Бройдо В.Л., Ильина О.П. Архитектура ЭВМ и систем (2006) (1186249), страница 117
Текст из файла (страница 117)
Показатели качества систем передачи информации Основными качественными показателями системы передачи информации явля- ются: 0 пропускная способность, 0 достоверность, 0 надежность работы. Пропускная способность канала передачи информации — наибольшее теоретически достижимое количество информации, которое может быть передано по каналу за единицу времени. Пропускная способность определяется физическими свойствами канала связи и сигнала. От пропускной способности канала зависит максимально возможная скорость передачи данных по этому каналу.
Для опре- 536 Глава 24. Техническое и программное обеспечение сетей деления максимально возможной скорости надо знать три основных параметра канала связи и три основных параметра сигнала, по нему передаваемого. 1. Параметры канала: О Р» †. полоса пропускания канала связи или, иначе, полоса частот, которую канал способен пропустить, не внося заметного нормированного затухания сигнала; О Н» — динамический диапазон, равный отношению максимально допустимого уровня сигнала в канале к уровню помех, нормированному для этого типа каналов; О Т» — время, в течение которого канал используется для передачи данных.
2. Параметры сигнала: О Р, — ширина спектра частот сигнала, под которой понимается интервал по шкале частотного спектра, занимаемый сигналом; О Н, — динамический диапазон, представляющий собой отношение средней мощности сигнала к средней мощности помехи в канале; О Т, — длительность сигнала, то есть время его существования. Произведение трех названных параметров определяет, соответственно: Обьвм канала связи: У»= Р» Н» т; Обьвм сигнала: 'к',=Р, Н, Т;, Один из создателей теории информации К.
Шеннон показал, что количество информации на синтаксическом уровне (по Шеннону), которое несет сигнал, пропорционально объему этого сигнала; с другой стороны, выполнение неравенства 'к» > Р, является необходимым условием возможности неискаженной передачи данного сигнала по данному каналу, то есть в этом случае принципиально допустима такая передача. Для непосредственной реализации означенной возможности требуется выполнение необходимых и достаточных условий «неискаженной передачик У» > Р,, Н, > Н„У» й т,. Согласование сигнала с каналом связи и уплотнение каналов при передаче по ним сигналов от разных источников как раз и заключается в таком преобразовании параметров сигналов, чтобы необходимое условие возможности передачи превратить в достаточное.
Существует еще одно доказанное Шенноном соотношение, вытекающее из вышеприведенных, оно позволяет рассчитать непосредственно максимально возможную аторость передачи данных по каналу: С = Р 1ой г(1+ Р,/Рн ), где С вЂ” максимально возможная скорость, бит/с; Р— ширина полосы пропуска- ния канала связи, Гц; Р, — мощность сигнала; Р„, — мощность шума. Пинии и каналы связи 537 Из этого соотношения (так же, как из предыдущих) следует, что увеличить скорость передачи данных в канале связи можно или увеличив мощность сигнала, или снизив мощность помех. Увеличение мощности сигнала ограничено величиной допустимого уровня мощности сигнала в канале и мощностью передатчика (мощные передатчики имеют большие габариты и стоимость). Уменьшения мощности помех можно достичь, применяя хорошо экранированные от помех кабели (что тоже не дешево).
Но и это еше не все трудности — главное, что скорость зависит от логарифма соотношения сигнал/шум, поэтому, например, увеличение мощности передатчика в два раза при типичном соотношении Р, / Р - 100 даст увеличение максимально возможной скорости только на 15 %. Скорость передачи цифровой информации измеряется в битах в секунду и в бодах. Эти же единицы используются и для измерения скорости передачи аналоговой информации при ее оцифровке. Один бод — это такая скорость, когда передается один сигнал (например, импульс) в секунду, независимо от его величины. Единица измерения бит/с соответствует единичному изменению сигнала в канале связи, и при простых методах кодирования сигнала, когда любое его изменение вызывает необходимость формирования нового сигнала, можно принять, что 1 бод = 1 бит/с; 1 Кбод= 10з бит/с; 1 Мбод - 10« бит/с и т.
д. Если элемент данных может быть представлен не двумя (есть или нет сигнал), а ббльшим количеством значений какого-либо параметра сигнала, значение 1 бод > > 1 бит/с. Например, если измеряемыми (информационными) параметрами сигнала являются фаза и амплитуда синусоиды, причем различаются четыре значения фазы и два значения амплитуды, то информационный сигнал может иметь 2з = 8 различимых состояний. Тогда скорость передачи данных СП с тактовой частотой 9600 Гц будет 9600 бод, но 9600 3 - 28800 бит/с Достоверность передачи информации — передача информации без ее искажения.
Надежность работы — полное и правильное выполнение системой всех своих функций. Понятия надежности и достоверности работы систем и методы их обеспечения рассмотрены в главах 28 и 29, соответственно. Передатчик и приемник, или иначе — аппаратура передачи данных, непосредственно связывают терминальные устройства — оконечные устройства (источник и приемник информации) с каналом связи. Примерами АПД могут служить модемы, терминальные адаптеры, сетевые карты и т. д. АПД работает на физическом уровне, отвечая за передачу и прием сигнала нужных формы и мощности в физическую среду (линию связи).
В составе СП большой протяженности может использоваться и дополнительная аппаратура для улучшения качества сигнала («усиления» сигнала) и для формирования непрерывного физического или логического канала между абонентами. В качестве этой аппаратуры выступают повторители, коммутаторы, концентраторы, маршрутизаторы, мультиплексоры. Промежуточная аппаратура иногда образует достаточно сложную так называемую первичную сеть, но никакой функциональной нагрузки не несет — она должна быть незаметна («прозрачна») для абонента. 538 Глава 24.
Техническое и программное обеспечение сетей Серверы и рабочие станции В сетях могут объединяться как однопользовательские мини- и микрокомпьютеры (в том числе и персональные), оснащенные терминальными устройствами для связи с пользователем или выполняющие функции коммутации и маршрутизации сообщений, так и мощные многопользовательские компьютеры. Последние выполняют эффективную обработку данных и дистанционно обеспечивают пользователей сети всевозможными информационно-вычислительными ресурсами. В локальных сетях эти функции реализуют серверы и рабочие станции.
Рабочие станции Рабочая станция (шокЬГат(оп) — подключенный к сети компьютер, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам. Часто рабочую станцию (равно как и пользователя сети, и даже прикладную задачу, выполняемую в сети) называют клиентом сети. В качестве рабочих станций могут выступать как обычные и мощные компьютеры, так и специализированные — сетевые компьютеры ()ч)ЕТ РС вЂ” Хегтгогк Сошрисег). Рабочая станция сети на базе обычного компьютера функционирует как в сетевом, так и в локальном режимах.
Она оснащена собственной операционной системой и обеспечивает пользователя всем необходимым для решения прикладных задач. Рабочие станции иногда специализируют для выполнения графических, инженерных, издательских и других работ. В этом случае они должны строиться на базе мощного компьютера, имеющего два процессора, емкий и быстродействующий жесткий диск с интерфейсом БСБ1, хороший 19 — 21-дюймовый монитор (а иногда и оснащенные соответствующей графической платой два монитора— например, один для отображения проекта, а второй для отображения меню или сообщений электронной почты).
Рабочие станции на базе сетевых компьютеров могут функционировать, как правило, только в сетевом режиме при наличии в сети сервера приложений. Отличие сетевого компъютера (Хегтгогк Регзопа1 Сотригег — НЕТ РС) от обычного- в том, что он максимально упрощен: классический НЕТ РС не содержит дисковой памяти (часто его называют бездисковым ПК).
Он имеет упрощенную материнскую плату, основную память, а из внешних устройств присутствуют только дисплей, клавиатура, мышь и сетевая карта обязательно с чипом ПЗУ ВоогЕОМ, обеспечивающим возможность удаленной загрузки операционной системы с сервера сети (это классический чтонкий клиент» сети). Для работы, например, в интранет-сети такой компьютер должен иметь столько вычислительных ресурсов, сколько требует веб-браузер. Поскольку оставить клиента сети совсем без возможностей локального использования компьютера, например для работы в текстовом или табличном процессоре со своим персональным Рабочим столом, не совсем гуманно, то иногда используются версии сетевого компьютера, имеющего небольшую дисковую память. Сменные дисководы и дисководы для сменных дисков должны отсутство- 539 Серверы и рабочие станции вать в целях обеспечения информационной безопасности: чтобы через них не занести в сеть (или не вынести) нежелательную информацию — программы, данные, компьютерные вирусы.
Конструктивно )ч(ЕТ РС выполнены в виде компактного системного блока — подставки под монитор (Ыеттчогк Совригег ТС фирмы Воцпо1езз ТесЬпо1од!ез) или встроенной в монитор системной платы (ХЕТ РС %~!псегп фирмы ЪЧузе Тесйпо1ойу). Серверы Слово «сервер» (зегчег) родственно слову «сервис» (зегч!з). Действительно серверы, будь то программы-серверы (есть и такие) или компьютеры-серверы, обслуживают внешние запросы, выдавая информацию определенного типа или выполняя иные заданные функции. Сервер (жттмг) — это выделенный для обработки запросов от всех рабочих станций сети многопользовательский компьютер, предоставляющий этим станциям доступ к общим системным ресурсам (вычислительным мощностям, базам данных, библиотекам программ, принтерам, факсам и т.
д.) и распределяющий эти ресурсы. Сервер имеет свою сетевую операционную систему, под управлением которой и происходит совместная работа всех звеньев сети. Из наиболее важных требований, предъявляемых к серверу, следует выделить высокую производительность и надежность работы. Сервер, кроме предоставления сетевых ресурсов рабочим станциям, может и сам выполнять содержательную обработку информации по запросам клиентов — такой сервер часто называют сервером приложений.
Сервер приложений — это работающий в сети мощный компьютер, имеющий программное обеспечение (приложения), с которым могут работать клиенты сети. Существуют два варианта использования сервера приложений. Приложение по запросу клиента может загружаться по сети в рабочую станцию и выполняться там (такая технология иногда называется «толстым клиентом»); на рабочую станцию по запросу допускается загружать не только программу-приложение, но и нужную операционную систему (удаленная загрузка компьютера), но для этого необходимо наличие на компьютере пользователя сетевой карты с сетевым ПЗУ. Приложение по запросу пользователя может в другом варианте выполняться непосредственно на сервере, а на рабочую станцию тогда передаются лишь результаты работы (технология иногда называется «тонким клиентом» или «режимом терминала»). Серверы в сети часто специализируются. Специализированные серверы используются для устранения наиболее «узких» мест в работе сети: это создание и управление базами данных и архивами данных, поддержка многоадресной факсимильной связи и электронной почты, управление многопользовательскими терминалами (принтеры, плоттеры) и т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
