381

Федеральное агентство по образованию

Омский государственный институт сервиса

Кафедра высшей математики и информатики

С. Ф. Храпский

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ, СЕТИ

И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ

Учебное пособие

Д О П У Щ Е Н О

Министерством образования и науки Российской Федерации

в качестве учебного пособия

для студентов высших учебных заведений, обучающихся

по специальности «Прикладная информатика (в сфере сервиса)»

Омск 2005

УДК 681.3

Х – 90

Храпский, С. Ф.

Вычислительные системы, сети и телекоммуникации : учебное пособие / С. Ф. Храпский. – Омск : Омский государственный институт сервиса, 2005. – 372 c.

ISBN 5-93252-046-9

Учебное пособие разработано с целью обеспечения обучающихся и преподавателей систематизированным учебным материалом по теоретическим и практическим основам аппаратного обеспечения вычислительной техники и телекоммуникационных технологий.

Представлены сведения о структурной организации, классификации, хронологии разработки и характеристиках вычислительных машин и систем, рассмотрены принципы работы, конструктивное исполнение и важнейшие параметры основных функциональных устройств вычислительной техники, приведена классификация вычислительных сетей по различным признакам, изложены базовые понятия стандартизованных моделей сетевого взаимодействия, описаны виды и характеристики физических телекоммуникационных сред, методы и способы передачи информации по линиям связи.

Учебное пособие подготовлено в соответствии с требованиями ГОС ВПО специальности 351400 «Прикладная информатика (в сфере сервиса)».

Предназначено для студентов очной и заочной форм обучения специальности 351400 «Прикладная информатика (в сфере сервиса)», изучающих дисциплину «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации». Может быть использовано при изучении ряда смежных дисциплин этой специальности, а также студентами других специальностей, изучающих соответствующие разделы в дисциплинах «Информатика», «Информационные технологии», «Информационные системы».

Удк 681.3

Библиогр. : 38 назв. Рис. 29. Табл. 5. Терминологический словарь, предметный указатель (в конце)

Рецензенты:

д-р техн. наук, профессор В. Я. Волков

(Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия),

канд. пед. наук, доцент О. Н. Лучко

(Омский государственный институт сервиса)

Ответственный за выпуск

зав. кафедрой ВМиИ, канд. пед. наук, доцент О. Н. Лучко

ISBN 5-93252-046-9  Омский государственный

институт сервиса, 2005

Оглавление

Предисловие………………………………………………………… Введение……………………………………………………………... 1. Общие сведения о структурной организации, классификации, хронологии разработки и основных характеристиках вычислительных машин и систем……………………………… 1.1. Теоретические и технические предпосылки разработки электронных вычислительных устройств…………………... 1.2. Структурная организация и классификация вычислительных машин и систем…………………………… 1.3. Хронология разработки и эволюции вычислительных машин и систем……………………………………………….. Контрольные вопросы и задания................................................... 2. Центральные процессоры вычислительных машин……… 2.1. Назначение, состав и основные характеристики процессоров…………………………………………………... 2.2. Архитектурные способы повышения производительности процессоров………………………………………………… 2.3. История разработки микропроцессоров и эволюции их характеристик…………………………………………… 2.4. Процессоры для портативных мобильных компьютеров 2.5. Процессоры для высокопроизводительных вычислитель- ных машин и систем…………………………………………. Контрольные вопросы и задания ………………………………... 3. Запоминающие устройства вычислительных машин……... 3.1. Назначение, характеристики, типы запоминающих устройств и основные принципы их построения ……………………. 3.2. Иерархия запоминающих устройств………………………... 3.3.Организация, функционирование и характеристики ……… запоминающих устройств основной памяти………………... 3.4. Организация и функционирование кэш-памяти…………… 3.5. Внешние запоминающие устройства на магнитных дисках………………………………………… 3.6. Внешние запоминающие устройства на магнитных лентах……………………………………….... 3.7. Внешние запоминающие устройства на оптических дисках…………………………………………………………. 3.8. Внешние запоминающие устройства на мобильных носителях информации……………………………………... Контрольные вопросы и задания ……………………………….. 4. Устройства ввода-вывода информации……………………… 4.1. Устройства ввода информации……………………………... 4.2. Компоненты видеоподсистемы вычислительных машин… 4.3. Компоненты аудиоподсистемы вычислительных машин... 4.4. Печатающие устройства…………………………………….. Контрольные вопросы и задания................................................... 5. Организация коммуникаций функциональных устройств вычислительных машин............................................................ 5.1. Общие понятия....................................................................... 5.2. Арбитраж шин........................................................................ 5.3. Физические аспекты передачи информации по шинам..... 5.4. Способы повышения эффективности шин......................... 5.5. Эволюция и современное состояния шин персональных компьютеров................................................. Контрольные вопросы и задания................................................. 6. Основные понятия вычислительных сетей............................ 6.1. Классификация вычислительных сетей................................. 6.2. Основные понятия многоуровневого сетевого взаимодействия......................................................................... 6.3. Общие сведения о телекоммуникационных системах.......... Контрольные вопросы и задания................................................... 7. Физический уровень сетевых телекоммуникаций................. 7.1. Общие понятия.......................................................................... 7.2. Кабельные линии связи............................................................ 7.3. Беспроводные линии связи ..................................................... 7.4. Характеристики линий связи................................................... 7.5. Методы передачи дискретных данных на физическом уровне............................................................. 7.6. Технологии мультиплексирования линий связи................... Контрольные вопросы и задания................................................... 8. Канальный уровень сетевых телекоммуникаций.................. 8.1. Организация канального уровня............................................. 8.2. Протокол передачи данных HDLC......................................... 8.3. Протокол передачи данных PPP.............................................. 8.4. Управление доступом к среде передачи данных................... Контрольные вопросы и задания................................................... 9. Основные типы аппаратных сетевых устройств физического и канального уровней........................................ 9.1. Сетевые адаптеры............................................................... 9.2. Концентраторы.................................................................. 9.3. Мосты и коммутаторы....................................................... 9.4. Характеристики производительности коммутаторов...... Контрольные вопросы и задания.............................................. 10. Базовые сетевые технологии..................................................... 10.1 Сетевые стандарты и спецификации ............................... 10.2. Технология локальных сетей Ethernet............................ 10.3. Технология локальных сетей Fast Ethernet...................... 10.4. Сетевая технология Gigabit Ethernet................................ 10.5. Технология Token Ring..................................................... 10.6. Технологии беспроводных локальных сетей.................. 10.7. Технология беспроводных региональных сетей............. 10.8. Технология Bluetooth......................................................... Контрольные вопросы и задания............................................. 11. Объединение сетей средствами сетевого и транспортного уровней ........................................................................................ 11.1. Общие сведения о протоколах сетевого и транспортного уровней.................................................... 11.2. Адресация IP-протокола.................................................... 11.3. Маршрутизация и маршрутизаторы ................................ Контрольные вопросы и задания............................................... 12. Технологии удаленного доступа и глобальных сетевых связей........................................................................... 12.1. Удаленные соединения................................................... 12.2. Технологии глобальных сетевых связей...................... Контрольные вопросы и задания............................................ 13. Организация и характеристики многопроцессорных вычислительных комплексов.................................................. 13.1. Классификация и архитектура многопроцессорных вычислительных комплексов.............................................. 13.2. Организация коммуникационных сред.............................. 13.3. Способы организации коммутации..................................... 13.4. Примеры практической реализации многопроцессорных вычислительных комплексов.............................................. Контрольные вопросы и задания................................................. Заключение ........................................................................................ Библиографический список............................................................. Словарь терминов и определений.................................................. Алфавитно-предметный указатель................................................ Список основных сокращений .......................................................

6 7 10 10 14 25 36 37 37 41 64 83 87 93 94 94 103 107 120 125 131 133 138 143 144 144 148 157 158 167 168 168 172 176 183 186 196 197 197 200 206 209 210 210 210 213 215 223 230 234 235 235 242 245 249 257 258 258 259 259 264 269 270 270 273 280 282 284 288 297 300 307 308 308 309 311 314 315 315 321 329 330 330 337 342 347 356 357 360 362 364 368