Файл: САПР СУПЕР.doc

Вычислительные машины, входящие в состав ВС, могут быть расположены самым случайным образом на территории, где создается сеть. Топология ВС – это усредненная геометрическая схема соединений узлов сети. Существует три основные топологии сетей – кольцевая, шинная, звездообразная. Иногда эти топологии комбинируются для получения гибридной или ячеистой сети.

Любую компьютерную сеть можно рассматривать как совокупность узлов. Узел – любое устройство, непосредственно подключенное к передающей среде сети. Топология усредняет схему соединений узлов сети. Так, и эллипс, и замкнутая кривая, и замкнутая ломаная линия относятся к кольцевой топологии, а незамкнутая ломаная линия – к шинной.

Кольцевая топология предусматривает соединение узлов сети замкнутой кривой – кабелем передающей среды (рис.4). Выход одного узла сети соединяется с входом другого. Информация по кольцу передается от узла к узлу. Каждый промежуточный узел между передатчиком и приемником ретранслирует посланное сообщение. Принимающий узел распознает и получает только ему адресованные сообщения.

Кольцевая топология является идеальной для сетей, занимающих сравнительно небольшое пространство. В ней отсутствует центральный узел, что повышает надежность сети. Ретрансляция информации позволяет использовать в качестве передающей среды любые типы кабелей.

Последовательная дисциплина обслуживания узлов такой сети снижает ее быстродействие, а выход из строя одного из узлов нарушает целостность кольца и требует принятия специальных мер для сохранения тракта передачи информации.

Шинная топология – одна из наиболее простых (рис.5). Она связана с использованием в качестве передающей среды коаксиального кабеля. Данные от передающего узла сети распространяются по шине в обе стороны. Промежуточные узлы не транслируют поступающих сообщений. Информация поступает на все узлы, но принимает сообщение только тот, которому оно адресовано. Дисциплина обслуживания параллельная.

Это обеспечивает высокое быстродействие ВС с шинной топологией. Сеть легко наращивать и конфигурировать, а также адаптировать к различным системам. Сеть шинной топологии устойчива к возможным неисправностям отдельных узлов.

Сети шинной топологии наиболее распространены в настоящее время. Недостаток такой сети состоит в том, что обрыв кабеля в каком-нибудь месте выводит из строя всю сеть. Хотя шину очень легко проложить, необходимо тщательно спланировать расположение узлов, поскольку после прокладки шины не будет возможности перемещать рабочие станции. Сети шинной топологии имеют малую протяженность и не позволяют использовать различные типы кабеля в пределах одной сети.

Звездообразная топология (рис.6) базируется на концепции центрального узла, к которому подключаются периферийные узлы. Каждый периферийный узел имеет свою отдельную линию связи с центральным узлом. Вся информация передается через центральный узел, который ретранслирует, переключает и маршрутизирует информационные потоки в сети.

Звездообразная топология значительно упрощает взаимодействие узлов вычислительных сетей друг с другом, позволяет использовать более простые сетевые адаптеры. Преимущество такой топологии заключается в том, что при обрыве связи между одним из узлов и центром оставшаяся часть сети продолжает работать, но такая реализация является более дорогой. Однако, выход из строя концентратора разрушает всю сеть. Иногда в качестве концентратора используют ЭВМ ЦВК.

Гибридная – одна из самых сложных топологий – это комбинация нескольких топологий (рис.7). Гибридная топология популярна в глобальных сетях и сетях предприятий. На верхнем уровне эта сеть имеет топологию типа звезда, а на втором уровне – кольцо. Возможны и многие

другие топологии многоуровневых сетей. Например, звезда на верхнем уровне и звезда на нижнем.

3.8. Характеристика процесса передачи данных

Любая коммуникационная сеть должна включать следующие основные компоненты: передатчик, сообщение, средства передачи, приемник.

Передатчик – устройство, являющееся источником данных. Приемник – устройство, принимающее данные. Приемником могут быть компьютер, терминал или какое-либо цифровое устройство. Сообщение – цифровые данные определенного формата, предназначенные для передачи. Это может быть файл базы данных, таблица, ответ на запрос, текст или изображение. Средства передачи – физическая передающая среда и специальная аппаратура, обеспечивающая передачу сообщений.

РЕЖИМЫ ПЕРЕДАЧИ. Существует три режима передачи: симплексный, полудуплексный и дуплексный.

Симплексный режим – передача данных только в одном направлении. Полудуплексный режим – попеременная передача информации, когда источник и приемник последовательно меняются местами. Дуплексный режим – одновременные передача и прием сообщений. Последний является наиболее скоростным режимом работы и позволяет эффективно использовать вычислительные возможности быстродействующих ЭВМ в сочетании с высокой скоростью передачи данных по каналам связи.

3.9. Аппаратные средства вычислительных сетей

Чтобы обеспечить передачу информации из ЭВМ в коммуникационную среду, необходимо согласовать сигналы внутреннего интерфейса ЭВМ с параметрами сигналов, передаваемых по каналам связи. При этом должно быть выполнено как физическое согласование (форма, амплитуда и длительность сигнала), так и кодовое.

Технические устройства, выполняющие функции сопряжения ЭВМ с каналами связи, называются сетевыми адаптерами. Один адаптер обеспечивает сопряжение с ЭВМ одного канала связи. Кроме одноканальных адаптеров используются и многоканальные устройства – мультиплексоры передачи данных, - устройства сопряжения ЭВМ с несколькими каналами связи. Для передачи цифровой информации по каналу связи необходимо поток битов преобразовать в аналоговые сигналы, а при приеме информации из канала связи в ЭВМ выполнить обратное действие – преобразовать аналоговые сигналы в поток битов, которые может обработать ЭВМ. Такие преобразования выполняет специальное устройство – модем; он осуществляет модуляцию и демодуляцию информационных сигналов при передаче их из ЭВМ в канал связи и при приеме в ЭВМ из канала связи. Для выполнения функций коммутации используются концентраторы – устройства, коммутирующие несколько каналов связи на один путем частотного разделения. В локальных вычислительных сетях, где физическая передающая среда представляет собой кабель ограниченной длины, для увеличения протяженности сети используются повторители. Эти устройства обеспечивают сохранение формы и амплитуды сигнала при передаче его на большее, чем предусмотрено данным типом физической передающей среды, расстояние. Существуют локальные и дистанционные повторители.

Локальные позволяют соединять фрагменты сетей, расположенные на расстоянии до 50 м, а дистанционные – до 2000 м.

3.10.Физическая передающая среда вс

Физическая среда обеспечивает перенос информации между абонентами вычислительной сети. В качестве среды для передачи сигналов в ВС применяются: коаксиальный кабель, витая пара проводов, волоконно-оптический кабель.

Витая пара состоит из двух изолированных проводов, свитых между собой. Скручивание проводов уменьшает влияние внешних электромагнитных полей на передаваемые сигналы. Самый простой вариант витой пары – телефонный кабель. Витые пары имеют различные характеристики, определяемые размерами, изоляцией и шагом скручивания. Основной недостаток этой среды – плохая помехозащищенность и низкая скорость передачи информации – 0,25 – 1 Мбит/сек. Технологические усовершенствования позволяют повысить скорость передачи и помехозащищенность (экранированная витая пара), но при этом возрастает стоимость этого типа передающей среды.

Коаксиальный кабель обладает более высокой механической прочностью, помехозащищенностью и обеспечивает скорость передачи информации до 10 -50 Мбит/сек. Для промышленного использования выпускаются два типа коаксиальных кабелей: толстый и тонкий. Толстый кабель более прочен и передает сигналы нужной амплитуды на большее расстояние, чем тонкий. В то же время тонкий кабель значительно дешевле. Коаксиальный кабель так же, как и витая пара, является одним из популярных типов передающей среды для ВС.

Оптоволоконный кабель – идеальная передающая среда. Он не подвержен действию электромагнитных полей и сам практически не имеет излучения. Последнее свойство позволяет использовать его в сетях, требующих повышенной секретности информации.

Скорость передачи информации по волоконно-оптическому кабелю более 50 Мбит/сек. По сравнению с предыдущими типами передающей среды он более дорог, менее технологичен в эксплуатации.

Выбор среды для передачи сигналов определяется требуемой пропускной способностью и длиной линии связи. В настоящее время преимуществом пользуются волоконно-оптические линии.

Глава 4. Программное

ОБЕСПЕЧЕНИЕ САПР

4.1. Состав и структура

ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ САПР

Программное обеспечение (ПО) представляет собой организованную совокупность программных модулей (модуль – семантически замкнутая программная единица, обладающая именем), реализующих функциональные возможности и привязку к конкретной вычислительной системе, удовлетворяющих системным соглашениям, документированным в соответствии с системными правилами, и выполняемых на ЭВМ непосредственно или с помощью других программ.