Коммерциялық емес акционерлік қоғам

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

Электроника кафедрасы

 

 

РАДИОТЕХНИКА ЭЛЕКТРОНИКА

ЖӘНЕ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯ НЕГІЗДЕРІ 1

 

Дәрістер жинағы

 

 Алматы 2012 

ҚҰРАСТЫРҒАНДАР: А.Т.Ибраев, Ұ.Қ.Дегембаева. Радиотехника электроника және телекоммуникация негіздері 1. 5В071900 – Радиотехника, электроника, телекоммуникация мамандығы бойынша барлық оқу түрінің студенттеріне арналған дәрістер жинағы – Алматы: АЭжБУ, 2012. – 50 б.

  

         Шала өткізгішті аспаптар мен микропроцессорлық техникалардың  жұмыс істеу қағидалары, сипаттамалары мен көрсеткіштері қарастырылды. Үлкен интегралды схемалардың қазіргі дамыған желілік технологиялар келтірілген.

Оқу құралы 5В071900 – Радиотехника, электроника және телекоммуникация мамандығы бойынша оқитын студенттерге арналған.

Кесте.3, без.35, әдеб.көрсеткіші – 27 атау.

 

Пікір беруші: техн.ғыл.канд., доцент  З.А.Жунусов

 

     «Алматы энергетика және байланыс университеті» коммерциялық емес акционерлік қоғамының 2011 ж.  баспалық жоспары бойынша басылады.

 

© «Алматы энергетика және байланыс университеті» КЕАҚ, 2012 ж.

 

Кіріспе 

Басқарудың электрондық жүйесін пайдаланумен және  есептеу техникасымен кәсіби байланысқан немесе байланысы жоқ кез келген мәселелерді тиімді шешу мақсатында қазіргі мамандар заманауи электронды жүйелер құрудың негізгі ұғымдары туралы түсініп қана қоймай, элементті базаның дамуының болашағы мен жағдайы туралы білулері керек.

Компьютерлік техниканың дамуы – электрониканың жоғары жетістігі – соңғы он жылдықта өмірде микропрцессорлар (МП) қолданылмайтын бір де бір күмбезді (сфера) көре алмайсыз: мысалы, дербес компьютерлерден күрделі технологиялық құбылыстарды (процесс) басқаруға дейін,  тұрмыстық кір жуатын машиналар мен ұялы телефондардан – жобалаушы жұмыс стансалары мен көп құбылыстарды супер ЭЕМ дейін барлығы микропроцессорлардан тұрады.

Ширек ғасырда микропроцессорлар шынымен де алып жолдардан өтті.

Микропроцессордың бірінші микросұлба INTEL фирмасы 1971 жылы шығарған, ол 108 кГц тактілік жиілікте жұмыс істеді, 2300 транзистордан тұрды, 200 доллар тұратын еді. INTEL Pentium-4 микросұлбасының соңғы түрлендірілуі (модификация)  87 кв.мм өлшемі (размер) жартылай өткізгіштің ішінде 140 млн транзистордан  тұрды.

Қазіргі есептеу техникасының дамуымен заманауи радиоэлектроникада тағы екі ғаламдық үрдісі  орын алды.

Біріншіден, кез-келген электронды аппараттың функциясы күрделенеді.  Пайдалану мақсатында оны оқып білмеген тұтынушының жұмысы оңайланады.

Екіншіден, радиоэлектроника адамзат өмірі аясына әсерін көбейтіп жатыр. Оны қажет емес салаларда да пайдалану байқалып отыр. Осы екі аспектті техниканың «зияткерлігін» күшейту деп айтуға болады.

 

1 Дәріс №1. Электроника және микропроцессорлық техника ұғымдары және негізгі анықтамалары, оның ғылым, техника мен технологияның дамуындағы рөлі

 

Дәрістің мақсаты: арнаулы электрондық жүйелерді және алдын ала белгіленген бір немесе бірнеше есептерді шешугe бағытталған қатаң және икемді қисынның (логиканың) жіктемелерін оқып үйрену.

 

1.1 Қатаң және икемді логика

 

Электронды жүйені қарап көрейік

Электронды жүйе – бұл кез келген электрондық түйін, блок және кіріс белгісін (сигналын) өңдеп шығыс белгісінен шығаратын құрылғы (1 суретті қара).

1 сурет  – Қатаң қисынының электронды жүйесі

 

Кіріс және шығыс белгісі ретінде мыналар қолданылады: аналогты белгілер, бірлік сандық (цифрлық) белгілер, сандық кодтар, сандық кодтар тізбегі. Жүйе ішінде белгілер сақталады, жинақталады және аналогты-сандық түрлендіргіш көмегімен кодтарға айналады, ал шығыс  аналогтық белгілер сандық-аналогтық түрлендіргіш көмегімен сандық кодтар тізбегінен құралады.

Дәстүрлі сандық жүйелердің сипаттамалық ерекшеліктері - онда ақпаратты өңдеу мен сақтау алгоритмі жүйенің сұлбатехникасымен байланысты, яғни қойылған есепке белгілі электрондық сұлба жасалады және жүзеге асырылады. Есептің берілген шартын өзгерту оның сұлбатехникалық шешімін өзгертуді де талап етеді, яғни жүйенің жұмыс алгоритмін өзгерту оның құрылымын өзгерту жолымен қарастырылады. Ондай сұлбаларды қатаң қисынды сұлба деп атайды.

Сондықтан қатаң қисынды жүйелер алдын-ала белгілі есептерді шығаруға бейімделген арнайы электронды жүйелерден тұрады.

Қатаң қисынды жүйелердің жетістігі оның жоғары  жылдамдығы, ондай жүйелердің аппараттық шығындары аз болады, ал алгоритм орындалу жылдамдығы жеке қисындылық элементтер жылдамдығымен анықталады. Қатаң қисынды сандық жүйелердің кемшілігі есеп шартын өзгерткен жағдайда оны қайтадан жобалап шығару керек.

Бұл кемшілікті икемді қисынды электронды жүйелер жоя алады, олар кезкелген есептерге бейімделеді, бір алгоритмнен екінші алгоритмге электронды сұлбаны өзгертпей-ақ көше алады. Мұндай жүйелерде есеп шартын өзгерту жүйе жұмыс істеп тұрған бағдарламаны өзгертуге ғана әсер етеді (2 суретті қара).

Мұндай жүйе бағдарланатын (немесе қайта бағдарланатын) деп аталады. Микропроцессорлық жүйелер икемді қисынды жүйелерге жатады.

Әдетте, мұндай сұлбалар көп болса керек, себебі ол жеңіл де күрделі есептерді шығара алады. Ал күрделі есепті шығару  үшін көптеген аппараттық жабдықтар талап етіледі.

 

2 сурет - Икемді қисынды электронды жүйе

 

Қарапайым есепті шығару үшін шығын көп кетеді. Мұндай артықшылық бір жағынан сұлба құнының өсуіне әкеліп соғады, екінші жағынан –жылдамдықты азайтуға әкеледі.

Жоғары аталғандардан мынадай түйін шығаруға болады: шешілетін есеп жоғары жылдамдықта, ақпаратты өңдеу алгоритмі қарапайым, біршама уақыт өзгермейтін болса қатаң қисынды жүйелер пайдаланылу керек. Ақпарат өңдеу алгоритмдері күрделі, жылдамдық онша маңызды емес болса, шешілетін есеп құрамы жиі ауыстырылатын болса икемді қисынды жүйелер пайдаланылу керек.

 

Бақылау сұрақтары:

1)      Қатаң және икемді қисынды сұлбалары қалай жұмыс істейді?

2)     Микропроцессордың қандай берне ерекшеліктерін білесіз?

3)       Жүйелік шина деген не? Оның жылдамдығының микропроцессорлық жүйедегі бағдарламаларды орындау жылдамдығына әсері бар ма?

4)     Жады жүйелерінің мәні қандай?

5)     Енгізу-шығару жүйесі не үшін қажет?

6)     Сыртқы құрылғыларға қандай құрылғылар жатады?

7)       МП немесе екішиналы және үш шиналы жүйелі сыртқы құрылғылар арасындағы ақпарат алмасу жылдам жүргізіледі?

8)       Микропроцессорлық жүйелерде енгізу-шығару қалай жүзеге асырылады?

9)        Микропроцессорлық жүйелерде тұрақты жадыда қандай мәлімет сақталу керек?

10)       Шина жүктемелеу қабілеттілігі дегеніміз не? Шиналарға микросұлбалардың көптеген жиынтығын қосуға болмайды?

 

2 Дәріс № 2. Үлкен интегралды микросұлбалар мен микропроцессорлар жасаудың заманауи технологиялары

 

Дәрістің мақсаты: интегралды сұлбаларда пайдаланылатын кең таралған сұлбатехнологияларды оқып үйрену:

- транзисторлы-транзисторлы қисын (ТТЛ);

- эмиттерлі-байланысқан қисын (ЭБЛ);

- n-арналы металл-диэлектрик-жартылай өткізгіш құрылымы негізінде  жасалған қисын (nМДЖ);

- әртүрлі өткізгішті транзисторлы метал-диэлектрик-жартылай өткізгіш құрылымына негізделген қисын (КМДЖ).

 

Технология (грек сөзі – искусство, ұсталық, білу және «...логия») – өнім өндірісі үдерісінде жүзеге асырылатын материал немесе жартылай жасандылар пішінін, қасиетін өңдеу, жасау, жағдайын өзгерту әдістерінің бірлестігі (Совет энциклопедиялық сөздігі. - М.: 1979- с.1338).

Бірнеше материалдық пішіндер түріндегі ақпарат хабарлама деп аталады. Белгі түріндегі хабарлама мына түрде  болуы мүмкін:

- аналогты, яғни уақыт бойынша үздіксіз өзгереді (ток, кернеу, қысым, температура және т.б.);

- сандық,  уақыт бойынша үзікті өзгертеді.

Сандық белгілер екі түрде болуы мүмкін:

а) әлеуеттік (потенциалды) оң және теріс қисын;

б) серпінді (импульс) қозғалым.

Бірінші жағдайда  белгілі уақыт мезетінде кернеудің үлкен деңгейіне қисынды 1, кіші деңгейіне – қисынды 0 сәйкес келеді (оң қисынды). Теріс қисындыда – барлығы керісінше.

Екінші жағдайда бір уақыт мезетінде серпіндінің пайда болуы 1 ге сәйкес, серпінді жоқ болса – қисін 0-ге сәйкес болады.

Сандық техника екілік түрдегі (машиналық кодта) сандарды ұсынады. Әр екілік санға өз ондық баламасы сәйкес келеді.

Екілік сандарды өңдейтін сандық құрылғылар екі класқа бөлінеді:

а) жадысыз  аралас және сандық құрылғылар;

б) соңғы автоматтар немесе  жадылы сандық құрылғылар.

Біріншілері қарапайым қисынды элементтерден құралады. Екіншілері өз құрамында қисынды элементтерден басқа жады ретінде триггерлер қолданылады. Сандық және басқа да құрылғыларды микросұлба түрінде кездестіруге болады.

 

Тораптарда жұмыс істеу технологиялары

Егер тұтынушылардың ақпаратпен (мәліметтермен, бағдарламалармен, алгоритмдермен, кәсіби маңызды мағлұматтармен және т.б.) алмасу мүмкіндігі бар болса, компьютерлерді пайдалану тиімді болады.  Сыртқы тасымалдаушылар көмегімен ақпарат алмасу осы мәселенің бір бөлігін ғана шешеді, ал ең маңыздысы – компьютерлерді тораппен қосу.

Тораптарда жұмыс істеудің аппараттық жабдықтарына мыналар жатады:

- байланыс сызықтары (кабель, радиобайланыс, спутниктік байланыс);

- тораптық карталар;

- модемдер;

- серверлер (тораптық ресурстарды басқаруға арналған компьютерлер).

Бағдарламалық  жабдықтар:

- торап жұмысы тәртібін басқаратын операциялық жүйелер;

- тораптық  (хаттама) протоколдарды басқаратын коммуникациялық бағдарламалар.

Тораптық қызметтерге хабарландырудың электрондық тақтасы (Bulletin Board System-BBS), электрондық пошта (е-mail), телеконференциялар немесе жаңалықтар топтамасы (News Group), компьютерлер арасындағы файлдармен алмасу (FTR), Интернеттегі паралельді сөйлесу (Internet Relay Chat- IRC), «Әлемдік тордағы» іздеу жүйелері.

 

2.1 Интегралды сұлбаларда пайдаланылатын  сұлбатехнологияға қысқаша шолу

 

Интегралды сұлбаларда қолданылатын кеңінен тараған сұлбатехнологияларды қарастырайық:

-                     транзисторлы-транзисторлы қисын;

-                     эмиттерлі байланысқан қисын;

-                     n-арналы метал-диэлектрик-жартылай өткізгіш негізінде құрылған қисын;

-                     қиыстырылған әртүрлі өткізгішті транзисторлы метал-диэлектрик-жартылай өткізгіш негізінде құрылған қисын.

 

ТТЛ технологиясы

ТТЛ технологиясы биполярлы құрылымға негізделген. ТТЛ базалық элементі бір көп эмиттерлі және бір қарапайым транзистордан тұратын сұлба, бұл ЖӘНЕ-ЕМЕС қисынды сұлба (ЖӘНЕ бернесін VТ₁, ал терістеу ЕМЕС бернесін VТ₂ транзисторы орындайды).

 

 3 сурет  - ТТЛ базалық элементі

 

Бұл сұлба бөгеуіл төзімділігі төмен және төмен жылдамдықты, жылдамдықтын қосылу уақытын («0» қисыннан «1» қисынға ауысу) азайтуға көмектесетін күрделі инвертор  арқылы көтеруге болады, ал өшіру уақытын ( «1» қисыннан  «0» қисынға өту) кеміте алмаймыз.

ТТЛШ сұлбалары (Шотки барьері бар транзисторлар пайдаланылған транзисторлы-транзисторлы қисын) жылдамдықты көтеруге септігін тигізеді. Мұндай сұлбаларда Шотки барьері транзисторда сызықсыз кері байланыс жасайды, қорытындысында транзисторлар қанығу тәртібіне енбейді. Сіңу  уақыты жоғалып, жылдамдық біршама көбейеді.

 

 

4 сурет  - Шотки транзисторы          5 сурет  - ЭСЛ базалық элементі

 

Эмитерлы сабақтас қисын (ЭСЛ) технологиясы

ЭСЛ технологиясы ТТЛ технологиясы сияқты биполярлы, яғни элементтері биполярлы құрылымдардан жасалады. ЭСЛ элементтерінің негізі «ток ауыстырғышы» деп аталады, Немесе-Емес (3 суретті қара); 1-шығысында қисынды  НЕМЕСЕ-ЕМЕС,  ал 2-шығысында – НЕМЕСЕ қисынды бернесі бар.

ЭСЛ сұлбаларының кіріс кедергісі төмен болғандықтан жылдамдықтары жоғары және белсінді  тәртібінде жұмыс істейді, кіріске түскен бөгеттер күшейеді. Бөгеуіл төзімділігін жоғарылату үшін коллекторлы қорек көзінің шинасын жуан жасайды және жалпы шинамен байланыстырады.

ТТЛ сұлбаларымен салыстырғанда ЭСЛ сұлбалары жоғары жылдамдықта, бірақ бөгеуіл төзімділіктері төмен. ЭСЛ сұлбалары кристалда көп орын алады, көп қуат қолданып шығыс транзисторы ашылып үлкен ток жүреді. Осы технология бойынша жасалған сұлбалар оң кернеулі қорек көзін пайдаланатын басқа технология сұлбаларымен өзара байланыспайды.

 

пМДЖ технологиясы

пМДЖ технологисының жоғарыда қарастырылған технологиялардан айырмашылығы олар МДЖ транзисторларына негізделген, биполярлы құрылымдарға қарағанда мынадай жетістіктерге ие болады:

- кіріс тізбегі (затвор) статикалық тәртіпте ток қолданбайды (жоғары кіріс кедергісі бар);

- өндірістің қарапайым технологиясы және кристалдағы алатын орны аз.

пМДЖ негізінде жасалған негізгі қисынды сұлбалар НЕМЕСЕ-НЕ, ЖӘНЕ-ЕМЕС (4-5суретті қара).

 

6 сурет - НЕМЕСЕ-ЕМЕС сұлбасы      7 сурет - ЖӘНЕ-ЕМЕС сұлбасы

 

Бұл сұлба кемшіліктеріне ТТЛШ және ЭСЛ сұлбаларымен салыстырғандағы аз жылдамдығы жатады. Бірақ қазіргі кезде жаңа технология пайдалану барысында (оттегі оқшаулану (окисная изоляция), поликремнийлік кірісті пайдалану, «сапфирде кремнийді пайдалану» технологиясы) тез қозғалатын МДЖ құрылымдар шығарылып жатыр.

 

КМДЖ технологиясы

МДЖ технология дамытудың келесі қадамы комплиментарлы МДЖ яғни әртүрлі өткізгіш типті транзисторларды пайдалану болып табылады, мұнда негізгілері п-типті транзисторлар; ал р-типті транзисторлар динамикалық жүктеме түрінде пайдаланылады. пМДЖ сұлбаларымен салыстырғанда КМДЖ-сұлбаларын қуатты көп пайдаланады, жылдамдықты  және бөгеуіл төзімділікті көбейтеді, бірақ оның кристалдағы алатын орны көп, өндіріс технологиясын күрделендіреді.

8 сурет - НЕМЕСЕ-ЕМЕС сұлбасы       9 сурет - ЖӘНЕ-ЕМЕС сұлбасы

 

КМДЖ сұлбаларының  базалық элементтері пМДЖ дағы сияқты НЕМЕСЕ-ЕМЕС, ЖӘНЕ-ЕМЕС қисын элементтері (6-7 суретті қара). 

КМДЖ технологиясы бойынша құрылған  аумақы сұлбалар ерекшеліктері мыналар:

- статикалық электрлікке сезімталдылық (буферлік каскадтарға қорғаныс үшін диодтар қойылады);

- тиристорлық әсер (КМДЖ  құрылымдарында қорек көзі шиналары арасында паразитті биполярлы тиристорға ұқсас құрылымдар пайда болады). Қорек көзін қосқанда тиристор қосылады, «+» шинасын жалпы шинаға тұйықтайды. 

 

3 Дәріс № 3. Микропроцессорлық техника және оның даму кезеңдері. Микропроцессорлар және микропроцессорлық жүйелер

 

Дәрістің мақсаты: микропроцессорлық жүйелердің негізгі түрлерімен танысу:

1) микроконтроллер – микропроцессорлық жүйелердің неғұрлым қарапайым түрі;

2) контроллер – жеке модуль түріндегі микропроцессорлық жүйелерді басқарады;

3) микрокомпьютер – сыртқы құрылғылармен байланысатын қуатты микропроцессорлық жүйелер;

4) компьютер – ең қуатты және әмбебап микропроцессорлық жүйелер.

 

Микропроцессорлар күрделі сандық құрылғыларға жатады. Олар үлкен немесе өте үлкен аумақы сұлбаларға (БИС немесе СБИС) таратылады. Егер микропроцессор бір БИС-тан құралса, онда ол бір кристалды, ал егер бірнешеден құралса – бөліктелінген деп аталады. Өңдейтін екілік сөздер қатары бойынша микропроцессорлар 8-дік, 16-лық, 32-лік және 64-тік болып бөлінеді. Басқару тәсілі бойынша микропроцессорлар мынадай болады:

 - сұлбалық басқарылған, микропроцессордың әр командасына өз сұлбасы сәйкес келеді, команда саны тұрақты болады;

- микробағдарламалық (микропрограмма) басқарылған, онда әр командаға өз микробағдарламасы сәйкес келеді, қайта бағдарламалау көмегімен біреуін алып, біреуін қосып команда санын өзгертуге болады.

Микропроцессордың негізгі міндеті – сандық ақпаратты өңдеу, яғни негізгі арифметикалық және қисынды операцияларды орындау. Одан басқа осы өңдеу құбылысын басқару керек.

10 сурет

 

Микропроцессор құрамына арифетикалық-қисынды құрылғылар (АЛҚ) және басқару құрылғылары  ену керек. Ағымдағы ақпаратты жедел сақтау үшін регистрлер қолданылады. 10-суретте  микропроцессордың біріктірілген сұлбасы келтірілген.

Суретте  АЛҚ және БҚ құрылғыларымен қатар әртүрлі бернелер орындайтын регистрлер жиынтығы бар.

Регистрдың «О» операнды микропроцессор орындайтын барлық есептердің қорытындысын аккумуляциялайды.  Егер есептеу операциясына екі саны қажет болса, онда оның біреуі «О» регистрінде сақталады.

«К» регистрі команданың операция кодын немесе мекен-жай бөлігін  сақтау үшін қызмет етеді.

«А» мекен-жай (адресат) регистр жадыдан шығаратын кезекті команда мекен-жайын уақытша сақтау үшін қажет.

«Ф» жалауша регистрі арифетика-қисынды құрылғылардағы операциялардың орындалуынан кейінгі белгілердің пайда болуына тәуелді триггерлерден құралады.  Мысалы, нөлдік қорытындыда ZF нөлдік триггері жұмыс істейді, ал кері жағдайда – кері қорытынды триггері, босалу тордың аса толуында - OF аса толу триггері жұмыс істейді.

«С» регистрі осы уақыт аралығындағы микропроцессор жағдайын бақылау үшін қажет. Ондай ақпарат басқару құрылғысына  сәйкес басқару белгісін өңдеу үшін қажет.

«СК» санағыш регистрі бағдарламадағы келесі команда мекен-жайын табу үшін қолданылады.

«РОН» жалпы мәндік регистрлер ішкі жадыны құрайды  немесе аса жылдам есте сақтау құрылғысын (СОЗУ) жасайды. Олардың саны көп болған сайын  микропроцессор ішінде соншама операция жүргізуге болады, ол жылдамдықты көбейтеді.

Стек көрсеткіші (УС) жедел жады бос ұяшықтары берілген стек шыңының мекен-жайын көрсетеді. Стекке бөлінген  жады «соңғы келді – бірінші шықты» қағидасымен  жұмыс істейді. Бағдарламада үзіліс ұйымдастыру үшін қолданылады.

Микропроцессор шина жүйелері  арқылы (ША – адрес шинасы, ШМ – мәліметтер шинасы, ШБ – басқару шинасы) басқа құрылғылармен байланыста болады, мысалы, жедел жады (ЖЖ-ОЗУ), тұрақты жады (ТЖ-ПЗУ) енгізу шығару құрылғыларымен. Осыдан микропроцессорлық жүйе құрылады. Микропроцессорлық жүйе құрамын көмекші сандық құрылғылар микросұлбаларынан тұратын, микропроцессормен уақыт бойынша  сәйкестендірілген микропроцессорлық жиынтық құрамына енетін микросұлбалар көмегімен кеңейтуге болады. Ондай құрылғыларға мыналар жатады:

1) таймер – уақыт белгілейтін берне (функция) беру үшін;

2) енгізу-шығарудың бағдарламалық құрылғысы;

3) жадыға тікелей қатынас құрылғысы;

4) тізбекті арна бойынша ақпарат тарату құрылғысы және т.б.

Егер микропроцессордың бір кристалында микропроцессорлық жүйенің негізгі компоненттерін орналастырса, онда микроконтроллер атты құрылғыны аламыз. Микроконтроллер аз қуат пайдаланады, жады жұмысы мүмкіндіктерін кеңейтеді, бағасы арзан.  

Микроконтроллердің көпшілігінде (RISC – қысқартылған командалар жиынтығы) архитектурасы бар. Осы архитектура негізінде төрт негізгі қағидасы айтуға болады:

1) кез келген операция бір тактте жұмыс істейді;

2) командалар жүйесі  бір ұзындықты  ең аз нұсқаудан тұрады.

3) мәліметтер өңдеу операциясы «регистр-регистр» пішімінде орындалады;

4) қорытындылар бір тактіде бір сөз жылдамдығымен жасалады.

Егер микропроцессорлық жүйені қорек көзі, ақпарат бейнелеу және жанасу құрылғысы, бағдарламалық қамтамасыз ету жиынтығы бар  автономды жүйе ретінде қарастырсақ, онда микро-ЭЕМ атты құрылғыны аламыз. Әмбебап микро-ЭЕМ компьютер деп аталады, ал мамандандырылған ЭЕМ – құрастырылған микропроцессорлық жүйе деп аталады.

Есептеу қуатына байланысты компьютерлер  (персоналды) дербес және суперкомпьютер деп екіге бөлінеді.  Дербес компьютерлер – арнайы есептер шығару мақсатында кеңінен қолданылады. Суперкомпьютер – триллион операциямен көптеген есептеулер шығаратын жалпы мәнді құрылғылар.

Мультипроцессорлық жүйелерді құру үшін транспьютер атты микропроцессор жасап шығарылған. Бұл процессор жоғары жылдамдықта (секундына 10 миллион операция) үлкен массивті ақпараттар өңдеуге арналған. Онда транспьютерлік торап жасай отырып басқа транспьютерлермен байланысатын төрт байланыс арнасы бар. 

Егер микропроцессор белгілерді сандық өңдеу есептерін шешетін, мысалы, сандық сүзгілеу және спектралдық талдау (анализ) арнайы архитектурадан тұрса, онда мұндай процессор белгі процессор деп аталады.

Микропроцессорлар кеңінен қолданылады, оларға қойылатын талаптар әртүрлі. Сондықтан қуаттылығымен, әмбебаптығымен, жылдамдығымен және құрылымымен ерекшеленетін бірнеше микропроцессорлық жүйелер қалыптасқан.

Микропроцессорлық жүйелердің негізгі типтері:

1) микроконтроллерлер – жүйенің барлық түйіндері бір микросұлба түріндегі қарапайым микропроцессорлық жүйелер;

2) контроллерлер – жеке модуль түріндегі басқаратын микропроцессорлық жүйелер;

3) микрокомпьютерлер – сыртқы құрылғылармен тез қосылатын қуатты микропроцессорлық жүйелер;

4) компьютерлер (оның ішінде дербес) - ең қуатты және әмбебап  микропроцессорлық жүйелер.

Микроконтроллерлер - күрделі құрылғылар құрамында болатын әмбебап құрылғылар. Микроконтроллердің жүйелік шиналары  микросұлба ішінде көрінбей орналасқан. Микроконтроллерге сыртқы құрылғылар қосу мүмкіндігі аз.  Микроконтроллер құрылғылары бір есепті шешуге арналған.

Контроллерлер бір немесе бір-біріне жақын есептер топтамасын шешуге арналған.  Оларда қосымша түйіндер мен құрылғыларды, мысалы, үлкен жадыны, енгізу-шығару құрылғыларын қосу мүмкіндігі жоқ. Олардың жүйелік шинасын тұтынушы көре алмайды. Контроллер құрылымы қарапайым және жылдамдығы максималды. Көптеген жағдайда орындалатын бағдарламалар тұрақты жадыда сақталады және ауыстырылмайды. Контроллерлер бір платада жасалады.

 

11 сурет – Микроконтроллеры бар автомобиль түйіндері

 

Контроллерлер бізді қоршаған барлық құрылғыларда пайдаланылады. Мысалы автомобильдің мына құрылғыларында:

-       Кондиционерінде.

-       Трансмиссиясын басқаруында.

-       Құлыптарды басқаруда.

-       Жарықпен басқаруда.

-       Соғылудан сақтау құрылғысында.

-        Қауіпсіздік жүйесі датчиктерінде.

-       Артқы орындық радиоаппаратурасын басқаруда.

-       Электронды компасында.

-       Тормозда.

-       Дворникте.

-       Антирадарда және т.б.

 

Бақылау сұрақтары:

1)     Сандық құрылғылардың қандай кластарын білесіз?

2)     Дешифратор дегеніміз не? Оның жұмыс қағидасын түсіндіріңіз?

3)     Мультиплексор дегеніміз не? Оның жұмыс қағидасын түсіндіріңіз.

4)     Толық екілік қосындылағыш қалай жұмыс істейді?

5)                Қандай триггерлерді білесіз? RS және JK триггерлері арасындағы айырмашылық қандай?

6)     Регистр не үшін арналған? Қандай регистрлер түрлерін білесіз?

7)     Микропроцессор ұғымын түсіндіріңіз.

8)     Микропроцессор қандай түйіндерден тұрады?

9)                Микропроцессор құрамына енетін негізгі регистрлер сипаттамасын беріңіз?

     10) Микропроцессорлық жүйе құрамына міндетті түрде енетін құрылғылар.

11)           Микроконтроллер деген не?

12)           Микроконтроллер архитектурасының негізгі қағидалары.

 

4 Дәріс №4.  Белгілерді сандық (цифра) өңдеу және белгілік процессорлар

 

Дәрістің мақсаты: сандық белгі енгізу қағидаларын оқып үйрену; әртүрлі алгоритм пайдалана отырып мәліметтер массивін өңдеу; алынған қорытындының соңғы шығарылымы, немесе сандық белгіні аналогтық түрге кері аудару.

 

Белгілерді сандық өңдеу (БСӨ) жүйелері микроэлектроникасының жетістігі тек қана жүзеге асып қана қойған жоқ, сонымен қатар  СD және DVD–ойнатқыштары, модемдер, ұялы телефондар және көптеген басқа құрылғылар түрінде күнделікті өмірімізге енді. Белгілерді сандық өңдеу  қолданбалы аймағында аналогтық «дәстүрлі» белгілерді өңдеуді ығыстыра бастады. Бұл өз кезегінде аудиотехника мен телефонияда басталды. Теелевизиялық қойылымнан циярлық негізге ауыса бастады. сандық технологиялардың осыншама дамуы «радиотехника» деген ұғымның стилін, осы сала мамандарын дайындау талаптарын, жаңа білімдері мен біліктіліктерін өзгертті. Соңғы жазылған сандық белгіні процессорларға арналған кітаптарда  процессор архитектурасына және олардың бағдарламаларына көп көңіл бөлінеді.

СЦӨ міндеттері мына үш қимылға теңеледі: сандық белгі енгізу немесе аналогтық кіріс белгісін санға ауыстыру; әртүрлі алгоритм пайдалана отырып берілген массивтерлі өңдеу; соңғы мәліметтерді шығару, сандық белгілерін аналогтық белгілерге шығару.

Осы түрлендірулер белгілі бір ережелер бойынша жасалу керек, 12-суретте СЦӨ сұлбасының негізгі элементтері көрсетілген.

 

x(t)                     x(t) 

 

ЦОС құрылғысы (есептегіш)

Тегістегіш ТЖС(ФНЧ)

ЦАТ (ЦАП)

АЦТ (АЦП)

ТЖС (ФНЧ)

 

ТЖС (ФНЧ)

ТЖС (ФНЧ)

ТЖС (ФНЧ)

ТЖС (ФНЧ)

ТЖС (ФНЧ)

                        х (nТ)                      у (nТ)                     у (t)                          у (t)

                              

 

 

12 сурет - СЦӨ біріккен сұлбасы

 

Жүйе кірісіне ұзақтығы бойынша шектелген аналогтық белгі келіп түседі. Оның спектрі шексіз.

Спектр  шексіздігі белгі сандық түрге ауысуына кедергі жасайды. Спектрді шектеу үшін  төменгі жиілік сүзгіші  (ФНЧ)  қолданылады. Спектр жоғары жиілік Fв  бойынша шектеледі. Әрі қарай белгі x(t)  аналогты-сандық түрлендіргіш кірісіне келіп түседі, онда белгі уақыт бойынша дискреттеледі x (t) және деңгей бойынша квантталады. Дискретизация кезінде аналогтық белгі  Т уақыт аралығымен берілген алынған  ( х (nТ)) мәндері отсчетіне (13, а -суретті қара) ауыстырылады.  Т дискретизация аралығы аз болған сайын, қайта есептеу тізбегі (x(nT)) белгіні дәлірек көрсетеді. Дискретизация интервалы дискретизация жиілігін анықтайды.

 

.                                           (1)

жоғары болса, есептеушіге де операциялар санын орындау қиынға cоғады. Сонымен белгі беру дәлдігі жоғарылатуды талап етеді. Бірақ  ең төменгі мәніне шектеу бар: x(nT) қайта есебі бойынша үзіліссіз x (t) белгісін толық қалпына келтіру үшін дискреттеу жиілігі x (t) тарату белгісі спектрінде  Fв жоғары жиілігінен екі есе жоғары болуы керек,  яғни

 

.                                          (2)

 

 

Бұл қатынас Котельников теоремасы деп аталады.

Белгілер уақыт бойынша шектелген, сондықтан оның спектрі шексіз (13, б-суретті қара). болса дискреттелмейді. Fв=3.4 кГц – стандартты телефондық арна үшін жиілік.

Белгі және оның ФНЧ шығысындағы спектрі 13,в - суретінде көрсетілген. Деңгей бойынша кванттау сандар тізбегін құру мақсатында жасалады: қайта есептеу  шамасының өзгеру диапазоны N дискреттік деңгейлерге бөлінеді. Қорытындысында  екілік кодтағы сандар тізбегі Хц(n) алынады. Деңгей саны  АЦП босалуымен анықталады: егер n= 3 болса, онда N =2ⁿ=2³=8 кванттау деңгейлерін алуға болады. Ал ең төменгі қайта есептеу мәні 000 Û0 және ең жоғары 111Û 7. Квантталған қайта есептеу  х(nТ). Бұл кванттау қателігі деп аталады.

e_кв= x_ц(n) – x(nT).

                     (3)

Кванттаудың ең төменгі қателігі кванттау қадамының ∆ жартысына сәйкес келеді, яғни

 

Max │e_кв│=∆/2.                               (4)

 

Мұнда ∆=2^{-n  .}

АЦП босалулығы көп болса, қайта есептеу дәлірек болады, АЦП күрделі және қымбатырақ болады. Қазіргі АЦП  0-ден 20-босалу. Х(n) тізбегі есептегішке келіп түсіп, x(n)Þ y(n). Белгі өңделгеннен кейін  сандық белгі алынады (13, ж суретті қара). Бір қайта есептеу y(n) алу үшін мыңдаған операция болуы мүмкін, сондықтан есептеуші жоғары тактілік жиілікпен жұмыс істеу керек. Алгоритм күрделі болса, t_өңдеу өңдеу уақыты Т дискретизация кезеңінен аспау керек.

Стандартты телефондық белгі өңдеу кезінде белгілі уақыт өлшемінде есептеуші жұмысында 1-буынды процессорларында тактілік жиілік 6МГц болу керек.  Алынған қайта есептеулер цифрлы-аналогтық түрлендіргішке беріледі, ол сатылы белгі туындайды (13,и суретті қара). Төменгі жиілік сүзгіші көмегімен шығыс аналогтық белгісіне түрленеді (13, ж  суретті қара).

 

13 сурет - а, б,в,г,д,е,ж,и - Периодтық емес белгілер және оның спектрі

 

Осы айтылғандардан элемент базасын таңдау және сипатына әсер ететін шектеулер шығады: регистрлер айырмасы үлкен болу керек және есептеу қорытындысы дөңгелектеген кезде қосымша қате кетірмеу үшін  ЦАП айырмасынан асу керек; тактілік жиілік дискреттеу жиілігінен көп болу керек.

 

 Бақылау сұрақтары:

1)     СЦӨ (СЦӨ) міндеттері?

2)     СЦӨ біріккен сызбасының негізгі элементтері.

3)     Төменгі жиілік сүзгіші қандай мақсатта қолданылады?

4)     Котельников теоремасы.

5)     Кванттау ең жоғарғы қателігі қандай?

6)     Дискреттеу жиілігі нешеге тең?

7)     Деңгей саны қалай анықталады?

 

 

5 Дәріс №5. Автоматтандырылған жобалау жүйелері (АЖЖ)

 

Дәрістің мақсаты: математикалық әдістерді пайдалана отырып, жобалау жұмыстарына арналған кешенді (комплекс) бағдарламалы-техникалық жүйелерді ұйымдастыру әдістерімен танысу.

АЖЖ жүйелері архитектурада, электроникада, энергетикада, механикада және т.б. кеңінен пайдаланылады. Автоматтандырылған жобалау үдерістерінде кіріс ақпараты ретінде мамандардың жобалау талаптары, қорытындыларын дәлелдейтін, алынған құрылманы тексеретін және т.б. білімдері жатады. Жобалау үдерісінде өңдеуші белгілі бір бағдарламаларды шақырып, орындайды. АЖЖ-дан ақпарат аяқталған техникалық және жобалау құжаттары түрінде алынады.

 

Компьютерлерді әкімшілік басқаруда пайдалану

Автоматтық жобалау жүйелері (АЖЖ)  - математикалық әдіс пайдаланып жобалау жұмысын жүрігізетін кешенді бағдарламалық-техникалық жүйелер.

Әкімшілік басқарудағы компьютерлерді пайдаланудың негіздері.

Электронды офис. Компьютерлік техника пайдаланатын мекеме жұмысын автоматтандыру. Оған мына жиынтықтар енеді:

- мәтіндік редакторлар;

- бағдарламалардың интеграцияланған пакеттері;

- электрондық кестелер;

- база мәліметтерін басқару жүйлері;

- кестелік редакторлар және кестелік кітапханалар, диаграмма, сызба, кесте;

- электронды жазба кітапшалары;

- іскер кездесулер мен  мәжілістер күнтізбесі бар электронды күнтізбелер;

- электронды картотека (компьютер көмегімен хаттар мен есептерді іздеу үшін);

- экранға қарай алатын автоматты телефондық анықтама.

Арнайы электрондық құрылғылар пайдалана отырып құжат айналымын автоматтандыру:

1) Телефодық линияға шығатын сыртқы құрылғылармен байланыс адаптері.

2) Құжаттарды (мәтін, сызба, кесте, сурет)  компьютерге енгізетін сканер.

 

Электрондық құрылғы

Есептеу жүйелері тұтынушылары арасында хабарлама алмасу жүйлері. Мұндай аударымды жіберу ұшін жіберуші мен алушы бір уақытта компьютер алдында отыруы міндет емес.

Хабарлама жіберуші пошта аудару бағдарламасын жіберіп, хабарлама файлын жасайды. Содан кейін бұл хабарлама мекен-жайыға жіберу үшін хабар алмасу жүйесіне келіп түседі. Бірнеше уақыт өткеннен кейін хабарлама мекен-жайыға келіп оның пошталық жәшігіне түседі.  Алушы бағдарламаны жіберіп хабарламаны ашады.

 

Бұйрық пен өкімдерді орындауды бақылау жүйесі

Телеконференция жүйелері. Алыста орналасқан тұтынушыларды кейде уақытында бірлескен шаралар өткізуде (сондай-ақ күрделі жобаларды басқару және ұйымдастыру) компьютерлік техника жүйелерімен қатысуға мүмкіндік береді.

Тұтынушылар компьютерге қосылған терминалдармен (дисплей, клавиатура) қамтамасыз етіледі,  олар топ мүшелерімен байланыста болады. Ақпарат тарату үшін байланыс линияларын қолданады.

Координатор жүйе жұмысын реттеп отырады, олар мәжіліс қатысушыларының жұмысын ұйымдастырып, мәжіліске қатысуын, олардың хабарларын жеткізуді бақылайды.

Телеконференция байланысы кейбір жүйелерінде бір-бірін көре алады, телевизиялық камера мен дисплей көмегімен.

 

6 Дәріс № 6. Компьютер және оның негізгі компоненттері.

 Компьютер классификациясы

 

Дәрістің мақсаты: компьютердің негізгі компоненттін, түйіндер мен блоктарды, байланыс жүйелерін оқып үйрену.

 

Компьютер (ағылшыннан аудармасы - есептегіш) мәліметтер өңдеп, есептеулер жүргізетін, символдар басқаруын жасайтын бағдарланатын электронды құрылғы.

Құрамы.

Компьютер - электронды және электромеханикалық элементтер мен құрылғылардан құрылған аппаратура.

1) компьютер жұмысының үдерісі – алдын-ала жасалған арифметикалық, қисынды және басқа операциялар тізбегін бағдарлама көмегімен орындау;

 2)  есептеу жүйесінің құрамы конфигурациясы деп аталады;

 3) компьютер құру қағидалары;

 4) компьютер құру негізін 1945 жылы американдық ғалым Джон фон Нейман жасаған.

Компьютерлердің негізін электрондық және электромеханикалық элементтер мен құрылғылардан тұрғызылған аппаратура (HardWare) құрайды.

Компьютердің жұмыс істеу қағидалары алдын-ала берілген, нақты жүйемен арифметикалық анықталған, қисынды және басқа да операциялар бағдарламаларын (SoftWare) орындаудан тұрады.

Есептеу жүйесінің құрамы конфигурация деп аталады.

Компьютерді тұрғызу қағидалары.

Компьютерді тұрғызу негізін 1945ж американдық ғалым Джон Фон Нейман қалады.

Компьютерде келесі құрылғылар болуы керек:

–       арифметикалық және қисынды операцияларды орындайтын  арифметикалық - қисынды құрылғы;

–       бағдарламаларды орындайтын үдерістерді ұйымдастыратын басқару құрылғысы;

–       бағдарламалар мен деректерді сақтау үшін сақтау құрылғысы немесе жады;

–       ақпараттарды енгізу-шығару үшін сыртқы құрылғы.

Компьютердің құрылғылары арасындағы байланыстар:

 

14 сурет  

 

АЛҚ – арифметикалық-қисынды құрылғы.

БҚ – басқару құрылғысы.

СҚ – сыртқы құрылғы.

à     – басқарушы байланыстар.

ð      – ақпараттық байланыстар.

Компьютерлерді топтастыру

–          Даму сатысы бойынша (ұрпақ бойынша).

–          Сәулет өнері бойынша.

–          Шығармашылығы бойынша.

–          Пайдалану шарттары бойынша.

–          Тұтынушы қажеттері бойынша және т.б.

Компьютерлердің класстарға бөлінуі және өте шартты ұрпақ,  есептеу жүйелерінің катал емес таптастыру аппараттық және бағдарламалық құралдардың даму дәрежесі, сонымен қатар компьютермен сөйлесу қабілеті бойынша.

Электрондық шам Перфокарта. Компьютер "Эниак", 1946 ж.

1946ж. американдықтар Дж. Эккерт және Дж. Моучли бірінші электрондық сандық компьютерді құрастырды “Эниак”. Машина 20 мың электрондық шамнан және 1,5 мың реледен құралды. “Марк-1” –ге қарағанда ол мың есе тез жұмыс істеді, 1 секундтың ішінде 300 көбейтулер немесе 5000 қосылғыштарды есептеді.

 

     1 кесте  - Бірінші кезеңдегі компьютерлер

Құрылған уақыты	50-жылдар
Элементтік базасы	Электрондық лампалар
Ақпарат енгізу	Перфолента, перфокарта
Жылдамдығы	Секундына 10-20 мың операция
Тілі	Белгілі машинаның машиналық тілі

1946 жылы американдықтар бірінші электронды сандық компьютер жасап шығарды. Машинада 20 мың электронды лампа және 1,5 мың реле болған.

Компьютер архитектурасы тұтынушыға маңызды қасиеттерінің жиынтығымен анықталады. Негізгі назар оның құрылымына және бернелік мүмкіндіктеріне бөлінеді.

Негізгі бернелер мыналар: ақпарат өңдеу және сақтау, сыртқы нысандармен ақпарат алмасу.

Қосымша бернелер негізгі бернелерді орындау тиімділігін жоғарылатады: жұмыс тәртібін, тұтынушымен диалог, жоғары сенімділікті қамтамасыз етеді.

Мына архитектуралық шешімдер кеңінен таралған:

1) Классикалық архитектура

15 сурет

 

2) Көппроцессорлы архитектура

16 сурет

 

3) Көпмашиналы есептеу жүйелері

4) Паралельді процессорлы архитектура

17 сурет

Компьютер құрылымы – бернелік (функция) элементтер байланысы мен жиынтығы. Әртүрлі құрылғыларды бір-бірімен байланыстыру үшін олардың интерфейсі бірдей болу керек.

Интерфейс – физикалық және қисынды көрсеткіштері өзара байланысқан екі құрылғының жанасуы.

Интерфейс келісу үшін сыртқы құрылғылар шинаға тікелей емес, контролелер (адаптер) және порт арқылы қосылады.

Контроллер мен адаптерлер интерфейстермен біріккен электрондық тізбектер жиынтығы. Контроллерлар микропроцессор сұранымы бойынша  сыртқы құрылғылармен тікелей басқарылады.

Құрылғы порттары бір немесе бірнеше енгізу-шығару регистрлерінен тұратын сыртқы құрылғыларды микропроцессордың сыртқы шинасына қосатын электрондық сұлбалар.

Сонымен қатар стандартты интерфейс құрылғылар да порт деп атайды: тізбекті, параллельді, ойын порттары.

Тізбектелген порт процессормен мәліметтерді байтпен алмасады, ал сыртқы құрылғылармен – бит бойынша. Паралельді порт мәліметтерді байт бойынша жіберіп ала алады.

Ішкі машиналық жүйелік интерфейс – компьютер түйіндері мен блоктарының байланыс жүйесі – байланыс электр линияларының жиынтығы, компьютер компоненттері, белгі тарату және түрлендіру хаттамалары. 

Жүйелік шиналар – барлық құрылғылардың байланысын қамтамасыз ететін компьютердің негізгі интерфейстік жүйесі.

Жүйелік шина ақпарат таратудың үш бағытын қамтамасыз етеді:

1) микропроцессор мен негізгі жады арасында;

2) микропроцессор мен сыртқы құрылғылар енгізу-шығару порттары арасында;

3) жады мен сыртқы құрылғылар енгізу-шығару порттары арасында.

Жүйелік шинаның бернелік сипаттамасы:

-  Қызмет ететін құрылғы саны.

-  Өткізу мүмкіндігі.

Әртүрлі компьютерлерде жүйелік шина ретінде:

- кеңейту шиналары;

- жергілікті шиналар қолданылады.

 

Бақылау сұрақтары:

1)       Машина ішілік интерфейсі деген не?

2)       Машинаішілік интерфейс ұйымдастыру.

3)       Жүйелік шина деген не?

4)       Жүйелік шина құрамына не енеді?

5)       Дербес компьютер негізгі бернелік сипаттамасын атаңыз?

6)       Дербес компьютер сипаттамасын атаңыз.

7)       Дербес компьютер өнімділігіне әсер ететін негізгі факторларды атаңыз.

8)       Компьютер негізгі құрылғыларын атаңыз.

9)       Қандай архитектура «Фон-неймандық» деп аталады?

10)   Компьютер архитектурасы деп нені айтады?

11)   Компьютер құрылымы деп нені айтады?

12)   Кең тараған компьютерлік архитектураларды айтыңыз?

13)   Классикалық архитектура ерекшеліктерін атаңыз.

14)   Шешілетін есеп сипаты компьютер архитектурасымен қалай байланысады?

15)   Көп процессорлы архитектураның қандай ерекшеліктерін білесіз.

 

7 Дәріс №7. Компьютер жадысы

 

Дәрістің мақсаты: жады түрлерін оқып үйрену.

 

Жады түрлері:

- регистрлік;

- жедел жады;

- КЭШ;

- тұрақты жады;

- КМОП;

- сыртқы.

Жады түрлерінің бүтін иерархиясы жылдамдығымен, энерго тәуелділігімен, мақсатымен, көлемі мен бағасымен түсіндіріледі. Жады көп түрлілігі қымбат және арзан жадылар арасындағы қарама-қайшылықты жоқ етеді.

 

Регистрік жады

Регистрік жады – жылдам (оны кейде жедел жылдам дейді). Ол процессор ішінде орналасқан регистрлер блогынан тұрады.

Регистрлер процессордағы қарапайым операцияларды орындайды: алмасу, қосу, операнд жылжыту, мекен жайын есте сақтау,  процессор жағдайын тиянақтау.

Жедел есте сақтау кұрылғысы. Жедел жады – мәліметтер сақтай алатын кристалдық ұяшықтар массиві. Кез келген уақыт мезетінде ақпарат сақтай алады.

Қорек көзін ажыратқаннан кейін ақпарат ЖЖ-дан өшіп қалады. Мегабайт өлшеммен өлшенеді: 64, 128, 256 Мбайт және т.б. Ашық тұрған бағдарлама ЖЖ-да болады. Жады үлкен болса,  бірнеше бағдарлама ашуға болады.

Жадының әр ұяшығының саннан тұратын өз мекен-жайы бар. 

Синхронды жады – оның микросхемалары  конвейерлі архитектура пайдаланады.  SDRAM жұмыс синхронизациясы жады контроллеріне мәліметтер дайындығы жайында хабарлайды.

Жұмыс қағидасы  - мәліметтер разрядты шина бойынша таратылады, ол жиілігіне қарамастан екі еселенген тиімді жылдамдықты қамтамасыз етеді

Оперативті жадының түрлері көп:

-       Динамикалық жады.

-       Статикалық жады.

Оперативті жады компьютердің модуль деген панелінде орналасқан. оперативті жады модульдерін материндік платаның сәйкес жерлеріне қосады.

Статикалық жады ұяшықтары электрондық микроэлементтер – бірнеше транзистордан тұратын триггерлер ретінде елестетуге болады. Триггерде зарядтар емес, жағдайы (қосылған, қосылмаған) сақталады. Сондықтан жадының бұл түрі жылдам жұмыс істейді, технологиялық жағынан күрделі, сәйкесінше қымбат.

Динамикалық жадыны компьютердің негізгі жадысы ретінде қарастыруға болады. Статикалық жады микросұлбаларын динамикалық жадыға қосымша (кэш-жады) деп атауға болады, процессор жұмысын тиімділеуге арналған.

КЭШ-жады тұтынушыға  көрінбейді, ондағы мәліметтер бағдарламалық қамтама үшін жетімсіз оған ЖЖ-дан алынған мәліметтерді, бағдарлама командаларын орналастырып, процессор жеке пайдаланады. Оған ақпарат қайдан келгенін есте сақтайды. Егер осы мәліметтер тағы қажет болса, ЖЖ-ға қарамай, осы кэш жадыдан ала саламыз.

КЭШ жадының ЖЖ-дан көлемі аз, оның контролері (басқаратын сұлбасы) қандай мәліметтерді кэш-жадыда сақтау керек, қандайын ауыстыру керек екенін қарап отырады. Жиі қолданбайтын немесе қолданылмайтын ақпарат алынып тасталады, кэш-жады компьютер өнімділігін көбейтетін құрылғы.

Кэш-жады бірнеше деңгейге бөлінген:

- бірінші деңгейлі  кэш, сол процессор кристалда орындалады, бірнеше Кайт көлемді;

- екінші деңгейлі кэш, процессор кристалында немесе сол түйінде орналасады;

- үшінші деңгейлі кэш SRAM типті жылдам микросхемаларда орындайды, процессорға жақын материндік платада орналастырады.

 

Динамикалық жады

Жиілік шектеу мәселелерінен соң INTEL корпорациясы PC100 (есте сақтау матрицасы жұмыс жиілігі) жады микросұлбалары үшін арнайы специфика дайындады.

Динамикалық жады ұяшықтарын микроконденсатор (МДЖ-құрылымды) түрінде елестетуге  болады, ол кең таралған жады түрі. Кемшілігі: конденсатор разряды кезінде ұяшық зарядын жоғалта аламыз.  Регенерация секундына бірнеше мәрте қайталанады.

 

 

Жедел жады

Жедел жадының негізгі сипаттамасы - жады көлемі және жылдамдығы. Жады жылдамдығы екі параметрмен сипатталады:

- мүмкіндік (доступ)уақыты;

- цикл ұзақтығы.

Мүмкүндік уақыты жады ұяшығына қарау үшін қанша уақыт кететінін көрсетеді.  Ол наносекундпен өлшенеді. Жетімді уақыт 50-70 нс.

 

Тұрақты жады (ROM)

Компьютер қосқан кезде оның ЖЖ-да ешнәрсе – мәлімет, бағдарлама жоқ.  Тұрақты жады ұзақ сақтау үшін қажет, компьютер өшіп тұрған жағдайда да, ТЖ құрамына базалық жүйе бағдарлама жиынтығы кіреді.

ТЖ - өзгертілмейтін ақпарат: операциялық жүйе жүктемелеу бағдарламалары, компьютер құрылғыларын тестілеу бағдарламалары және енгізу-шығару жүйелері драйверлерін сақтау үшін қажет.

ТЖ-ға ақпарат лабораторияда жазылады.  Жазу және өшіру тәсілдері электрлік тәсілді болып табылады.

CMOS Энерготәуелді жадысы.

Клавиатура сияқты стандартты құрылғылар жатады.

Өткiзу қабiлетi,

 

Мбайт/с

 

 

Бұл теңдеулер "процессор"-дың жүйесiнiң өнiмдiлiгi екi әдiстермен үлкейтуге болғанын көрсетедi:

–    такты жиiлiктi жоғарылату;

–    мәлiметтердiң шинасының дәрежелiгiн үлкейту.

 

18 сурет

 

8 Дәріс № 8. Тораптық құрылғылар

 

Дәрістің мақсаты: жетімді әдісін таңдау, трафикпен басқару, тораптық құрылғылар пайдалану мысалдары.

 

Тұтынушылар арасындағы байланыс және тарату физикалық байланыс және кабель құрылған болса ғана мүмкін болады. Бірақ да жеткіліксіз. Кабельмен мәлімет тарату әдістерін  анықтау керек.

Мүмкүндік  әдістері – компьютер тораптық кабельмен мәліметтер жіберу және қабылдау ережелерінен тұрады.

 

 

Трафикпен басқару.

Торапта барлық компьютерлер кабельмен қосылған. Егер екі компьютер бір уақытта мәлімет таратқысы келсе, олар пакеттері бір-бірімен қақтығысып қалуы мүмкін. Ол коллизия деп аталады.

Сондықтан:

1) кабельге мәліметтерді соқтығыспайтындай етіп жіберу керек;

2) ақпаратты толық деген сеніммен қабылдап алу.

Барлық компьютерлер торапта бірдей әдіс пайдалану керек.      

 

Тораптық карта

Жергілікті тораппен компьютер байланыстыру үшін қажет. 10, 100, 1000 Мбит жылдамдықпен мәлімет тасымалдаумен сипатталады. Кейбір құрылғылар оралған жұппен, кейбірі коаксиалды кабельмен байланысады.

Компьютерлер торапқа бір-бірімен ақпарат алмасу үшін қосылады. Коаксиалды кабельден бастап оптоталшықты  кабельдер және радиотолқынды (Bluetooth, Wi-Fi, WiMax) байланысы ұйымдастырылады. Тораптық карта барлық белгілерді қабылдап компьютерге тарататын ортадағы жеткізуші.

 

Модем

19 сурет

 

Модемнiң тағайындауы сондай болып сонымен қатар торлық картада - ақпар алмасу үшiн компьютерлердiң қосуы тек жұмыс қағидасын айырып таныған.

Телефон сызығы бойынша уақыттың кейбiреуіне дейiн әңгiме мынада (толқындардың түрiнде) тек қана аннотацияға белгі жұғыса алды, осы уақытта компьютер тек қана (түрде 0 және 1) сандық мәлiметтерінің мәселесімен жұмыс iстей алатын (модулятор-демодулятор) модем, ол сандық белгілерді шешіп оған телефон сызығы бойынша керiсiнше саяхаттауға мүмкiндiк берген аннотацияға белгі, ал компьютер түсiне алу үшiн сандарға өзгертедi.

Iшкi модем аналық төлемде тiркеуiшке қондырылады және көз атаудан шығады (немесе USB) компьютердiң сериялы Портуына қосатын сыртқы модем бой тасалатынған. Iшкi модемнiң артықшылығы - орын алмайды, арзандау, сыртқы модемнiң артықшылығы - сыртқы ауыстырып қосуды мүмкiндiк.

DSL-модем

20 сурет

 

TV - тюнер

Олардың көмегімен теледидар компьютердi пайдалануға, сонымен бiрге қатты дискке беруін жазуға ретедеуге болады.

Модем дербес компьютерден шыққан сандық белгілерді жалпы телефон арналары арқылы тасымалданатын аналогтық белгілерге түрлендіреді. Ал екінші модем қабылданған белгілерді қайтадан сандық түрге ауыстырады. Модеммен жабдықталған кез келген компьютер иесі телефон арқылы провайдермен байланысып, интернет жүйесі қызметін пайдалана алады. Қарапайым модемге қарағанда ADSL модемі белгі құрмайды, бірден телефон тізбегі арқылы сан түрінде береді.  Бұл модемнің тағы бір өзгешілігі Интернетпен байланыста телефон бос болады. ADSL - байланыстың теориялық жылдамдығы (провайдерден қолданушыға дейін) 7 Мбайт/с (ал шын мəнінде 1 Мбайт/с).

 

Компьютердiң таңдауы

Микропроцессор. Микропроцессорларды жылдам мiнсiздiкке жетiп, өзгерiп ескiредi. Маңызды қолданбалы бағдарламалар үшiн Pentium ШК әйгiлi тағы бiрнеше жылдар артқа қазiр iс жүзiнде жарамдылық емес: көп жаңа бағдарламалық өнiмдер және шеттегi құрылым осы ШК-тан сәйкес емес. ШК Pentium 2 және Pentium 3 ұқсас. Егер қаржы Prescott-терге мүмкiндiк берсе  болашақта ШК-ты лазым таңдалсын, оның жоғары құнына қарамастан, яғни Pentiumнiң ШК-i және Prescott  бiрі таңдалсын.

Жүйелiк интерфейс. Интерфейс ISA бiрнеше ескiрдi; жергiлiктi интерфейспен ISA бiрлесiп талқылау - қолайлы нұсқа, бiрақ EISA жақсы мүмкiн, екiбастан, PCI-нiң жергiлiктi интерфейстерiнен VLB және кез келген PCI-лер жақсырақ таңдауға болады, онда VLB-да бүлдiредi, бiрақ қымбаттау, және ШК егер Pentiumдер емес және сыртқы құрылымдар болады сол тәрiздi диск сияқты интерфейстiң таңдауы туралы айтуға болады: (ATA ) IDE бүгiн ескiрдi, бiрақ (ата-шы) EIDE SCSI-нiң орташа қажеттiктерiн әбден қанағаттандыруға және (өте қымбатт) тiптi мiндеттi түрде емес таңдай алады.

  Маршрутизатор аппараттық және бағдарламалық қаптамадан тұрады.

Тораптық сервер, компьютер, арнайы құрылғы, әртүрлі торап интерфейсі: Ethernet, т.б.

Маршрутизаторлар тораптық деңгейде жұмыс істейді.  Маршрутизаторлар пакеттерді белгілі құрылғыларға бағыттайды. Олар жай жұмыс істейді, торап және құрылғы мекен-жайын анықтаулары керек.

Маршрутизаторлар торапты қорғайды.

Маршрутизаторлар көпір (мост) дамуы болып табылады:

-       Мекен-жайы бойынша сүзілу жасайды.

-       Аппараттық мекен-жайы  және тораптық мекен-жайы бойынша сүзілу жасайды. 

Көпірмен жіберілген  пакеттер барлық қосылған сегменттерге бағытталады.

 

 

9 Дәріс № 9. Байланыс және арнайы қосымша  құрылғылары

 

Дәрістің мақсаты: бөлу жүйесі қызметіне арналған құрылғыларды оқып үйрену.

 

Телекоммуникациялық шкаф

          Телекоммуникациялық шкаф көлденең бөлу қызметіне арналған құрылғылар қарастырылады. Осы негізгі жүйелеуден басқа қосымша – аралық және басқы кросстарды орналастыру жатады.

Арнаулы қосымшаларға арналған құрылғылар көлденең кабельді жүйелердің бір бөлігі болмайды, олар сырттан қосылуы мүмкін. 

Кабель бұзылуын болдырмау үшін кабельдік ағындарды дұрыс қою және тасымалдау құрылғыларын қолдану керек.

Белсенді құрылғылар қосуға арналған кабельдер және шнурлар кабельдік жүйелер элементтері түріндегі стандартпен қарастырылмайды. Ең үлкен аппараттық шнурлар ұзындығы 10м.

 

 

21 сурет - Телекоммуникациялық шкафтарда коммутация сұлбасы – кросс-қосылу

 

Стандарт талаптарына сәйкес келетін құрылғылардығана қарастыру керек. Телекоммуникациялық шкафтар жобалану керек және стандарт талапатарына сәйкес құрылу керек.

 

Телекоммуникациялық шкафтарда  белсенді құрылғыларды қосу екі түрлі – «аралық –қосылу»  және «кросс-қосылу» көмегімен жүзеге асырылады.

Кросс-қосылулар кабельдік жүйелердің өзара коммутациясы үшін және көп портты  коннекторлы  белсенді құрылғы қосу үшін қажет. Көп портты коннектор деп бір уақытта қосылатын бірнеше мекен-жайлы порттар көмегімен жүзеге асатын түйіндер мен құрылымдырды атайды. Көп портты коннектор үлгісі – Телсо –коннектор – 25 парлы коннектор, офистік АТС-терді қосатын телефонияда қолданыс тапқан.

Кросс-қосылу әдісі кабельдік жүйелерді қайта конфигурациялауға әсерін тигізеді.

Аралық қосылу бір портты коннектормен белсенді құрылғыларды қосу үшін қолданады.

 

22 сурет – Телекоммуникациялық шкафта коммутациялау сұлбасы  - аралық қосылу

 

Бір портты коннекторда көп портты коннекторға қарағанда екі мекен-жайлы портты бір-бірімен  коммутациялауды жүзеге асырады. Аралық қосылу әдісі белсенді құрылғы кабельдік жүйесіне бір портты коннектор қосылатын болса пайдалы болады. Бұл жағдайда мекен-жайлы порттың шексіз қосылу мүмкіндігі пайда болады. 2-суретте телекоммуникациялық қабаттық шкаф келтірілген. биіктігі 20-30 U болатын шкаф 50 тұтынушыдан тұратын кәсіпорынды қамтамасыз ете алады.

 

10 Дәріс № 10. Модуляция түрлері

 

Дәрістің мақсаты: модуляция тәсілдерін: жиіліктік модуляция (ЖМ), фазалық модуляция (ФМ), амплитудалы-фазалық модуляция (АФМ) оқып үйрену.

 

Модеммен мәлімет тарату үшін модуляция (модем деген сөз – қысқаша модем-демодем) қолданылады. Тарату және қабылдау құрылғылары бір-бірін түcіну үшін оларда модуляцияның бір түрін пайдалану керек. Мәліметтерді таратудың әртүрлі жылдамдығында өз модуляция әдістері бар, бірақ кейде бір жылдамдықпен әртүрлі модуляция тәсілдері жүзеге асуы мүмкін.

Кеңінен қолданылатын модуляция түрлері: жиіліктік модуляция (ЖМ), фазалық модуляция (ЖМ), амплитудалық-фазалық модуляция (АФМ). ЖМ  жиіліктік модуляцияның бір түрі. Мұнда телефондық сым бойынша таратылатын тасушы белгі жиілігі белгілі бір түрде өзгереді, бұл өзгерістерді қабылдаушы құрылғы декодалайды. АФМ – белгі фазасы өзгеріп, жиілігі тұрақты болатын фазалық модуляцияның бір түрі. АЖМ-да белгінің фазасы мен амплитудасы да өзгереді, ол алдыңғы екі тәсілге қарағанда көп ақпарат таратады.

V103. 300 бит/с жылдамдықта мәлімет таратын стандарт США мен Канадада қабылданған. Модуляция түрі – ФМ, әр белгінің жағдайына бір бит cәйкес келеді. Жылдамдығы жоғары модемдерде қолданылады.

V12. 1200 бит/с жылдамдықты мәлімет таратады, США мен Канадада қабылданған. Мұнда дифференциалды фазалық басқару қолданылады, мәлімет тарату жылдамдығы 600 бод, әр сигнал жағдайында 2 бит мәлімет кодаланады.

V21. 300 бит/с жылдамдықпен мәлімет тарататын стандарт. 103 модемы V21 модемімен бірікпейді. Бұл cтандарт АҚШ-тан басқа жерлерде қолданылады.

V22. 1200 бит/с жылдамдықпен мәлімет тарататын халықаралық стандарт. V21-ге ұқсайды, бірақ бірікпейді.    

V22bis. 2400 бит/с жылдамдықпен мәлімет тарататын халықаралық стандарт (bis-стандарттың жақсартылған түрі). Ол АҚШ-та және басқа елдерде қолданылады. Ол АҚШ-та және басқа елдерде қолданылады. Онда AФМ пайдаланылады, тарату жылдамдығы 6оо бод, әр сигнал жағдайында 4 бит кодаланады.   

V23. Бұл стандартта бір бағытта 1200 бит/с жылдамдықпен мәлімет таратылады, 75бит/с – кері бағытта. Ол мәліметтермен екі бағытта әртүрлі жылдамдықта ауыса алады. Бұл 12оо бит/с жылдамдықты модемдер құнын төмендету үшін шығарылған. Еуропа елдерінде қолданылады.

V29. Бұл стандартта жартылай дуплексті (бір бағытты) 9600 бит/с жылдамдықпен мәлімет таратылады. Ол факсиммильді аппараттарда қолданылады.

V32. Бұл стандарт дуплексті (екі бағытты) 9600 бит/с жылдамдықпен мәлімет таратады. Онда қателерді жөндеуге және байланыс құру мәсілдері болады. Модуляция – амплитудалық-фазалық, тарату жылдамдығы 24оо бод. Қабылдау құрылғысында қателерді түзетуге болады, тарату линияларында шуға төзімділік өседі. Бұл күрделі және қымбат модем.     

V32bis. V32bis стандарты 14400 бит/с мәлімет тарату жылдамдықты V32 стандартының кеңейтілген түрі. Мұнда AФМ қолданылады. Сенімділігі мол. Дуплексті байланысты қамтамасыз етеді. Телефондық линия сапасы онша жоғары емес болса, онда модемдер V32 қалыпты режиміне қосылады. Өнімділігі мен бөгеуіл тұрақтылығына байланысты қазіргі жоғары сапалы телефондық желілерде бұл cтандарт қолданылады.

  

11 Дәріс № 11. Сымсыз жеткізу

 

Дәрістің мақсаты: радиоарна түрін таңдау,  сымсыз мәлімет таратудың жетістіктері мен кемшіліктері.

 

Жер және спутниктік байланыс радиоарналары радиотолқындарды таратқышы және қабылдағышы көмегімен  жасалады. Ондағы белгі модуляциялау әдісімен амплитудалық модуляция диапазондары деп аталатын  жиілік диапазоны және арна ұзақтығымен ерекшеленетін радиоарна көптүрлі. қысқа, орташа және   ұзын толқындар диапазоны (КВ, CD және ДВ) ұзақ жолды байланысты қамтамасыз етеді. Ультрақысқа толқын диапазонында жұмыс істейтіін (УКВ) арналары жылдам болып табылады,   олар жиіліктік модуляциямен сипатталады, сол сияқты өте жоғары  жиілікте болады. СВЧ диапазонында (4 ГГц жоғары)  белгілер Жер ионосферасымен бейнеленбейді.  Тұрақты байланыс үшін таратқыш пен қабылдағыш арасында тікелей көрініс  талап етіледі. Сондықтан мұндай жиіліктер спутниктік арналарды немесе радиорелейлі арналарды  пайдаланады.

Сымсыз байлданыстың IEEE802.11   стандарты өкілі RadioEthernet:

802.11а:

802.11g;

802.11i;

802.11s;

802.11n;

802.16;

802.16e.

802.20 …

WiMAX.

IEEE802.11   стандарты абонентер жалпы арнаға бірдей жететін режимде сымсыз байланыс ұйымдастырады. Байланыстың жалпы арнасы бірнеше технология көмегімен ұйымдастыруға болады.  IEEE802.11   стандартына сәйкес бұл үшін оптикалық белгі және кең жолақты белгі қолдануға болады.

 RadioEthernet – біршама түрлендірілген желі. Ол ұялы байланыс жүйелеріне ұқсас құрылады, ұялы (сота) байланыс радиусы  бірнеше километрді құрайды. Әр ұялы орталығында барлығы бір бағытты немесе  бірнеше секторлы антенналарымен жеткізу нүктесі бар. 

Кең жолақты белгіні пайдаланғанда  бөгеуіл тұрақтылығы жоғары болады. Негізінен бөгеуілдер спектр бойынша орналасқан, сондықтан  олар кең жолақты белгі құрамының  аз бөлігін бұзады. Корреляциялық өңдеу есебінен  қабылдау жағында белгі қалпына келтіріледі.

Екіншіден, кең жолақты белгі жүйелері спектралды құрамында төмен амплитуда бар болғандықтан басқа байланыстарға бөгеуіл туғызбайды. Кең жолақты белгі пайдаланатын байланыс жүйелері жұмысының бұл қасиеті бағалы. Бұл жүйелер әскери қызметтерде пайдаланылады. Үшіншіден, байланыс арналарын кодалық бөлу бірегей жиіліктік диапазонды іске қосады. Осы қағидада СДМА жүйелері құрылған.

RadioEthernet жүйелерінде  кең жолақты белгі жасаудың екі әдісі бар: DSSS (тікелей тізбектеу спектрін жасау) және FHSS (жиілік секірісі бойынша спектр жасау).

Олардың біріншісі -жиілік жолақтарын 11-ге бөледі. ШПС кең жолақты белгілер терминінде берілген белгі базасы 11-ге тең екенін көрсетеді.

Екінші әдіс 79 арнаның біреуінде жалған кездейсоқ бір уақыттағы таратқыш және қабылдағыш қосылысын пайдалануға негізделген. бұл әдіс классикалық кең жолақты белгілер (ШПС) жасамайды, бірақ бөгеуілге тұрақты байланысты жасырады, бұл жағдайда белгі бір арнада тоқталады.

RadioEthernet желілері 915 МГц және 2,4-2,4835 ГГц жиілікте жұмыс істейді. 915 МГц жиілігінде DSSS белгі жасау әдісі қолданылады. Тарату жылдамдығы 2 Мбит/с.

2,4 ГГц диапазонында FHSS әдісі қолданылады, бірақ ДССС-да қолданылуы мүмкін. Барлық диапазон арналар қатарына бөлінеді. FHSS әдісі мекеме ішіндегі құрылғыларда пайдаланылады, бөгеуіл тұрақтылығы төмен, басқа жүйелерге бөгет туғызады.

Wireless LAN Technologies

RadioEthernet технологиясынан басқа CDMA технологиясын пайдаланатын Wireless Local Loop (WLL)  жүйелері таратылған. Олардың жетістігі Интернеттен басқа телефондық байланысты алуға болады. Сымсыз байланыстың басқа тәсілдерінен  айырмашылығы WLL пайдалану Интернетке қосылуға үйден немесе аудандық желілерде ғана емес, сонымен қатар жеке тұтынушыларды телефон керек болған жағдайда  қосылуға болады.

Абоннеттік аппаратура WLL бойынша қосылуды ұйымдастыру үшін RadioEthernet –ке қарағанда арзан.

Сандық мәлімет белгілері радиожиіліктік арнаға модуляцияланады, антеннаға таратылады. Коаксиалдық кабель антеннадан СВЧ-диапазондыдан кабельдік теледидар жиіліктік диапазонына айналдыратын конверторға барады.

Белгі тұтынушы мекемесіндегі модемға келіп түседі. Модем кіріс белгісі мәліметтерін демодуляциялайды, дербес компьютерге немесе жергілікті-есептеу желісіне бағыттайды.

Сымсыз мәлімет тарату жетістіктері:

- кабельді линия жоқ жерде ұйымдастырылады, жеңіл жобаланады, өзгертіледі;

- экономикалық тиімді;

- сымсыз байланыс арақашықтыққа онша тәуелді емес;

- тарату линиялары ұрланбайды, сақтау оңай.

Кемшіліктері.

Біріншіден:

-       инфрақұрылым құру қажет;

-       бағасы;

-       тікелей көрініс талап етіледі;

-       таратқыштан белгілі ара қашықтық шегінде ғана қабылданады;

-       ара қашықтықты ұзарту үшін барлық қызмет ету аймағында ретранслятор желісін орнату керек.

Екіншіден:

-                     сымсыз байланыстың толық масштабты қалалық желілерінде айналым жолында кедергі табиғат болып табылады. Ұялы операторлармен параллелді байланыс  жүргізсе, абоненттер санын көбейтуге болады.

- ұялы телефондық байланыста орташа сөйлесу ұзақтығы минуттан аздау болса, базалық станция  сиымдылығы жоғары болады.

 

Спутниктік байланыс

Қазір төрт спутниктік байланыс бар: Айко, Глобал Стар, Инмарсат және Иридиум. Инмарсат – ең ежелгі. Ол 1982  пайдаланды. Иридиум 1998 ж. бері екі жыл жұмыс істеп өзін банкрот деп жариялады. Оның абоненттері осы күнге дейін жұмыс істейді.

 

12 Дәріс № 12. хDSL технологиясы

 

Дәрістің мақсаты: ADSL жалпы стандартын пайдалану, жиілік диапазонын, ең жоғары толық дуплексті жылдамдықты анықтау.

 

Кең жолақты жеткізу нарығында DSL технологиясы бірінші орында. HDSL сызықтарының соңында бірдей құрылғылар қолданылады. ADSL  модемдерін пайдалану кезінде қосымша құрылғы – DSLAM мультиплексор мәліметтерін тарату желілеріне қосылуға арналған сплиттер (олар сүзгілерден тұрады, мәлімет және дауыс арналарын бөлу үшін қажет) болу керек.

ADSL

Бір уақытта бір телефондық арнада мәлімет пен дыбыс та беріледі.

Мәлімет пен дыбыс тарату үшін пайдаланылатын жиілік диапазонын бөлу үшін сызық соңында арнайы сүзгілер сплиттерлер құрылады.

23 сурет - DSL пайдалану

 

 

24 сурет  – HDSL және ADSL көмегімен байланыс ұйымдастыру сұлбалары

 

Төмен жиілікті белгілер телефондық станцияның коммутациялық құрылғысына және абоненттің телефондық аппаратына жетеді. Жоғары жиілікті белгілер ADSL модемдеріне беріледі.

 

25 сурет - HDSL және ADSL көмегімен көрсетілген ақпаратты

 

Жаңа технологиялар

ADSL2

ADSL2 ерекше негізіне ADSL технологиясының көп жылдық тәжірибесінде түйіндер енеді. Өткізу қабілеттілігін көтеруден басқа ADSL2-де  әртүрлі өндірушілер құрылғылары бір-бірімен стандартты түрде бірігеді. Стандарт тарату сандық тәртібінің талаптарынан тұрады.

ADSL2 (2) жаңа стандарты қорек көзімен басқарылады, ол энерготұтынуды үнемдейді. ADSL трансиверлері энергияны күні-түні мәлімет алмасып жатпаса да тұтынған.

ADSL2 (3)

Қорек көзін басқарудың екі тәртібі бар. Энергияны қалыпты тұтынудан энергоүнемдеу режиміне ауыса алады.  Жұмыс тәртібін құру үшін трансиверге 3 секунд уақыт керек.

ADSL2+

Арна да өткізу қабілеттілігін көтеру тәсілдерінің қарапайымы бірнеше телефондық арналарға біріктіру болып табылады. Бұл мүмкіндік дәстүрлі стандартпен қарастырылмайды. Жаңа ADSLде  бұл кемшілік  жоғалған.

Жылдамдығы:

-       20Мbps 2 біріккен жұпқа;

-       30Мbps 3 біріккен жұпқа;

-       40Mbps 4 біріккен жұпқа.

-       Тарату жылдамдығы 25 Мбит/с.

ADSL2+ ADSL  стандарты құрылғыларымен толық кері бірігуді қамтамасыз етеді.

Ең басты қасиеті – ара қашықтық және мәлімет таратуды ұзарту, линия диагностикасын ұйымдастыру. Байланысты  тез ұйымдастыру, қуатты басқару.

Ешнәрсе тегін істелмейді. Барлық өндіріс орынның комьютерлерін желіге қосар алдыңда толық ойлаған дұрыс, көбіне бір бөліктерін дербес қалдырған жөн. Тіптен желі мүмкін керекте емес, өйткені одан пайда болатын қиыншылықтар шешілмейтің меселелер тудырады.

         Мында желі теориясы, абонент, сервер, тұтынушы секілді маңызды түсініктерді айта кеткен жөн.

         Абонент (түйін, хост, станция) —        желіге қосылған, ақпарат алмасуы тығыз жүретін құрылғы. Көп жағдайда абоненттік желі компьютер болып табылады, сонымен қатар желіге тікелей қосыла алатын желілік принтер немесе басқа шеттегі құрылғылар абоненттік желі бола алады. Келесіде «абонент» термині «компьютер» терминімен алмастырылады.

         Сервер деп – өзінің ақпараттық ресурстарын басқа абоненттерге  пайдалануға беретін бірақ өзі қолданбайтын абоненттік желі. Осылай ол желіге қызмет етеді. Желіде сервер саны бірнеше болуы мүмкін, сонымен қатар сервер ең қуатты компьютер болуы міндетті шарт емес. Белгіленген сервер бұл – желінің жұмысымен айналысатын сервер. Белгіленбеген сервер желінің жұмыстарымен қатар басқа жұмыстарды шешуге арналған. Сервердің ерекше түрі – желілік принтер.  

         Тұтынушы бұл – желідегі ресурстарды қолданатын, бірақ желіге өзінің ресурстарын қоспайтын, желімен қолданатын абоненттік желі.

         Сервер мен тұтынушы тек компьютер түсінігімен шектелмейді, сонымен қатар оларға жұмыс істейтін бағдарламалық қосымшаларды айтады.

 

13 Дәріс № 13. Құрылымды кабельдік жүйелер

 

Дәрістің мақсаты: кабельдік жүйелердің түрін оқып үйрену және құрылымдық кабельдік жүйелер стандарттарымен және оларды пайдалану ерекшеліктерімен танысу.

 

Кабельдік жолдар құрылғысы күрделі. Кабель бірнеше оқшаулау қабатты: сым өткізгіштерден тұрады: электрлік, электромагниттік, механикалық, сол сияқты климаттық оқшаулану. Осыдан басқа кабель әртүрлі құрылғыларды қосатын тетіктерден (разъем) тұруы мүмкін. Компьютерлік (телекоммуникациялық) желілерде үш негізгі кабель түрлері пайдаланылады: мыс сымдар жұбымен оралған кабельдер, желісін коаксиалды кабельдер, талшықты-оптикалық кабельдер (кабельдердің алғашқы екі түрі мыс кабельдер деп аталады).

Кабельдер төсемі және эксплуатация шарты бойынша ішкі кабельдер (мекеме кабельдері) және сыртқы кабельдер болып бөлінеді, олар өз кезегінде жерасты, суасты және әуе байланыс кабельдері деп бөлінеді.

Оралған сымдар жұбы өрілген қосақ деп аталады. Сымдарды орау кабельмен таратылатын пайдалы сигналдарды сыртқы және өзара бөгеуілдер әсерін төмендетеді. Мекеме ішінде жауапкершіліксіз пайдалану үшін оралмаған жұпты симметриялық кабельдер – «лапша» деп аталатын кабельдер пайдаланылады.

Өрілген қосақ негізіндегі кабельдр симметриялық  кабельдер деп аталады, себебі құрылымды түрде бірдей сым өткізгіштерден тұрады. Симметриялық кабель өрілген қосақ негізінде экрандалған болуы мүмкін немесе экрандалмаған болуы мүмкін.

Кез келген кабельдегі өткізгіш сым желілерінің электромагниттік оқшауланудан басқа электрлік оқшаулануын (изоляциясын) байқауға болады. Электрлік оқшаулану өткізбейтін диэлектрлік қабаттан – қағаз немесе полимерден тұрады, мысалы, поливинилхлорид және полистиролдан тұруы мүмкін. Екінші жағдайда электрлік оқшаудағы өткізгіш сым желілері электромагниттік экран ішіне орналастырылады, өткізгіш мыс өрме падаланылады. Симметриялық кабель бірнеше өрілген қосақтан тұруы мүмкін. Қазіргі кезде мекеменің кабельдік жүйелері экрандалмаған өрілген қосақтардан құрылады, көпшілік жағдайда американдық стандарт жіктемесіне сәйкес 5 категориялы өрілген жұп қолданылады.

Коаксиалдық кабель өткізгіш сымдардың симметриялы емес жұптарынан тұрады. Әр жұп ішкі мыс сым және бірдей осьті сыртқы желілерден тұрады. Сыртқы желі екі рөл атқарады – онымен ақпараттық белгілер таратылады, және ішкі желіне сыртқы электромагниттік өрістерден сақтайтын экран болып табылады.

Коаксиалдық кабельдердің бірнеше түрі бар: сипаттамасы мен қолдану аймағына – жергілікті компьютерлік желілер үшін, үлкен телекоммуникациялық желілер үшін, кабельдік теледидар үшін және т.б. байланысты бөлінеді.

- фольга экранды өрілген қосақ;

- өрімді экранды өрілген қосақ;

- экрандалмаған өрілген қосақты фольгамен экрандалған кабель;

- экрандалмаған өрілген қосақты қорғалған (фольга мен өрмемен екі рет экрандалған) кабель;

- фольгамен экрандалған өрілген қосақ өрмемен қорғалған кабель;

- өрмелі өрілген қосақпен экрандалған өрмелімен қорғалған кабель.

Құрылымдық кабельдік жүйе (СКС) - өнеркәсіп аумағында коммуникациялық желі құруға арналған және мәліметтерді таратуды қамтамасыз ететін мекеме ішіндегі жобаланған жүйе.

СКС – ІSО/ІЕС 118о1, ТІА/ЕІА-568-А және басқа стандарттар талаптарына сәйкес құрылған жобаланған және монтаждалған кабельдік жүйе.

Ро – 1-жұп соңындағы белгі қуаты;

Р1- 2-жұп жақын маңдағы соңына ауысқан бөгеуілдер қуаты;

Р2-2-жұп алыс жердегі соңына ауысқан бөгеуілдер қуаты;

Ас – жұптардың өзіндік өшулігі (дБ).

 

Байланыс арналары

Кабельдік байланыс сымдары арқылы.

 

Есілген қоссым             Коаксиалды кабель               Оптоталшық

 

26 сурет

 

Интерфейстер

 

27 сурет

RJ-45 интерфейсі.

 BNC интерфейсі.

 

Коаксиальды кабельмен қосылған желі сұлбасынан мысал.

Технологиясы:

 

28 сурет

 

Ethernet 10 Мбит/с

Байланыстыру арнасы:  Коаксиалды кабель.

 

29 сурет

 

Трансивер

Трансивер тікелей кабельге жалғанып  орналасады да, компьютердің желілік картасы арқылы қоректенеді. Трансивер желілік картаға AUI (Attachment Unit Interface) типті интерфейстік кабельмен қосылып тұрады.

 

Концентратор

Концентратор деп физикалық түрде бірнеше байланыс арналарын біріктіріп тұратын бірнеше порттары бар қайталауышты айтады. Концентратор желінің физикалық топологиясын өзгертеді, бірақ оның логикалық топологиясы өзгермейді. Егер оның бір портына мәлімет келіп түссе, ол оны көбейтіп барлық басқа порттар арқылы жөнелтеді.

Бір мәлімет бөлігінің (пакетінің)  желі бойынша  жеткізілу үдерісі.

Желі құрылғылары хаттамалар бекіткен ережелерді мүлтіксіз орындау арқылы мәлімет қабылдау және жөнелту істерін орындайды.

 

 

 

30 сурет

 

Желідегі компьютерлерді байланыстыру мәселелері:

–     байланыс арналарындағы белгілерді сәйкестендіру;

–     тасымалдау ортасымен қатынас құру ережелерін анықтау;

–     ақпаратты тасымалдау сенімділігін арттыру;

–     ақпаратты тасымалдау тасымалдауын және мекен-жай тәсілдерін анықтау.

КЖ жіктелуі;

–  UTP – бұралған жұбы да, кабелі де экрандалмаған;

–  FTP – бұралған жұбының экраны фольгалы;

–  STP – бұралған жұбының экраны оралған;

–  F/UTP –  бұралған жұбы экрандалмаған, кабелі фольгамен экрандалған.

–  S/UTP – кабелі қорғалған (фольга және орамамен екі рет экрандалған), бұралған жұбы экрандалмаған;

–  S/FTP – кабелі қорғалған (фольга және орамамен екі рет экрандалған), бұралған жұбы фольгамен экрандалған.

–  S/STP – кабелі қорғалған (фольга және орамамен екі рет экрандалған), бұралған жұбы қорғалған (фольга және орамамен екі рет экрандалған).

 

 

14 Дәріс № 14. Ақпарат таратудың орталары

 

Дәрістің мақсаты: ақпарат таратудың әртүрлі орталарының сипаттамасын оқып үйрену.

 

Желі құру кезінде әртүрлі физикалық орта пайдаланатын байланыс жүйелері қолданылады: ауада ілінген телефондық және телеграфтық сымдар, мыс коаксиалдық кабельдер, мыс өрілген қосақтар, талшықты-оптикалық кабельдер, радиотолқындар. Байланыстың осы және басқа түрін таңдауда оның техникалық сипаттамаларына, бағасына, монтаждау қарапайымдылығына назар аударады. Қазіргі кезде талшықты-оптикалық кабельдердің болашағы зор. Ірі территориалды және қалалық желілер, жергілікті тораптардың жоғары жылдамдықты линиялары  құрылады. Сонымен қатар өрілген қосақ өзінің сапасымен және бағасымен сипатталады.

 

Ақпарат тарату ортасы

Байланыс жолдары  ақпараттық белгілер таратылатын физикалық ортадан, мәлімет тарату аппаратураларынан, аралық аппаратуралардан тұрады. Байланыс жолдары терминінің синонимі байланыс арнасы деп аталады.

 

31 сурет

 

Мәлімет таратудың физикалық ортасы кабельдерден тұрады, яғни ақпараттық белгілер таратылатын сымдар жиынтығынан, оқшаулау және қорғаныс қабаттары, жалғау тетіктері (ажыратқышы), жер атмосферасынан немесе космостық кеңістіктен тұрады. Қазіргі телекоммуникациялық жүйелерде ақпарат электрлік ток пен кернеу, радиобелгілер (сигналдар) немесе жарық белгілері көмегімен таратылады. Осы барлық физикалық үдерістер әртүрлі жиіліктің электромагниттік  ауытқуларынан өзгереді.

 

КЖ талаптары

Кабельдік жүйе кем дегенде:

1)       Универсалдық қасиетке ие болуы керек.

2)     Тез әрі аз шығынмен жаңа жұмыс орнын ұйымдастыру және топологияны ауыстыру мүмкіндігі болуы керек.

3)     Бірегей пайдалану қызметін ұйымдастыра алуы керек.

4)     Ғимаратпен бірге салынып, 10 жыл кепілдігі болуы керек.

          

Кабель категориялары

1)     3 категория (10BaseT Ethernet) телефония мен 16 МГц дейінгі жиілік диапазонында ақпарат тасымалдауға арналған.

2)     5 категория 100 МГц жиілікпен ақпарат тасымалдай алады.

3)     5 категорияның жақсартылғаны (5е).

4)     6 категория (200-250 МГц).

5)     7 категория (до 600 МГц).

ISO/IEC 11801 халықаралық стандарты бойынша ҚКЖ компоненттері категория (TIA/EIA) бойынша, линия мен канал класс (ISO) бойынша жіктеледі:

1)     5 категория, D класс;

2)     6 категория, E класс;

3)     7 категория, F класс;

4)     8 категория, оптикалық класс.

Талшықты кабель өзгешіліктері TIA/EIA-492AAAC құжатында келтірілген.

1)     Барлық қаралған құжаттар TIA-568-B стандартына бірігеді.

2)     Талшыққа қатысты сұрақтар TR-42.8 жұмыс тобының отырысында қаралады. TR-42.8 тобы -  TIA/EIA-568 стандартының бір бөлігіне жауапты жұмыс тобы.

3)     6 категория.

Арнайы TIA/EIA өзгешілігі (негізгі 568-B.2 стандартына қосымша, 2002 ж 17 маусымдағы JTC 1/SC құжаты) ресми түрде бекітілді.

Кабель өндіру аса қиын болмаса да, ажыратқыш мен коннекторларды жасау азап. Көп жағдайда бөтен фирмалардың коннекторы мен ажыратқышы бір-біріне келе бермейді де, 5 категорияға да сай келмейді. Сондықтан жүйелік кепілдік тек бір өндірушінің компоненттерінен құралған жүйелерге беріледі.

 

Кабельаралық әсерлесу

–          Кабельаралық әсерлесуді (наводка) гигабиттік бағдарламамен жұмыс істегенде ерекше ескеру керек:

–          Gigabit Ethernet 1000Base-T каналында дерек барлық 4 пара арқылы 2 бағытта тасымалданады. Бұралған паралар бірдей болса, (бұрау қадамы екеуінде де бірдей) екі бағыттағы кабельаралық әсерлесу пайда болады.

–          Gigabit Ethernet

 

32               сурет

 

Таралудың уақыт айырмасы - ең баяу жұп және ең тез жұбы арқылы белгі өтудің уақыттарының айырмашылығы.

 

33 сурет

 

Тасымалдауды жүргізетін - 2 бірдей өткізгіш, олар бірге бұралып, бұралған жұпты құрайды.

–     Кабель құрамында бірнеше бұралған жұп болады, әрқайсысының бұрау қадамы әр түрлі.

–     Сол арқылы бір-біріне әсерлесуді азайтады, ал егер екі жұптың бұрау қадамы бірдей болса, олар бір-бірімен қатты әсерлеседі.

–     Бөгеуілден қорғану.

–     Кабельді бөгеуілден қорғаудың 2 жолы бар.

–     Симметрлеу және бұрау қадамын таңдау.

–     Экрандау, сыртқы және ішкі.

 

Симметрлеу

Бұралған жұпта сымдар орындарымен ауыстырылады, сол арқылы әсерлесудің бірдей (симметрлі) шарты туындайды да теңестік орнатылады. Идеал бұралған жұпта әсерлесулер бірін-бірі жойып отырады. Бірақ тәжірибеде толық теңестік ешқашан орнамайды, әйтеуір бір бөгеуіл қалып қояды. Бұл қағиданы сыртқы бөгеуілге де айтуға болады, жұп теңестік жақсы болған сайын,  жұптардың сыртпен әсерлесуі аз болады.

 

 

34 сурет

 

Симметрлеу

Ең жоғарғы теңестік орнату үшін

–  жұпқа кіретін сымдарды жоғары дәлдікпен бірдей етіп шығару керек;

–  сымдарды біріктіріп біркелкі бұрау керек;

–  математикалық есептелген бұрау қадамы барлық 4 жұптарда да тиімді ету.

ҚКЖ ішкі жүйелері

 

 

35 сурет

 

Сымдық (әуелік) байланыс жүйелері бағандарға байланған және ауада ілінген оқшаланбаған және экрандалмаған өрмесіз сымдардан тұрады. Мұндай байланыс жолдары бойынша телеграфтық және телефондық сигналдар таратылады, кейде компьютерлік мәлімет таратуда да қолданылады. Бұл жолдардың жылдамдық сапасы және бөгеуіл қорғаныстығы  төмен. Қазір сымдық байланыс жолдары кабельдік жүйелермен ауыстырылуда.

Талшықты-оптикалық кабельдер жарық сигналдары таратылатын (5-60 микрон) жіңішке, иілгіш, шыны талшықтардан (талшықты жарық тасымалдаушы) тұрады. Әр жарық тасымалдаушы орталық жарық (жүрекше) өткізгіштен – шыны талшықтан, шыны қабаттан тұрады. Жүрекшемен өте отырып, жарық сәулелері сыртқы қабатын жауып  шағылысып оның шетіне шығып кетпейді.

Талшықты-оптикалық кабельдердің бірнеше түрінің сипаттамалары бар: электромагниттік, механикалық (иілгіш, сәйкес оқшалану кезінде мехникалық мықты). Олардың кемшілігі: талшықтарды ажыратқышпен және өзара кабель ұзындығын ұзартуда біріктірудің қиындығы.

Талшықты-оптикалық кабельдердің құны өрілген жұпқа қарағанда онша қымбат емес. Талшықты-оптикалық кабельдермен монтаждау жұмысын жасау қымбатырақ. Оптикалық талшықты ажыратқышқа қосу талшықты перпендикулярлы осьпен жоғары дәлдікпен кесіп, желімдеу операциясын орындау керек. Сапасыз қосу кезінде талшықты-оптикалық кабельдердің өткізу жолағы жіңішкереді.

Компьютерлік желілерде қазіргі кезде мәлімет таратудың барлық физикалық ортасы қолданылады, бірақ талшықты-оптиканың болашағы зор.  Талшықты-оптикалық байланыс жолдары – ақпарат оптикалық диэлектрлік толқын таратушы бойынша жүзеге асатын байланыс.

Физикалық ерекшеліктері:

1)     Оптикалық белгілердің кең жолақтығы.

2)     Талшықтағы жарық белгісінің аз өшулігі.  Жақсы талшықтарда 1,55 мкм толқын ұзындығында өшулік 0,22 дБ/км. Бұл байланыстың 100 км жолында белгіні қалпына келтіруді қажет етпейді.

Техникалық ерекшеліктері:

1)     Талшық кремний екі тотығуы негізінде шыққан кварцтан жасалған, ол мыстан қарағанда арзан.

2)     Оптикалық талшықтар диаметрі 100 мкм, олар өте жеңіл әрі жинақы.

3)     Оптикалық талшықтың қасиеті – өміршеңдігі. Оның өмірі 25 жылдан асады. Ол бір рет салынып, арнаның өткізу қабілеттілігін қабылдағыш пен таратқышты жылдам жұмыс істейтініне ауыстыру жолымен өсіруге болады.

 

15 Дәріс № 15. Компьютерлік және телекоммуникациялық желілері. Электронды және инфокоммуникациялық технологиялардың даму болашағы

 

Дәрістің мақсаты: желі технологиялар мен хаттамалармен танысу.

 

Желілік технология – компьютерлік желі құруға қажетті стандартты хаттамалар мен солардың жұмысын жүзеге асыратын бағдарламалық-аппараттық құралдар жиыны.

Хаттамалар – мәлімет тасымалдаудың алдын ала бекітілген заңдылықтары мен ережелері жиыны, яғни мәлімет беру-алу кезінде екі компьютер арасында тағайындалған келісімдер жиыны.

Компьютерлік желі (КЖ) – компьютерлердің және терминалдардың құрамы, каналдық байланыс көмегімен бір қалыпты жүйеге байланыстырылған, деректер жүктеу сүранысын қанағаттандырады.

Жалпы жағдайда  телекоммуникациялық желі – объекттерден туратын, генерация жүйесін жасайтын, өзгерістерді, ақжұптты сақтау және қолдану, желі тармақтары (түйіндері) деп аталатын және жіберу желісін (байланыс, коммуникация, жалғану) нысан пен түйнді арасындағы жіберу жұмысын асырады.

Өнім түрлеріне тәуелді – ақжүпт, энергия, масса – сәйкесінше ақжүпттық, энергетиқалық және заттай желіні бөледі.

Ақжүпттық желі (АЖ) – коммуникациялық желі, продукті генерациялау, өндеу, сақтау және қолдану – ақжүпт болып табылады. Әдетте дыбыстық ақжүптты жіберуде телефондық желі, суреттеуде – телевидение, мәтінде – телеграф (телетайп) қолданады. Қазіргі уақытта барлығы көбінесі үлкен аумақта ақжүпттық желі интегралдық қызмет көрсету бірқалыпты каналда дыбыстық байланыс, суреттер және деректер жіберу мүмкіндігі болып табылады.

Есептеуіш желі (ЕЖ) – ақжүпттық желі, құрамында есептеуіш құрылғысы кіреді. Есептеуіш желінің компоненттерінде ЭЕМ және перифериялық құрылғы болады, бастаманы және деректерді қабылдағыштардың желі арқылы жіберуі болып табылады.

ЕЖ белгі қатарлары бойынша жіктеледі.

1)                Желі түйінімен ЕЖ арақашықтығының тәуелдігін үш классқа болуге болады:

¾  лоқалдық көбінесе «жергілікті желі» немесе «жергілікті есептеуіш желілері» терминін (LAN, Local Area Network) тікелей түсінеді (әдетте 1-2 км, немесе он не жүз метрден кем болмайтын станциялардың өшірлуі), яғни қатты үлкен емес, жақын емес компьютерлер біріккен желілер;

¾  ұжымдық (қоғамдық масштаб) - құрамы өзара ЛЕЖ–мен байланысты, бір ғимарат немесе мекеме бір немесе бернеше бір–біріне жақын орналасқан гимараттарда территорияларын алады;

¾  территориялық – белгілі географиялық кеңістікті алады; территориялық желі арасында аймақтық (MAN-Metropolitan Area Network) және ғаламдық (WAN-Wide Area Network) желіні бөліп көрсетуге болады, бірегей өзіндік аймақтық және ғаламдық өлшемдер;

¾  глобалдық интернет желіне ерекше бөліп көрсету.

2)   Жіктелудің маңызды белгісі есептеу желінің топология, геометриялық арақашықығын анықтайтын маңызды ресурстарын есептеуіш желі мен оларды арасындағы байланысы болып табылады.

Топологиялық қосылудың тәуелділігі – шиналық желіні, сақиналық, жұлдыздық, иерархиялық желіні анықтайтын шығарылымдағы структура болып табылады.

Жүйе қондырғларын өзара қосу үшін арнайы құрал-жабдықтар пайдаланылады:

Жүйелік кабельдер (сыртқы түрі түтік тəріздес оқшауланған екі коаксиальдық концентриялы өткізгіштер; көп талшықты, айқасқан екі электр өткізгішінен құралған қос кабелдер жəне т.б).

Коннекторлар (біріктіргіштер) кабельдерді компьютерлерге қосатын коннекторлар; кабельдердің бөліктерін қосатын алмалы-салмалы ажыратқыштар.

Жүйелік интерфейсті адаптерлер мəліметтерді қабылдау мен жөнелтуге арналған. Мəлімметтер беру ортасына кіру белгілі бір хаттамаға сəйкестендіріле отырып жүзеге асырылады. Олар жүйеге қосылған компьютерлердің жүйелік блоктардың қондырылады. Адаптерлердің алынып-салынып ажыратқыштарына жүйелі кабель қосылады.

Трансиверлер мəліметтерді кабель бойынша жіберу сапасының мөлшерін арттырады, жүйеден келіп түскен ескертпелер мен келіспеушілікті табу үшін жауап береді.

Хабтар (концентраторлар) коммутирлік хабтар (коммутаторлар) компьютерлік жүйелердің топологиялық, функционалдық жəне жылдамдық мүмкіншіліктерін кеңейтеді. Əр түрлі хаб əр алуан кабельді жүйелер жүйесінің сегменттерін (учаскелерін) біріктіруге мүмкіндік береді. Хаб портына жеке торды да, сондай-ақ басқа хабты да немесе кабельдің сегментін (учаскесін) қосуға болады.

Қайталамалар (репитеры) кабельдің үлкен ұзындығы бойымен берілетін ескертпелерді күшейтеді. Локальды жүйелерді біріктіре қосу үшін өзара жүктелген міндеттері мен мүмкіндіктері бойынша ерекшеленетін төмендегідей қондырғылар пайдаланады:

Көпір (англ.· Brіdge) — екі локальды жүйені байланыстырады. Жүйе араларындағы мəліметтерді өзгеріссіз пакет түрінде жіберіледі. Көпірлер барлық жүйелерді локальды мəліметтер легінен сақтай отырып пакеттерді фильтрден өткізе алады (сүзеді) жəне де тек басқа жүйе сегменттеріне арналған ақжүпттарды жібереді.

Көпірлік маршрутизатор (англ.· Brouter) — бұл көпір мен маршрутизатордың гибриді. Ол мүмкін болған жерде алдымен маршрутты орындауға талпынады, ал содан соң сəтсіз жағдай бола қалса көпір тəртібіне (режиміне) көшеді.

Шлюз (англ.· GateWay), Шлюздың көпірден өзгешелігі – біріктірілетін жүйелер хаттамаларының əр түрлілігінде. Бір шлюзден түскен хабарлама екіншісіне сол жүйенің талаптарына сəйкестендіріліп өзгереді. Сөйтіп, шлюздер жүйелерді біріктіріп қана қоймай біріңғай жүйе ретінде жұмыс істеуге мүмкіндік туғызады. Локальды жүйелер де шлюздің көмегімен универсалды (жан-жақты) қуаты күшті компьютерлерге – мэйнфреймдерге қосылады. Сымсыз жүйелер кабель өткізуге қиынға соғатын, пайдасыз немесе тіпті мүмкін болмаған жағдайдағы орындарда қолданылады. Мысалы, тарихи ғимараттар, металл немесе темірбетондарды едені бар өнеркəсіп үйлерінде, қызқа мерзімге жалға алынған офистар, қоймалар, көрмелерде, конференцияларда жəне т.б

         Информациалық үдеріске  құраушыны жатқызуға болады: база тілегін дамыту, желі технологияларын одан әрі дамыту (Firewire(link), Modem, LAN – Gigabit Ethernet), оған қоса сымсыз желі (GSM, GPRS, EDGE, CDMA т.б.), және интернет технологиялар  (WAP, MMS, WEB); осы технологиялардың басқару жолдарын дамыту.

         Сымсыз желінің (Wi-Fi, Bluetooth, сеть GSM и GPRS) қазіргі даму үрдісінің айқын дәлелі, автокөліктің қай жерде тұруымен қатар, оның кері байланысқа шығуы. Оның күрделігі тек қана барлық байланысқа шығу технологияларының болуы. Бірақ көп қолданысқа түсетін технологияларға WIMAX және RFID болады, өйткені олар көп жұмыс істеуімен қатар, қауіпсіз және керекті қадағалаумен, бизнеске байланысты ыңғайлы.

         Спутникалық байланыс жердегі автокөлікті қадағалауға ыңғайлы, бірақ ол көп қолданысқа түспеді, өйткені ақша құны қымбатқа түсті. Қазір бұл байланысты әскер жұмысшылары қолдануда. Бірақ қазіргі уақытта дайын шешімін UMC экспидициялық фирмасы тапты. «Текон» және «Кигли» өз автокөліктері мен диспечерлер спутникалық байланыспен шығады.

         Қазіргі заман маркетингінің қағидасы «маркетинкке аз шығын шығарып, көп тауар сату», бұл қағидаға Интернет-технологиялар өте ыңғайлы. Интернет-технологияларға көбіне WWW, e-mail және WAP, желі технологияларының үлкен жылдамдыққа шығуы, әлемнің әр түпкірінен ақжүпты алу болып табылады.

         Шығару жұмысы ақпарат көлемінің өсуіне және дұрыс шешім қабылдау, қызмет көрсету.

 

Әдебиеттер тізімі

 

1.        Жолшараева Т.М., Рахимжанова З.М. Микроэлектроника. Шала өткізгішті аспаптар. 050704 – Есептеу техникасы және бағдарламалық қамту, 050702 – Автоматтандыру және басқару мамандықтары бойынша оқитын студенттерге арналған оқу құралы, 2009.

2.        Жолшараева Т.М., Схемотехника. Учебное пособие для студентов по специальности 5В0704 ВТиПО и для специальности 5В0719 РЭТ, 2010.

3.        Жолшараева Т.М., Электроника. Учебное пособие для студентов обучающихся по специаьности 5В0702 – Автоматизация и управение, 5В0719 – РЭТ, 5В0704 ВТиПО, 2010.

4.        Шанаев О.Т. Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар. Оқу құралы, 2009.

5.        Шанаев О.Т. Микропроцессорлық жүйелер. Оқу құралы, 2009.

6.        Шанаев О.Т. Бағдарламалы құрылымдар. Оқу құралы, 2011.

7.        Дегембаева У.К., Шайхин Б.М. Электроника және аналогтық құрылғылардың схемотехникасы. Оқу құралы 5В0719 – Радиотехника, электроника және телекоммуникация мамандықтары бойынша оқудың барлық түріндегі студенттер үшін, 2009.

8.        Дегембаева У.К., Шайхин Б.М. Электроника. 5В0719 – Радиотехника, электроника және телекоммуникация және 5В0702 – Автоматтандыру және басқару мамандықтары бойынша оқудың барлық түріндегі студенттер үшін оқу құралы, 2009.

9.        Дегембаева У.К., Шайхин Б.М. Микроэлектроника. Жартылай өткізгішті аспаптар мен интегралдық микросұлбалар. 050704 – Есептеу техникасы жәнебағдарламалық қамту, 5В0719 - Радиотехника, электроника және телекоммуникация және 050702 – Автоматтандыру және басқару мамандықтары бойынша оқудың барлық түріндегі студенттер үшін арналған, 2009.

10.   Кондратенко С.В. Основы локальных сетей Интернет-университет информационных технологий. – ИНТУИТ.ру,2005.– 360 с.

11.    Игнатов А.Н. Оптоэлектронные приборы и устройства. Изд-во: Эко-Трендз, 2006. – 272 с.

12.   Основы современных компьютерных технологий: Учебник/под ред. проф. А.Д. Хомоненко. – СПб.: КОРОНА принт, 2005. – 672 с.

13.   Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 3-изд. – СПб: «Питер», 2006.
– 958 c.

14.   Гусев В. Г., Гусев Ю. М. Электроника и микропроцессорная техника: Учеб.для вузов – М.: Высш. шк., 2006. – 799 с.

15.   Алексеев А.П.Информатика 2003. Базовый курс. Учебное пособие. – М.: Издательство «Солон-Пресс», 2003. – 464 с.

16.   Гусев В. Г., Гусев Ю. М. Электроника и микропроцессорная техника: Учебник для вузов – М.: Высш. шк., 2006. – 799 с.

17.   Степанов А. Информатика: Учебник для вузов. 4-е-издание.
– М.: Высшая школа, 2004. – 688 c.

18.   Информатика: Учебник/под ред. проф. Н.В.Макаровой. – М.: Финансы и статистика, 2004. – 768 с.

19.   Степаненко И.П. Основы микроэлектроники: Учебное пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2004.
– 488 с.

20.   Гук М. Аппаратные средства локальных сетей: Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2000.

21.    Опадчий Ю.Ф. Аналоговая и цифровая электроника.  Учебник для ВУЗов. Изд-во: Горячая линия-Телеком, 2005. – 768 с.

22.   Лачин В.И., Савелов Н.С. Электроника: Учеб. Пособие.
– Ростов н/Д: Феникс, 2005. – 704 с.

23.    Информатика. Базовый курс. Учебник для вузов. Под ред. С.В.Симоновича. – СПб.: Издательство «Питер», 2002. – 688 с.

24.    Новиков.И., Гуржий А.Н., Жуйков В.Я. и др. Схемотехника электронных устройств. Цифровые устройства. – СПб.: БХВ – Петербург, 2004. – 512 с.

25.    Бойко В.И., Гуржий А.Н., Жуйков В.Я. и др. Схемотехника электронных устройств. Микропроцессоры и микроконтроллеры. – СПб.: БХВ – Петербург, 2004. – 464 с.

26.    Бериков А.Б., Ордабаев Б.О. Полупроводниковые приборы. – Алматы, АЭИ, 1992. – 136 с.

27.    Соломенчук В., Соломенчук П. «Железо» ПК 2005. – BHV, 2005. – 480 c.

 

Мазмұны

 

Кiрiспе	5
1 Дәріс №1. Электроника және микропроцессорлық техника ұғымдары және негізгі анықтамалары, оның ғылым, техника мен технологияның дамуындағы рөлі	6
2 Дәріс № 2. Үлкен интегралды микросұлбалар мен микропроцессорлар жасаудың заманауи технологиялары	8
3 Дәріс № 3. Микропроцессорлық техника және оның даму кезеңдері.Микропроцессорлар және микропроцессорлық жүйелер	12
4 Дәріс №4. Белгілердің сандарға өңдеуi және белгілік процессорлар	16
5 Дәріс №5. Жүйелі автоматандырылған жүйелері (ЖАТЖ)	19
6 Дәріс 6. Компьютер және оның негізгі компоненттері. Компьютер жіктелуі	20
7 Дәріс 7. Компьютер жадысы	25
8 Дәріс №8. Желі жабдықтары	27
9  Дәріс №9. Байланыс және арнайы қосымша  құрылғылары	29
10 Дәріс №10. Модуляция стандарттары	31
11 Дәріс №11. Стандарты модуляции	33
12 Дәріс №12. Сымсыз жеткізу	35
13 Дәріс №13. Құрылымдық кәбілдік жүйелер	37
14 Дәріс №14. Ақпарат таратудың орталары	41
15 Дәріс №15. Компьютерлік және телекоммуникациялық желілері. Электронды және инфокоммуникациялық технологиялардың даму болашағы	45
Әдебиеттер тізімі	49

 

2011 жылы негізгі жоспары, реті 366