multiplattformsintegrering av nätverk och enheter som körs på olika operativsystem;
- Drift av komplex, system, nätverk och individuella beräkningsenheter, inklusive användarsupport, felsökning, reparation, optimering av datorkraft;
- Organisation av oavbruten drift av beräkningsenheter och nätverk, inklusive säkerställande av användbarhet nödvändiga enheter avbrottsfri strömförsörjning, luftkonditionering, strömförsörjning, säkerhetskopiering av datalagring, snabb återhämtning av prestanda;
- Integration av företag informationssystem med yttre molntjänster, datorsystem med IP-telefoni system, fysiska säkerhetssystem;
- Säkerställa tillförlitlig, stabil och säker funktion av tillämpade programvarusystem;
- Upprätta, testa, administrera och underhålla arbetet med olika organisationstekniker inom effektiva system fjärrkontroll;
- Introduktion av nytt informationsteknik, nya hårdvarulösningar, nya IT -tjänster och nya metoder för att hantera hårdvaran i informationssystem för moderna företag;
- Optimering av tekniska och ekonomiska indikatorer för datorkomplex, system och nätverk;
- Projektledning av datanät och systemoptimering, implementering av ny informations- och telekommunikationsteknik;
- Samordning av kollektiv verksamhet systemadministratörer, nätverksingenjörer och teknisk support.
Profildiscipliner:
- Nätverksteknik och systemadministration;
- Lagringssystem och nätverk;
- System- och applikationsprogramvara;
- Datorsystem, nätverk och telekommunikation;
- Skydd av information;
- Nätverk och kommunikation;
- Diagnostik och tillförlitlighet för automatiserade system.
Kandidater är efterfrågade i nästan alla organisationer och i alla företag. Särskilt stor efterfrågan på akademiker visas av stora företag, banker, försäkringsbolag, statliga myndigheter och kommunala myndigheter. Intensiv yrkesmässig utveckling väntar akademiker inom informations- och telekommunikationsföretag, små innovativa företag inom IT -området, företag - systemintegratörer.
Kandidater innehar positioner som nätverksadministratörer, ingenjörer och IT -chefer, ingenjörer teknisk support, nät- ochenjörer, informationssäkerhetsspecialister, IT -konsulter. Kandidater kan bygga sitt eget företag och utvecklas som IT -entreprenör.
En uppsättning tekniska och mjukvaruverktyg, avsedd för informationstjänster för människor och tekniska föremål, kallas en generaliserande term databehandlingssystem... En annan allmän term är Informationssystem.
Om informationssystemet används för att hantera tekniska system, kallas det ofta informationshanteringssystem... Detta är de vanligaste namnen på sådana system.
VM är en av klasserna av informationssystem. Förutom VM -klassen inkluderar dessa VC, VS och nätverk. Låt oss överväga de viktigaste kännetecknen för dessa klasser av informationssystem.
VM är utformad för att lösa ett brett spektrum av uppgifter av användare som arbetar inom olika ämnesområden (lösa matematiska problem, ordbehandling, redovisning, spel, etc.). Huvudenheten för den virtuella datorn, som konverterar information och styr beräkningsprocessen baserad på programmet, är processorn. (Ordet "processor" härrör från ordet "process") Processorn initierar processen för programkörning och styr den.
Datorkomplex- det här är flera virtuella datorer (eller datorsystem), informationsmässigt anslutna till varandra (vanligtvis via en seriekanal). Dessutom styr varje VM oberoende sina egna datorprocesser och intensiva (i jämförelse med informationsinteraktionen mellan processorer i multiprocessorsystem). VC används särskilt i informationshanteringssystem. Kontrollobjekt i tekniska system har ofta en betydande omfattning i rymden och innehåller ett stort antal enheter, tekniska enheter etc. Med utveckling av verktyg och teknik dator nätverk i informations- och styrsystem används moderna telekommunikationsmedel, och informations- och styrsystemet implementeras i form av ett lokalt datanätverk, och inte en VC.
Datorsystem kallas ett informationssystem som är konfigurerat för att lösa problem inom ett specifikt tillämpningsområde, d.v.s. den har hårdvaru- och mjukvaruspecialiseringar som ger förbättrad prestanda och lägre kostnad. Ofta innehåller VS flera processorer, mellan vilka det under driften sker ett intensivt informationsutbyte som har en enda kontroll över datorprocesserna. Sådana system kallas multiprocessor... En annan vanlig typ av flygplan är mikroprocessorsystem... De är byggda med antingen en mikroprocessor (MP) eller en mikrokontroller eller en specialiserad digital signalprocessor. Vanligtvis är sådana system specialiserade för uppgifter lokal ledning och kontroll av teknisk utrustning i tekniska och hushållssystem. Motsvarande flygplan kallas ofta för inbäddade flygplan.
Utmärkande drag nätverk som en klass av informationssystem är utvecklade funktioner för informationsinteraktion.
Medlen för överföring och behandling av information i nätverket är inriktade på kollektiv användning av gemensamma nätverksresurser - hårdvara, information och programvara. PrenumerationssystemÄr en uppsättning virtuella datorer, programvara (programvara), kringutrustning, kommunikationsmedel med telekommunikationsdelsystemet (kommunikationsdelnät). Kommunikationsdelsystem- en uppsättning fysiska medier för informationsöverföring, hårdvara och programvara som tillhandahåller informationsinteraktion mellan abonnentsystem.
Twisted pair, cable, fiber optic, elektromagnetiska vågor används som ett fysiskt medium för informationsöverföring.
Informationssystemsutrustning, inklusive dator- och telekommunikationsanordningar, kallas hårdvara(hårdvara).
, Automatisering av brandskyddssystemet i den tekniska munnen, Föreläsning 4 - (2.1) Tillvägagångssätt till begreppet information. Numbersystem, UTVECKLING AV SCHEMASYSTEMMODULEN kurs.docx, Introduktion till specialiteten - Radiokommunikationssystem.docx.
RUSSISKA MINISTERIET
Förbundsstatens budget läroanstalt
högre yrkesutbildning
Tula State University
Institutionen för "Robotics and Production Automation"
samling av riktlinjer
till laboratoriearbete
genom disciplin
DATORER, SYSTEM OCH NÄTVERK
Träningsriktning: 220400 "Mekatronik och robotik"
Specialitet: 220402 "Robotar och robotsystem"
Träningsformer: heltid
Tula 2012
Metodiska instruktioner för laboratoriearbete utarbetas Docent, doktorand Shmelev V.V. och diskuterade vid ett möte på avdelningen fakultet cybernetik ,
protokoll nr ___ daterat "___" ____________ 20 1 G.
Metodiska riktlinjer för laboratoriearbete reviderades och godkändes vid ett möte i avdelningen robotik och industriell automatisering fakultet cybernetik ,
Protokoll nr ___ daterat "___" ____________ 20___
Huvud avdelning ________________ E.V. Larkin
Laboratoriearbete nr 1. Klassificering av datorer och datorsystems arkitektur 4
2.1 Datorklassificering 4
Laborationer nr 2. Sammansättning och anordning personlig dator 9
2.1 Uppbyggnad av en persondator 9
Grundläggande PC -enheter 16
Laborationer nr 3. Personliga datorer för lagring 29
2.1 Lagringsanordningar 29
Laborationer nr 4. Externa enheter PK 59
Laborationer nr 5. Lokala nätverk 79
2.1 Lokala nätverk 79
Laboratoriearbete nr 6. Programvara, information och teknisk support för nätverk 91
2.1. Program- och informationsstöd för nätverk 92
2.2 Grundprinciper för att bygga datanätverk 93
2.3. Tekniskt stöd för informations- och datanät 105
Studieobjektet är programvara, information och tekniskt stöd för 123 nätverk
2. Att studera programvara, information och tekniskt stöd för 123 nätverk
Laboratoriearbete nr 7. Globalt informationsnätverk Internet 124
2. Teorins grunder 124
2.1 Globalt informationsnätverk Internet 124
Laborationsarbete nr 8. Kommunikationssystem 134
1. Syfte och syften med arbetet 134
2. Teorins grunder 134
2.1. TELEKOMMUNIKATIONSsystem 134
Dokumenterade informationsöverföringssystem 147
Laborationer nr 1. Klassificering av datorer och datorsystems arkitektur
1. Arbets syfte och mål.
Som ett resultat av detta arbete bör eleverna
känna till datorklassificering och arkitektur för datorsystem
2. Grunden för teorin.
2.1 Datorklassificering
Dator - en uppsättning tekniska medel avsedda för automatisk behandling av information i processen för att lösa olika problem.Det finns flera kriterier för vilka en VM kan delas upp. Särskilt:
enligt handlingsprincipen,
om elementets grund och stadier av skapandet,
enligt överenskommelse,
i storlek och processorkraft,
efter funktionalitet,
Enligt handlingsprincipen VM: analog, digital och hybrid.
Analog eller kontinuerlig videobandspelare, arbeta med information som presenteras i en kontinuerlig (analog) form, d.v.s. i form av en kontinuerlig ström av värden av vilken fysisk mängd som helst (oftast spänning elektrisk ström)
AVM är enkelt och lätt att använda. Hastigheten att lösa problem regleras av operatören och kan vara mycket hög, men noggrannheten i beräkningarna är mycket låg. Sådana maskiner löser effektivt differentialberäkningsproblem som inte kräver komplex logik.
Digital eller diskret VM, arbeta med information som presenteras i diskret, eller snarare digital form.
Hybrid- eller kombinationsmaskiner kombinerar möjligheterna att arbeta med både digital och analog information. De används vanligtvis vid automatisering av kontrolluppgifter för tekniska och tekniska processer.
I ekonomin och vardagliga aktiviteter har digitala datorer blivit utbredda, oftare kallade bara datorer eller datorer.
Enligt elementbasen och skapelsestagen finns det:
1: a generationen, 50 -talet av 1900 -talet: en dator baserad på elektroniska vakuumrör.
2: a generationen, 60 -talet: datorer baserade på halvledarenheter (transistorer).
3: e generationen, 70 -talet: datorer baserade på halvledarintegrerade kretsar med låg och medelhög integrationsgrad (hundratals till tusentals transistorer i ett paket, på ett chip).
4: e generationen, 80-90-talet: datorer på stora och ultrastora IC: er, huvudsakligen en mikroprocessor (tiotusentals miljoner aktiva element på en kristall).
5: e generationen, numera: datorsystem med flera dussin parallella mikroprocessorer.
Sjätte och efterföljande generationer: datorer med massiv parallellitet och en optisk-elektronisk bas, där principen för associerad informationsbehandling är implementerad; så kallade neurala datorer.
Varje successiv generation överskrider systemprestanda och lagringskapacitet med mer än en storleksordning.
Enligt överenskommelse, problemorienterad och specialiserad.
Universellär utformade för att lösa ett brett spektrum av tekniska, ekonomiska, matematiska och andra problem, som kännetecknas av stora datamängder och komplexiteten hos algoritmer.
Problemorienteradär utformade för att lösa ett smalare utbud av uppgifter relaterade till kontroll av tekniska processer (objekt), med registrering, ackumulering och bearbetning av relativt små datamängder, genom att utföra beräkningar med relativt enkla algoritmer. De inkluderar begränsade maskin- och programvaruresurser.
Specialiseradär utformade för att lösa specifika uppgifter för arbetsledning tekniska anordningar(enheter). Dessa kan vara styrenheter - processorer som styr driften av enskilda noder i ett datasystem.
Storlek och processorkraft
datorer kan delas in i ultrastora (superdatorer, superdatorer), stora, små och ultra-små (mikrodatorer, mikrodatorer).
Jämförande egenskaper hos datorklasser
| alternativ | Superdator | Stor | Små | Mikrodator |
| Prestanda, MIPS | 1 000-1 00 000 | 100-10 000 | 10-1 000 | 10-100 |
| RAM -kapacitet, MB | 2000-100 000 | 512-10 000 | 128-2048 | 32-512 |
| OVC -kapacitet, GB | 500-50 000 | 100-10 000 | 20-500 | 20-100 |
| Bitdjup | 64-256 | 64-128 | 32-128 | 32-128 |
Genom att revidera funktionalitet datorer utvärderas:
processorhastighet,
bitar i processorregister,
former för representation av tal,
nomenklatur, kapacitet och prestanda för lagringsenheter,
nomenklatur och specifikationer externa enheter,
möjligheten att köra flera program samtidigt (multitasking),
utbudet av operativsystem som används,
programvarukompatibilitet - möjligheten att köra program skrivna för andra typer av datorer,
förmågan att arbeta i ett datornätverk
2.2 Arkitektur för datorsystem
