Sistem dan jaringan mesin komputasi. Lab_VMSiS. Peta arus informasi
Bagian 1. Komputer. 3
Kuliah 1. Struktur komputer. 3
Kuliah 2. Evolusi mikrokomputer. 21
Kuliah 3. Organisasi mesin prosesor 80286 29
Kuliah 4. Operan dan mode pengalamatan operan. 42
Kuliah 5. Organisasi umum memori. 51
Kuliah 6. Interupsi mikroprosesor di komputer. 54
Kuliah 7. Antarmuka serial RS-232C. 61
Kuliah 8. Port COM antarmuka serial. 69
Kuliah 9. Antarmuka komunikasi yang dapat diprogram. 77
Kuliah 10. Transfer data antar komputer menggunakan modem. Jenis dan karakteristik modem Satu set perintah AT. 85
Kuliah 11. Antarmuka periferal yang dapat diprogram. 95
Kuliah 12. Antarmuka paralel: port LPT. Ponyukhov E.V.102
Kuliah 13. Pengatur waktu dan penghitung peristiwa yang dapat diprogram. 114
Kuliah 14. Universal Serial Bus USB. 121
Kuliah 15. Protokol untuk pengoperasian bus USB. 133
Kuliah 16. Antarmuka IEEE-1394 (FireWire). 148
Kuliah 17. Pengorganisasian akses memori langsung. 151
Kuliah 18. Perangkat input komputer. Papan ketik. 158
Kuliah 19. Antarmuka komputer dengan terminal video. Adaptor video. Mode gambar: mode teks dan grafik. Memori video. Animasi gambar. 168
Kuliah 20. Magnetic disk drive: fleksibel dan keras. Struktur disk: trek, sektor, blok. Pertukaran informasi antara komputer dan disk magnetik. 176
Kuliah 21. Pemindai. Pembacaan gambar. Jenis gambar yang diproses. Kualitas gambar. 181
Kuliah 22. Tujuan dan fungsi sistem operasi. 190
Bagian 2. Sistem komputasi. 202
Kuliah 23. Klasifikasi sistem untuk pemrosesan data paralel. 202
Kuliah 24. Klasifikasi sistem multiprosesor menurut cara memori utama diatur. 211
Kuliah 25. Tinjauan arsitektur sistem komputasi multiprosesor. 217
Kuliah 27. Prinsip membangun sistem komputasi telekomunikasi. 247
Bagian 3. Jaringan komputer. 253
Kuliah 28 253
Kuliah 29. Jaringan area lokal. 262
Kuliah 30. Jaringan nirkabel berdasarkan layanan GPRS. 277
Kuliah 31. Jaringan nirkabel Radio-Ethernet. 285
Kuliah 32. Jaringan area lokal nirkabel berdasarkan teknologi Wi-Fi. 292
Bagian 1. Komputer.
Kuliah 1. Struktur komputer.
1.1 Pengaturan umum
Komputer pribadi (PC, PC - Personal Computer) - perangkat untuk pemrosesan data yang dapat diprogram. PC memungkinkan Anda melakukan rangkaian operasi komputasi yang rumit tanpa campur tangan manusia.
Biasanya komputer pribadi terdiri dari perangkat:
Blok sistem (untuk mengakomodasi elemen utama komputer)
Keyboard (untuk memasukkan karakter ke dalam komputer)
Monitor (untuk menampilkan informasi teks dan grafik)
1.2 kasus komputer
Kami memulai deskripsi komponen PC dengan elemen struktural yang tidak diperlukan untuk berfungsinya sistem komputasi, yaitu casing (unit sistem), tetapi ini adalah hal pertama yang menarik perhatian Anda. Kasing PC bukan hanya "kotak pengepakan", tetapi juga elemen fungsional yang melindungi komponen PC dari pengaruh eksternal, dan berfungsi sebagai dasar untuk perluasan sistem selanjutnya.
Diketahui bahwa PC dapat ditingkatkan dengan menambahkan komponen baru atau mengganti komponen lama. Oleh karena itu, saat memilih casing, disarankan untuk tidak hanya berpedoman pada kriteria estetika, tetapi juga mempertimbangkan fungsinya.
Meskipun kasing terlihat paling tidak spektakuler dari bagian-bagian komputer, semua komponen utama komputer berada di dalamnya.
Sirkuit elektronik yang mengontrol pengoperasian komputer (mikroprosesor, RAM, pengontrol perangkat, dll.)
Unit catu daya yang mengubah catu daya utama menjadi arus searah tegangan rendah yang disuplai ke sirkuit elektronik komputer
Floppy disk drive (atau drive) yang digunakan untuk membaca dan menulis ke floppy disk (floppy disk)
Hard disk drive yang dirancang untuk membaca dan menulis ke hard disk magnetik yang tidak dapat dilepas (hard drive)
Melalui soket (konektor) khusus yang biasanya terletak di bagian belakang casing, berbagai perangkat dapat dihubungkan ke komputer.
Perangkat ini terhubung menggunakan kabel khusus (kabel). Untuk mencegah kesalahan, konektor untuk memasukkan kabel ini dibuat berbeda, agar kabel tidak salah colok ke stopkontak.
Badannya terdiri dari dua lembaran timah atau baja berbentuk U yang disisipkan satu sama lain. Di salah satu lembaran terpasang motherboard dan lembaran lainnya adalah penutupnya.
Biasanya, beberapa tombol ditempatkan di panel depan casing (tombol daya dan tombol Reset - reset untuk memulai ulang PC) dan indikator LED (LED - Light Emiting Diod) untuk menunjukkan daya dan pengoperasian hard drive. Terkadang ada indikator digital dari frekuensi prosesor.
Di dalam, di panel depan casing, terdapat speaker (PC Speaker), yang merupakan sarana standar untuk menghantarkan sinyal akustik.
Bersamaan dengan kasing, Anda mendapatkan catu daya. Ukuran catu daya ditentukan oleh desain sasis. Ada banyak modifikasi catu daya dari berbagai jenis. Semuanya berbeda dalam kekuatan keluaran.
Jenis kandang:
Garis tipis-(tipis) - dalam strukturnya milik kasing kompak. Mereka sangat diperlukan di mana setiap sentimeter desktop sangat berharga. Dalam kasus seperti itu, hampir semua ruang internal digunakan. Dan meskipun desain casing menghemat ruang, jika Anda perlu mengganti elemen komposit, Anda harus membongkar hampir seluruh unit sistem.
Desktop-(meja) - hingga saat ini, casing yang paling umum digunakan. Kelemahan terbesar adalah mereka menghabiskan banyak ruang di desktop. Biasanya, lebar casing tersebut sekitar 45 cm dan tingginya sekitar 20 cm.
Menara-(menara) - secara signifikan menghemat ruang di desktop Anda. Secara kasar, ini adalah Desktop yang diletakkan di sisinya. Ada beberapa modifikasi kasing yang tingginya berbeda satu sama lain: Mini-Tower (tinggi sekitar 40 cm), Midi-Tower (sekitar 50 cm), Big-Tower (sekitar 60 cm).
Jenis kasus ATX - Pada Juli 1995, Intel mengajukan spesifikasi baru untuk desain casing PC (dan motherboard). Spesifikasi ini sekarang diterima oleh semua produsen PC terkemuka. Munculnya spesifikasi ATX, di satu sisi, disebabkan oleh peningkatan persyaratan untuk kecepatan prosesor dan, karenanya, rezim termal di dalam casing, serta peningkatan jumlah sirkuit mikro pada motherboard. (penampilan sistem all-in-one, yaitu ketika sistem video dan suara terintegrasi pada motherboard), kartu, pengontrol drive, dll.). Di sisi lain, ada permintaan untuk akses yang lebih nyaman dan mudah ke elemen internal PC. Jika Anda membuka penutup casing PC dan memasang komponen baru (kartu ekspansi, hard drive, dll.), Anda mungkin mengalami banyak ketidaknyamanan: kabel perangkat periferal memblokir akses ke modul memori, CPU memblokir kemampuan untuk menginstal ukuran penuh kartu di slot ekspansi, dll.
Menurut standar ATX, motherboard diputar 90°, akibatnya semua slot ekspansi menjadi cocok untuk menggunakan motherboard berukuran penuh, dan CPU berada di bawah catu daya, dan kipas catu daya juga meniup prosesor.
Secara eksternal, kasing ATX mirip dengan kasing Desktop dan Menara, namun:
Kasing ATX dilengkapi dengan catu daya baru yang berbeda dari pendahulunya dalam ukuran, desain, dan keberadaan konektor baru untuk menghubungkan ke motherboard
Semua slot ekspansi mendukung papan tinggi penuh
Kehadiran port terintegrasi mengurangi jumlah kabel dan kabel di dalam casing, sehingga lebih mudah untuk mengakses komponen motherboard
Semua port input / output terletak di satu sisi motherboard dalam satu baris dan menuju ke dinding belakang casing (port video, audio, dan game juga dapat ditempatkan di sini)
Drive dan konektor antarmuka hard drive terletak di sebelah kursi untuk drive 3,5", oleh karena itu, kabel yang lebih pendek dapat digunakan
Saat ini, sejumlah besar kasing ATX seperti Desktop, Mini-Tower, Tower telah muncul.
Seperangkat alat perangkat keras dan perangkat lunak yang dirancang untuk layanan informasi bagi orang-orang dan objek teknis disebut istilah umum sistem pengolahan data. Istilah umum lainnya adalah Sistem Informasi.
Jika sistem informasi digunakan untuk mengelola sistem teknis, sering disebut sebagai sistem manajemen informasi. Ini adalah nama paling umum untuk sistem untuk tujuan ini.
VM adalah salah satu kelas sistem informasi. Selain kelas VM, ini termasuk VC, VS, dan jaringan. Pertimbangkan fitur pembeda utama dari kelas sistem informasi ini.
VM dirancang untuk menyelesaikan berbagai tugas oleh pengguna yang bekerja di berbagai bidang studi (memecahkan masalah matematika, pengolah kata, akuntansi, permainan, dll.). Unit utama VM yang mengubah informasi dan mengelola proses komputasi berdasarkan program adalah prosesor. (Kata "prosesor" berasal dari kata "proses") Prosesor memulai dan mengontrol eksekusi suatu program.
Kompleks komputasi- ini adalah beberapa VM (atau sistem komputasi) yang saling berhubungan secara informasi (biasanya melalui saluran serial). Pada saat yang sama, setiap VM secara independen mengontrol proses komputasinya sendiri, dan intensif (dibandingkan dengan interaksi informasi prosesor dalam sistem multiprosesor). VC banyak digunakan dalam sistem informasi dan kontrol. Objek kontrol dalam sistem teknis seringkali memiliki jangkauan yang signifikan dalam ruang dan berisi sejumlah besar unit, instalasi teknologi, dll. Seiring berkembangnya sarana dan teknologi jaringan komputer, sarana telekomunikasi modern digunakan dalam sistem informasi dan kontrol, dan sistem informasi dan kontrol diimplementasikan dalam bentuk jaringan area lokal, dan bukan VC.
Sistem komputasi mereka menyebut sistem informasi yang dikonfigurasi untuk memecahkan masalah pada area aplikasi tertentu, mis. ia memiliki spesialisasi perangkat keras dan perangkat lunak untuk meningkatkan kinerja dan mengurangi biaya. Seringkali, CS berisi beberapa prosesor, di antaranya terjadi pertukaran informasi yang intensif selama operasi, yang memiliki satu kontrol proses komputasi. Sistem seperti itu disebut multiprosesor. Jenis pesawat umum lainnya adalah sistem mikroprosesor. Mereka dibangun menggunakan mikroprosesor (MP), mikrokontroler, atau prosesor sinyal digital khusus. Biasanya, sistem seperti itu dikhususkan untuk tugas kontrol lokal dan pemantauan peralatan teknologi dalam sistem teknis dan rumah tangga. Pesawat yang sesuai sering disebut pesawat bawaan.
Ciri khas jaringan sebagai kelas sistem informasi adalah fungsi interaksi informasi yang dikembangkan.
Sarana untuk mentransmisikan dan memproses informasi dalam jaringan difokuskan pada penggunaan kolektif sumber daya di seluruh jaringan - perangkat keras, informasi, dan perangkat lunak. Sistem pelanggan adalah sekumpulan VM, perangkat lunak (software), peralatan periferal, sarana komunikasi dengan subsistem telekomunikasi (communications subnet). Subsistem komunikasi- seperangkat media transmisi informasi fisik, perangkat keras dan perangkat lunak yang menyediakan interaksi informasi dari sistem pelanggan.
Twisted pair, kabel, serat optik, gelombang elektromagnetik digunakan sebagai media fisik untuk transmisi informasi.
Peralatan sistem informasi, termasuk teknologi komputer dan perangkat telekomunikasi, disebut perangkat keras(perangkat keras).
, Otomasi sistem proteksi kebakaran instalasi teknologi , Kuliah 4 - (2.1) Pendekatan konsep informasi. Sistem bilangan , PENGEMBANGAN MODUL SISTEM PENJADWALAN coursework.docx , Pengantar spesialisasi - sistem komunikasi Radio .docx .
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN ILMU RUSIA
Lembaga Pendidikan Anggaran Negara Federal
pendidikan profesional yang lebih tinggi
"Universitas Negeri Tula"
Departemen "Robotika dan otomatisasi produksi"
kumpulan pedoman
untuk pekerjaan laboratorium
dengan disiplin
KOMPUTER, SISTEM DAN JARINGAN
Arah persiapan: 220400 Mekatronika dan Robotika
Spesialisasi: 220402 "Robot dan sistem robot"
Bentuk studi: waktu penuh
Tula 2012
Panduan untuk pekerjaan laboratorium disusun Associate Professor, Ph.D. Shmelev V.V. dan dibahas dalam rapat departemen fakultas sibernetika ,
protokol No. ___ tanggal "___" ____________ 20 1 G.
Pedoman kerja laboratorium direvisi dan disetujui pada rapat jurusan robotika dan otomasi industri fakultas sibernetika ,
protokol No. ___ tanggal "___" ____________ 20___
Kepala departemen________________ E.V. Larkin
Pekerjaan laboratorium No. 1. Klasifikasi komputer dan arsitektur sistem komputasi 4
2.1 Klasifikasi komputer 4
Pekerjaan laboratorium No. 2. Komposisi dan struktur komputer pribadi 9
2.1 Struktur komputer pribadi 9
Perangkat PC dasar 16
Pekerjaan laboratorium No. 3. Perangkat penyimpanan komputer pribadi 29
2.1 Perangkat penyimpanan 29
Lab #4: Perangkat PC Eksternal 59
Pekerjaan laboratorium No. 5. Jaringan area lokal 79
2.1 Jaringan Area Lokal 79
Pekerjaan laboratorium No. 6. Perangkat lunak, informasi, dan dukungan teknis jaringan 91
2.1. Perangkat lunak dan dukungan informasi jaringan 92
2.2 Prinsip dasar membangun jaringan komputer 93
2.3. Dukungan teknis jaringan informasi dan komputasi 105
Objek kajiannya adalah perangkat lunak, informasi dan dukungan teknis jaringan 123
2. Pelajari perangkat lunak, informasi dan dukungan teknis jaringan 123
Pekerjaan laboratorium No. 7. Jaringan informasi global Internet 124
2. Dasar-dasar teori 124
2.1 Jaringan Informasi Global Internet 124
Lab #8 Sistem Komunikasi 134
1. Tujuan dan tugas pekerjaan 134
2. Dasar-dasar teori 134
2.1. TELEKOMUNIKASI 134
Sistem untuk pengiriman informasi terdokumentasi 147
Pekerjaan laboratorium No. 1. Klasifikasi komputer dan arsitektur sistem komputasi
1. Tujuan dan tugas pekerjaan.
Sebagai hasil dari pekerjaan ini, siswa
tahu klasifikasi komputer dan arsitektur sistem komputasi
2. Dasar-dasar teori.
2.1 Klasifikasi komputer
Komputer adalah sarana teknis yang kompleks yang dirancang untuk pemrosesan informasi secara otomatis dalam proses penyelesaian berbagai masalah.Ada beberapa tanda dimana VM dapat dibagi. Secara khusus:
sesuai dengan prinsip tindakan
berdasarkan dasar unsur dan tahapan penciptaan,
dengan janji,
dalam hal ukuran dan daya komputasi,
berdasarkan fungsi,
Menurut prinsip tindakan VM: analog, digital dan hybrid.
Analog, atau VM kontinu, bekerja dengan informasi yang disajikan dalam bentuk kontinu (analog), mis. dalam bentuk aliran nilai kontinu dari beberapa kuantitas fisik (paling sering tegangan arus listrik)
AVM sederhana dan mudah digunakan. Kecepatan penyelesaian masalah dikendalikan oleh operator dan bisa sangat tinggi, tetapi keakuratan perhitungannya sangat rendah. Mesin seperti itu secara efektif memecahkan masalah kalkulus diferensial yang tidak memerlukan logika kompleks.
Digital, atau tindakan diskrit VM, bekerja dengan informasi yang disajikan dalam diskrit, atau lebih tepatnya dalam bentuk digital.
VM aksi hibrid atau gabungan menggabungkan kemampuan untuk bekerja dengan informasi digital dan analog. Biasanya digunakan dalam mengotomatiskan tugas mengelola proses teknis dan teknologi.
Dalam kegiatan ekonomi dan sehari-hari, komputer digital banyak digunakan, sering disebut hanya sebagai komputer atau komputer.
Menurut dasar unsur dan tahapan penciptaan, ada:
Generasi pertama, 50-an abad ke-20: komputer pada tabung vakum elektronik.
Generasi ke-2, 60-an: komputer pada perangkat semikonduktor (transistor).
Generasi ke-3, 70-an: komputer berbasis sirkuit terpadu semikonduktor dengan tingkat integrasi rendah dan menengah (ratusan hingga ribuan transistor dalam satu paket, dalam satu chip).
Generasi ke-4, 80-90-an: komputer berbasis IC besar dan ekstra besar, yang utamanya adalah mikroprosesor (puluhan ribu atau jutaan elemen aktif dalam satu chip).
Generasi ke-5, sekarang: sistem komputasi dengan beberapa puluh mikroprosesor paralel.
Generasi ke-6 dan selanjutnya: komputer dengan paralelisme masif dan basis optoelektronik, yang menerapkan prinsip pemrosesan informasi asosiatif; disebut komputer saraf.
Setiap generasi berturut-turut melebihi kinerja sistem dan kapasitas penyimpanan lebih dari satu urutan besarnya.
Dengan janji, berorientasi pada masalah dan terspesialisasi.
Universal dirancang untuk memecahkan berbagai masalah teknik, ekonomi, matematika, dan lainnya, yang dicirikan oleh pemrosesan data dalam jumlah besar dan kompleksitas algoritme.
Berorientasi masalah dirancang untuk menyelesaikan berbagai tugas yang lebih sempit terkait dengan pengelolaan proses teknologi (objek), dengan pendaftaran, akumulasi, dan pemrosesan data dalam jumlah yang relatif kecil, dan kinerja perhitungan menggunakan algoritme yang relatif sederhana. Mereka termasuk sumber daya perangkat keras dan perangkat lunak yang terbatas.
Khusus dirancang untuk menyelesaikan tugas khusus dalam mengelola pengoperasian perangkat teknis (agregat). Ini bisa berupa pengontrol - prosesor yang mengontrol pengoperasian masing-masing node sistem komputer.
Ukuran dan kekuatan pemrosesan
komputer dapat dibagi menjadi super besar (superkomputer, superkomputer), besar, kecil dan ultra kecil (mikrokomputer, mikrokomputer).
Karakteristik komparatif kelas komputer
| Pilihan | superkomputer | Besar | Kecil | Mikrokomputer |
| Performa, MIPS | 1 000-1 00 000 | 100-10 000 | 10-1 000 | 10-100 |
| Kapasitas RAM, MB | 2000-100 000 | 512-10 000 | 128-2048 | 32-512 |
| Kapasitas VZU, GB | 500-50 000 | 100-10 000 | 20-500 | 20-100 |
| Kedalaman sedikit, sedikit | 64-256 | 64-128 | 32-128 | 32-128 |
Dengan merevisi Kegunaan komputer dinilai:
kecepatan prosesor,
kedalaman bit register prosesor,
bentuk representasi angka,
nomenklatur, kapasitas dan kecepatan perangkat penyimpanan,
nomenklatur dan karakteristik teknis perangkat eksternal,
kemampuan menjalankan banyak program sekaligus (multitasking),
nomenklatur sistem operasi yang digunakan,
kompatibilitas perangkat lunak - kemampuan untuk menjalankan program yang ditulis untuk jenis komputer lain,
kemampuan untuk bekerja dalam jaringan komputer
2.2 Arsitektur sistem komputasi
Sistem informasi modern bahkan perusahaan kecil terdiri dari berbagai perangkat (komputer desktop, server, perangkat seluler, peralatan jaringan, perangkat kontrol entri, dll.) Yang harus bekerja secara terkoordinasi, stabil, dan aman. Sistem informasi perusahaan besar melibatkan integrasi multi-platform dari server cloud, pusat pemrosesan data jarak jauh, enkripsi dan server kontrol akses, stasiun terminal dan server, jaringan kabel dan nirkabel, telepon Internet, sistem pendukung pengguna, berbagai perangkat lunak aplikasi. Seorang administrator sistem modern harus memiliki pengetahuan mendasar dan kemampuan untuk terus mendidik dirinya sendiri. Pendidikan dalam profil ini memungkinkan Anda membentuk dasar untuk karier profesional yang sukses dalam desain, pembuatan, pengoperasian, dan pengembangan sistem komputer, sistem, dan jaringan perusahaan dan organisasi.
Tujuan pelatihan adalah pembentukan kemampuan berikut:
- Desain (menggunakan sistem desain berbantuan komputer), pemodelan, pengaturan dan pengembangan jaringan komputer dan kompleks organisasi dan perusahaan;
- Melakukan audit dan diagnostik sumber daya teknologi informasi perusahaan dan organisasi;
- Implementasi dan pengembangan sistem keamanan informasi dan keandalan penyimpanan data;
- Administrasi jaringan komputasi lokal dan terdistribusi;
- Menyiapkan, menguji, dan memelihara peralatan jaringan;
- Manajemen integrasi multi-platform jaringan dan perangkat yang berjalan di berbagai sistem operasi;
- Pengoperasian kompleks, sistem, jaringan, dan perangkat komputasi individu, termasuk dukungan pengguna, pemecahan masalah, perbaikan, optimalisasi daya komputasi;
- Organisasi fungsi perangkat komputasi dan jaringan yang tidak terputus, termasuk memastikan pengoperasian catu daya tak terputus yang diperlukan, AC, catu daya, penyimpanan data cadangan, pemulihan cepat;
- Integrasi sistem informasi perusahaan dengan layanan cloud eksternal, sistem komputer dengan sistem telepon IP, sistem keamanan fisik;
- Memastikan pengoperasian sistem perangkat lunak aplikasi yang andal, stabil, dan aman;
- Menyiapkan, menguji, mengelola, dan memelihara pekerjaan berbagai peralatan organisasi dalam kerangka sistem kendali jarak jauh yang efektif;
- Penerapan teknologi informasi baru, solusi perangkat keras baru, layanan TI baru, dan metode baru dalam mengelola perangkat keras sistem informasi perusahaan modern;
- Optimalisasi indikator teknis dan ekonomi dari kompleks, sistem, dan jaringan komputer;
- Manajemen proyek untuk optimalisasi jaringan dan sistem komputer, pengenalan teknologi informasi dan telekomunikasi baru;
- Koordinasi aktivitas tim administrator sistem, insinyur jaringan, dan dukungan teknis.
Disiplin profil:
- Teknologi jaringan dan administrasi sistem;
- Sistem dan jaringan penyimpanan;
- Perangkat lunak sistem dan aplikasi;
- Sistem komputasi, jaringan dan telekomunikasi;
- Perlindungan data;
- Jaringan dan komunikasi;
- Diagnostik dan keandalan sistem otomatis.
Lulusan diminati di hampir semua organisasi dan di perusahaan mana pun. Perusahaan besar, bank, perusahaan asuransi, lembaga pemerintah, dan otoritas kota sangat membutuhkan lulusan. Pengembangan profesional intensif menunggu lulusan di perusahaan informasi dan telekomunikasi, perusahaan inovatif kecil di bidang TI, dan perusahaan integrator sistem.
Lulusan memegang posisi administrator jaringan, insinyur dan kepala departemen TI, insinyur dukungan teknis, insinyur peralatan jaringan dan telekomunikasi, spesialis keamanan informasi, konsultan TI. Lulusan dapat membangun bisnis mereka sendiri dan berkembang sebagai pengusaha TI.
