Вычислительные машины, сети и телекоммуникационные системы, Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., Кириченко А.А., 2009

Вычислительные машины, сети и телекоммуникационные системы, Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., Кириченко А.А., 2009.
   Излагаются принципы построения, архитектура, функциональная и структурная организация, основные устройства и звенья вычислительных машин, сетей и телекоммуникационных систем. Рассматриваются их программное обеспечение, функционирование и перспективы развития.
Пособие предназначено для студентов и слушателей всех форм обучения с использованием дистанционных образовательных технологий, а также для преподавателей высших и средних специальных учебных заведений.
Основная цель настоящего учебно-практического пособия - познакомить студентов и специалистов, профессиональная деятельность которых связана с применением ЭВМ и компьютерных сетей, с широким кругом вопросов, касающихся принципов построения и организации функционирования компьютеров, вычислительных сетей и телекоммуникационных систем, технологии передачи и обработки информации.
   Электронные вычислительные машины (ЭВМ), или компьютеры (от англ. compute - вычислять, подсчитывать), - одно из самых удивительных творений человека.
Простейшие устройства для облегчения счета появились в глубокой древности, несколько тысячелетий назад. По мере развития человеческой цивилизации они медленно эволюционировали, непрерывно совершенствуясь. Однако только в 40-е годы XX столетия было положено начато созданию вычислительных машин современной архитектуры и с современной логикой - современных электронных вычислительных машин. За исторически очень короткий срок компьютеры - благодаря огромным успехам электроники - проделали такой путь в своем техническом совершенствовании, масштабах применения и влияния на человеческое общество, с каким не сравнится никакое другое изобретение человечества, включая атомную энергию и космическую технику. Да и последние не могли бы получить столь мощного развития без использования достижений вычислительной техники.
Кратко характеризуя темпы развития вычислительной техники, можно сослаться на образное сравнение в журнале «Сайнтифик Америкэн» (декабрь 1982 г.): «Если бы авиапромышленность в последние 25 лет развивалась столь же стремительно, как и промышленность средств вычислительной техники, то сейчас самолет «Боинг-767» стоил бы 500 долларов, совершал бы облет земного шара за 20 минут, затрачивая при этом 5 галлонов (примерно 20 литров) топлива». Приведенные цифры весьма ярко отражают относительное снижение стоимости, рост быстродействия и повышение экономичности ЭВМ.
Содержание
Введение 4
Тема 1. Принципы построения компьютера 8
1.1. История и тенденции развития вычислительной техники 8
1.2. Основные характеристики и классификация компьютеров 14
1.3. Принципы построения компьютера 20
1.4. Структурные схемы и взаимодействие устройств компьютера 22
1.5. Кодирование информации 29
1.6. Вычислительные системы 36
1.6.1. Классификация вычислительных систем 36
1.6.2. Архитектура вычислительных систем 40
1.6.3. Типовые структуры вычислительных систем 42
1.6.4. Кластеры 47
1.7. Перспективы развития компьютеров 50
1.7.1. Альтернативные пути развития элементной базы 52
Тест 54
Тренировочные задания к разделу 1 55
Тема 2. Функциональная и структурная организация ЭВМ 56
2.1. Организационное функционирование ЭВМ с магистральной архитектурой 56
2.2. Организационные работы ЭВМ при выполнении задания пользователя 58
2.3. Центральное устройство ЭВМ 60
2.3.1. Состав, устройство и принцип действия основной памяти 60
2.3.2. Центральный процессор ЭВМ 64
2.3.3. Система визуального отображения информации (видеосистемы) 71
2.4. Периферийные устройства ЭВМ 78
2.4.1. Клавиатура 78
2.4.2. Принтеры 80
2.4.3. Мультимедийные устройства ввода-вывода 82
2.5. Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) 89
2.5.1. Внешние запоминающие устройства (ЗУ) на гибких магнитных дисках 89
2.5.2. Накопитель на жестком магнитном диске 93
2.5.3. Стример 95
2.5.4. Оптические запоминающие устройства 96
2.6. Система прерываний ЭВМ 99
2.7. Инструментальные средства контроля и диагностики ЭВМ 102
Тест 103
Тренировочные задания к разделу 2 103
Тема 3. Программное обеспечение 104
3.1. Структура программного обеспечения компьютера 104
3.2. Операционные системы 107
3.3. Системы автоматизации программирования 113
3.4. Пакеты программ 116
3.5. Режимы работы ЭВМ 119
Тест 125
Тренировочные задания к разделу 3 127
Тема 4. Характеристика компьютерных сетей 128
4.1. Основные сведения о компьютерных сетях (КС) 128
4.2. Эталонная модель взаимодействия открытых систем 141
4.3. Управление доступом к передающей среде 141
4.4. Информационная безопасность в компьютерных сетях 150
4.5. Типы сетевой связи и тенденции их развития 155
4.6. Линии связи и их характеристики 157
4.7. Передача дискретных данных на канальном уровне 163
4.8. Передача дискретных данных на неканальном уровне 170
4.9. Обеспечение достоверности передачи информации 172
4.10. Маршрутизация пакетов в сетях 176
4.11. Способы коммутации в ТКС 179
4.12. Сети и технологии Х.25 и Frame Relay 184
4.13. Сети и технологии ISDN и SDH 189
4.14. Сети и технологии ATM 192
4.15. Спутниковые сети связи 195
Тест 197
Тренировочные задания к разделу 4 199
Тема 5. Компьютерные сети и сетевые технологии 200
5.1. Характеристика и особенности ЛКС 200
5.2. Протоколы и технологии локальных сетей 204
5.3. Сетевое коммуникационное оборудование локальных сетей 212
5.4. Программное обеспечение и функционирование ЛКС 218
5.5. Принципы построения, функции и типы ГКС 225
5.6. Сеть Internet. Семейство протоколов TCP/IP 231
5.7. Адресация вТР-сетях 237
5.8. Прикладные сервисы сети Internet 241
5.9. Клиентское программное обеспечение сети Internet 249
5.10. Функции, характеристики и типовая структура корпоративных компьютерных сетей (ККС) 252
5.11. Программное обеспечение ККС 259
5.12. Сетевое оборудование ККС 263
5.13. Развитие компьютерных сетей и телекоммуникаций 267
5.13.1 Пути развития компьютерных сетей 267
5.13.2. Перспективы развития телекоммуникаций в России 270
Тест 275
Тренировочные задания к разделу 5 276
Заключение 277
Решения тренировочных заданий 279
Вопросы для повторения 283
Вопросы к экзамену 284
Толковый словарь 286
Список рекомендуемой литературы 290