Курсовая работа (т): Аппаратное и программное обеспечение ЭВМ и сетей

Аппаратное и программное обеспечение ЭВМ и сетей

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Факультет информационных технологий и робототехники

Кафедра "Робототехнические системы"

Пояснительная записка к курсовой работе

по дисциплине: "Компьютерные сети"

на тему "Аппаратное и программное обеспечение ЭВМ и сетей"

Выполнил: студент гр. 107811

Черношей Д.Д.

Руководитель: Дубинин С.В.

Минск 2014

Содержание

Задание

Введение

. Состав и назначение рабочей станции и сетевой станции

. Основы организации и хранения данных на HDD накопителях

. Расчет сети Ethernet

.1 Расчет PDV

.2 Расчет PVV

. Расчет сети Fast Ethernet

.1 Расчет сети

. Расчет подсетей

Заключение

Литература

Задание

1.   Расчет сети Ethernet.

Топология сети приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Топология сети Ethernet

В таблице 1 и 2 приведены исходные данные о задержках для PDV и PVV.

Таблица 1 - Исходные данные о задержках для PDV

Таблица 2 - Исходные данные о задержках для PVV

2.   Расчет сети Fast Ethernet.

Топология сети приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Топология сети FastEthernet

В таблице 3 и 4 приведены исходные данные о задержках PDV.

Таблица 3 - Задержки вносимые кабелем

Таблица 4 - Задержки вносимые сетевыми адаптерами

.     Расчет подсетей.

В таблице 5 приведены исходные данные для расчета подсетей.

Таблица 5 - Исходные данные для расчета подсетей

Введение

Компьютерная сеть - система связи между двумя и более компьютерами. Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления, как правило - различные виды электрических сигналов или электрического излучения.

Всемирная тенденция к объединению в сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений (факсов, e-mail и прочего) не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара, а так же обмен информацией между компьютерами разных фирм-производителей работающих под разным программным обеспечением.

Разработка и практическое использование компьютерных сетей является актуальной задачей, особенно с учетом огромных возможностей их использования и значительного ускорения производственного процесса.

В данной курсовой работе представлена разработка локальной сети и настройка пакетной передачи данных для компьютерных сетей.

1. Состав и назначение рабочей станции и сетевой станции

Рабочая станция (англ. workstation) - комплекс аппаратных и программных средств, предназначенных для решения определённого круга задач.

Sun SPARCstation 1+ c 25 МГцRISC-процессором, начало 1990-хгодовAlto стал в 1973 первым компьютером, который использовал графический интерфейс пользователя с манипулятором типа "мышь" и сеть Ethernet.

·        Рабочая станция как место работы специалиста представляет собой полноценный компьютер или компьютерный терминал(устройства ввода-вывода, отделённые и часто удалённые от управляющего компьютера), набор необходимого ПО, по необходимости дополняемые вспомогательным оборудованием: печатающее устройство, внешнее устройство хранения данных на магнитных и/или оптических носителях, сканер штрих-кода и пр.[1]

·              В советской литературе также использовался термин АРМ (автоматизированное рабочее место), но в более узком смысле, чем "рабочая станция".[1]

·              Также термином "рабочая станция" обозначают стационарный компьютер в составе локальной вычислительной сети (ЛВС) по отношению к серверу. (В локальных сетях компьютеры подразделяются на рабочие станции и серверы. На рабочих станциях пользователи решают прикладные задачи (работают в базах данных, создают документы, делают расчёты, играют в компьютерные игры. Сервер обслуживает сеть и предоставляет собственные ресурсы всем узлам сети, в том числе и рабочим станциям.)

Признаки конфигураций

Существуют достаточно устойчивые признаки конфигураций рабочих станций, предназначенных для решения определённого круга задач, что позволяет подразделить их на отдельные профессиональные подклассы:

·        мультимедиа и, в частности, компьютерная графика и обработка изображений, видео, звука, разработка компьютерных игр.

·              Различные инженерные, архитектурные (в том числе градостроительные) и иные САПР, ГИС, полевая работа и геодезия и т. д.

·              Научные и инженерно-технические вычисления.

·              Профессиональный биржевой интернет-трейдинг.

Каждый такой подкласс может иметь присущие ему особенности и уникальные компоненты (в скобках даны примеры областей использования): большой размер видеомонитора (главного видеомонитора) и/или несколько мониторов (САПР, ГИС, биржа), быстродействующая видеокарта (кинематограф, анимация, компьютерные игры), большой объём накопителей данных(фотограмметрия, анимация), наличие профессионального сканера (фотография), защищённое исполнение (военное применение, эксплуатация в полевых условиях) и пр.

Сетевые серверы

Под сервером понимают компьютер, который предоставляет свои ресурсы другим компьютерам, которые называются клиентами. По сути дела, сервер осуществляет обработку и хранение основной информации, которая находится в компьютерной сети. В связи с разнообразием используемой информации и видов ее обработки существуют разные типы серверов, самым распространенным из которых есть файловый сервер.

Под файловым сервером понимают компьютер, который подключен к сети и используется для хранения файлов данных, к которым обращаются рабочие станции. С точки зрения пользователя файловый сервер рассматривается как центральный архив, в котором сохраняется общая для всех рабочих станций информация.

В более сложных сетях кроме файлового сервера могут присутствовать и другие виды серверов, например: сервер печати, сервер базы данных, Web-сервер, почтовый сервер и др.

Сервер печати - это компьютер, который специализируется на управлении доступом пользователей к системным устройствам вывода, например принтеров. Существование сервера обусловлено необходимостью более эффективного использования дорогих печатающих устройств. В крупных сетях сервер печати может руководить одновременно несколькими принтерами.

Сервер базы данных предназначен для хранения базы данных и управления доступом к ней. База данных - это совокупность связанных объектов, которые включают и таблицы, и формы, и отчеты и др. Формирование баз данных, установка связи между ее объектами, а также организация доступа к содержанию базы осуществляется с помощью специального приложения - системы управления базой данных (СУБД).сервер - это сервер, ориентированный на выполнение специальных задач взаимодействия с сетью Internet. Он предоставляет рабочим станциям максимально возможный набор услуг межсетевого взаимодействия.

Почтовый сервер - компьютер, который управляет потоком электронной почты, передачей сообщений и связью с серверами глобальных сетей, в частности Internet.

Оборудование серверов

По составу оборудования серверы мало чем отличаются от рабочих станций, однако до самого оборудования существуют высшие востребования. Это связано с тем, что файловый сервер должен достаточно быстро обрабатывать большое количество запросов от всех рабочих станций. Для обеспечения нужной производительности серверы оснащаются высокопродуктивными процессорами, например Pentium II с тактовой частотой 233 Мгц и выше. Возможно использование систем с несколькими процессорами одновременно.

С целью повышения производительности в серверах широко используется кэш-память. Эта сверхбыстродействующая память предназначена для временного хранения команд и данных, к которым происходит частое обращение.

Для предупреждения потери информации при работе с жесткими дисками в серверах используется система RAID - избыточные массивы недорогих дисков. Система RAID включает набор жестких дисков, при этом реализуются разные режимы одновременной записи одной и той же информации на несколько жестких дисков. Это позволяет в случае сбоя жесткого диску возобновлять данные из резервной копии, которые находятся на другом диске.

Для обеспечения нормальной работы компьютерной сети и предупреждения потери информации при внезапном отключении силового питания сервер должен питаться от источника бесперебойного питания (UPS). Источник бесперебойного питания использует аккумуляторную батарею для поддержки работоспособности компьютера (сервера) в течение времени, достаточного для сохранения данных, закрытия программ и нормального завершения работы. Есть "умные" источники бесперебойного питания, какие сами корректные свертывают работу сервера, исключают его, а при появлении напряжения питания автоматически возобновляют работу системы.

2. Основы организации и хранения данных на HDD накопителях

сервер ethernet топология оптоволокно

Накопитель информации на жестких магнитных дисках (HDD), условно состоит из герметичного блока и платы электроники. Герметичный блок заполнен обычным обеспыленным воздухом под атмосферным давлением, и в нем размещены все механические части. Кинематика жесткого диска состоит из одного или нескольких магнитных дисков, жестко закрепленных на шпинделе двигателя, и системы позиционирования магнитных головок. Магнитная головка находится на одной из сторон вращающегося магнитного диска и осуществляет чтение и запись данных с поверхности магнитных дисков, вращающихся со скоростью до 15 000 оборотов в минуту. Головки закреплены на специальных держателях и перемещаются системой позиционирования между центром и краем диска. Точное позиционирование магнитных головок осуществляется по записанной на диске сервоинформации. Считывая ее, система позиционирования определяет силу тока, которую нужно пропустить через катушку электромагнитного привода для удержания магнитной головки над требуемой дорожкой.

При включении питания процессор жесткого диска выполняет тестирование электроники, после чего выдает команду включения шпиндельного двигателя. При достижении некоторой критической скорости вращения плотность увлекаемого поверхностями дисков воздуха становится достаточной для преодоления силы прижима головок к поверхности и поднятия их на высоту меньше микрона над поверхностями дисков. С этого момента и до снижения скорости ниже критической головки "парят" на воздушной подушке и совершенно не касаются поверхностей дисков. После достижения дисками скорости вращения, близкой к номинальной, головки выводятся из зоны парковки, и начинается поиск сервометок для точной стабилизации скорости вращения, после чего выполняется считывание микрокода и другой служебной информации с магнитной поверхности. В завершение инициализации выполняется тестирование системы позиционирования путем перебора заданной последовательности дорожек, и если оно проходит успешно, жесткий диск сообщает о готовности к работе. Для повышения надежности хранения информации микропрограмма жестких дисков отслеживает технологические параметры (SMART), доступные для считывания и анализа программой, которая уведомляет пользователя о надвигающемся сбое.

Технологии записи информации в жестких дисках

Отдельные участки магнитного диска могут быть намагничены одним из двух возможных способов, которые обозначают ноль или единицу, т. е. 1 бит. Такая намагниченная область называется магнитным доменом и представляет собой миниатюрный магнит на поверхности диска с определенной ориентацией южного и северного магнитного полюса. Для записи бита магнитная головка создает определенным образом направленное магнитное поле, которое ориентирует домен, вектор намагниченности которого сохраняется в течение длительного времени после того, как головка прекратила свое воздействие на магнитную поверхность. Плотность записи, количество информации, которое может быть записано на единицу поверхности пластины, связано с размерами доменов. Общеупотребительными величинами плотности записи являются:(плотность записи на единицу площади) - количество информации, которое может быть записано на квадратном дюйме магнитного диска.- (плотность дорожек) - величина, показывающая, насколько близко друг от друга расположены дорожки на пластине. Измеряется в количестве дорожек на дюйм.(линейная плотность) - величина, показывающая, насколько плотно "упакованы" данные на дорожке. Измеряется в битах на дюйм дорожки.