АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

Электроника және компьютерлік технологиялар кафедрасы

  

 

А.Б.Берикұлы, А.Т.Ибраев, У.К.Дегембаева

РАДИОТЕХНИКА, ЭЛЕКТРОНИКА ЖӘНЕ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯ НЕГІЗДЕРІ 1:

 

Оқу құралы 

 

(0В0719 – Радиотехника, электроника және телекоммуникация және мамандығы бойынша оқудың барлық түріндегі студенттер үшін) 

 

Алматы 2011

 

УДК 621.37(075.8)

ББК 32.84я73

Б45

Радиотехника, электроника және телекоммуникация негіздері 1:

Оқу құралы / А.Б.Берикұлы, А.Т.Ибраев, У.К.Дегембаева;

АЭжБУ. Алматы, 2011. – 85 б.

 

Оқу құралы ақпарат теориясының классикалық бөлімдерінен және байланыс арналарымен таратулардын, аналогты-цифрлық түрлендіру сұрақтарынан және кодтау теориясының негізінен тұрады. Оқу құралының бағытына байланысты ақпарат таратудың негізіндегі ақпараттық негіздерге көңіл бөлінеді.

Оқу құралы 5В071900 – Радиотехника, электроника және

телекоммуникации мамандығында оқитын студенттерге арналған.

Без.40, 7 кесте, әдеб.кор. – 21 атау. 

 

ББК 32.84я73

  

Пікір беруші: КазҮТУ, тех.ғылым.докторы,  М.Ш.Нурманов АЭжБУ, тех.ғылым.канд., Б.С.Байкенов

 

Ќазақстан Республикасының Білім және Ғылым министрлігінің 2011 ж. арналған басылым жоспары бойынша шығарылды. 

 

ISBN 978-601-7307-23-3

 

© «Алматы энергетика және байланыс университеті» КЕАҚ, 2011 ж.

 

Кіріспе  

Қазіргі кезде білім берудің сапасын жоғарылату үшін қажетті шарттарды жасауға қатысты  артықшылықтар арасында бірінші жоспарға фундаментализациямен байланысқан бiлiмнiң мазмұны, адамның әлеуметтенуі және iзгiлендiрулерi, оқу процесі кезінде жаңа ақпараттық және коммуникациялық технологияларды қолданатындар шығады.

Ақпараттық және коммуникациялық технологиялар үнемі дамиды. Біртіндеп бастаушы технологиялардың универсализациясы болып отырады, яғни  меншiктi технологияның әрбiр есебiнiң шешiмi үшiн жасаулар орынына қолданудың нұсқалары көп рұқсат ететiн қуатты әмбебаптануы технологиялар өндейдi. Өте таныс мысал - түрлi әсерлердiң жиыны өндiрiп алуға болатын программалық қамтамасыз етудiң кеңсе жүйелерi ең қарапайым мәтінді теруден бастап арнайы бағдарламаларды құруға дейін айналысады (мысалы, кестелік процессордың көмегімен жалақы көлемін есептеу).

Ақпараттық технологиялардың универсализациялары мультимедианың кең қолданумен мүмкiндiк туғызады. Осы заманғы мультимедиялық жүйелер функцияларды біріктіре алады, мысалы, компьютер, теледидар, радиоқабылдағыш, телефон, авто жауапбергіш, факсты біріктіре отырып, сонымен қатар мәліметтерді тарату желісіне енуді қамтамасыз етеді. 

Есептеушi техниканың болуы адам басына телуге және ақпаратты сақтаудың құрылымдарының миниатюризациясын алып келедi.

Кішкентай, алақанға сиятын, дербес компьютердің барлық функцияларына ие құрылғылар адамға ақпарат көлемі бірнеше энциклопедия болатын өзінің жеке әмбебаптануы мәліметшісін жасауға болады. Бұл құрылғы желіге қосылғандықтан ол оперативті мәліметтерді де жібереді, мысалы: ауа-райы, қазіргі уақыт, жолдағы тығындардың жағдайлар және т.б.

Инфокоммуникациялық қызметтердің ерекшеліктерін есепке ала отырып, перспективалы желілер келесі қасиеттерге ие болу керек:

-       мультисервистілік (қызмет көрсету технологияларының көлік технологияларынан тәуелсіздігі);

-       кең жолақтылығы (кең диапазонда ақпаратты тарату жылдамдығының иілгіш және динамикалық өзгеру мүмкіндігі);

-       мультимедиялылығы (көп компонетті ақпаратты тарату мүмкіндігі  (сөз, мәлiметтер, видео, аудио));

-       енудің инвариаттылығы  (пайдаланылылғын технологияғы тәуелсіз қызмет көрсетулерге енуді ұйымдастыру мүмкіндігі);

-       көп операторлығы (қызмет көрсету және олардың жұмыс облыстарына сәйкес жауапкершіліктерін бөлу процестеріне бірнеше операторлардың қатысу мүмкіндігі).

 

1 Электорниканың осы заманғы элементтік базасы

 

1.1 Микропроцессорлардың дамуының тарихы

 

Барлық дербес компьютерлер және осы заманғы құрылғылардың өсіп келе жатқан саны микропроцессор деп аталатын арнайы электрондық сұлбада жұмыс жасайды. Көп жағдайда оны компьютердегі  чип деп атайды. Осы заманғы микропроцессор – бұл арнайы технологиямен стирильденген жағдайда өсірілген кремний бөлшегі.

Жартылай өткізгіштер

Адам басқа атомдар қоспаларын осы күрделі конструкцияны зақымдаусыз кристалдық торға орнатуды үйренді. Қоспалар кремнийге электр тоғын өткізуге қатысты қасиеттерін өзгертуге мүмкіндік берді. Бұл қасиеттер материалды жаңа класқа өткізуге мүмкіндік берді – жартылай өткізгіштер класына. Бұл термин материалдың электр тоғын өткізу қабілетіне қатысты аралық қасиеттерін көрсетеді: өткізгіштерге қарағанда төмен (мыс), бірақ оқшаулағыштардан жоғары (өткізгіштердің синтетикалық қаптамасы).

Қоспаларды өнгізу

Бұл ұсталматын материалдың трансформациясын металдар өндірісі кітабында сипаттау қисынды болса да, бұл орта қасиеттері – электр тоғын өткізу – олардың ең алғашқы шығуынан бастап электроника төңкеріс жасауды уәде етті. 1947 жылы  Bell зертханасының ғалымдары абай түрде қоспаны кремний кристалға енгізді, кристалдық торды үш жұқа қабатқа бөле отырып.    Бұл сэндвич әр түрлі материалдар атомдарын кристалдық торда  оын ауыстыруға мүмкіндік береді.

Транзисторлар

Осыған байланысты алғашқы транзисторлар – бір электродқа келіп түсетін электр ағынын, яғни кіріс ағынын өткізе алатын кішкентай күміс кремний пластинаға түрленді және басқа екі электродтарда басқа мәнге ие болды. Транзисторлар болашаққа ұмтылыс болды. Олар электронды вакуумды лампалардан бас тартуға мүмкіндік берді. 

Аналогты және цифрлық сұлбалар

Электрлік түрленулер екі жолмен орындауға болады. Әлсіз сигнал тура сондай формадағы түп нұсқа  сигналға күшейілуі мүмкін, бірақ одан да үлкен мәнімен. Бұл кішкентай сигналдың үлкен аналогын алу процесі аналогты түрлендіру деген атқа ие болды. Ал сигналдың өзі аналогты деп аталды. Бұндай түрленуді дыбысты күшейту үшін, яғни тура сондай формадағы, бірақ үлкен мәнді дыбыс алу үшін қолдануға болады.

Және керісінше, аралық мәндерді елемей, кішкентай сигналды үлкенге дейін ұлғайтуға, үлкенді кішіге дейін азайтуға болады. Нәтижесінде қандай да бір мәндерді кодтау үшін қолданылатын импульстар сериясын аламыз. Мысалы, жеті импульспен жеті санын көрсетуге болады. Тура осылай кез келген сандарды кодтауға болады. Осыдан, осындай технологияны қолданатын электрондық құрылғылар цифрлық деген атқа ие болды.

Цифрлық логика

Бiр сөндiргiштiң қосындысы өзiмен-өзi пайдасыз бола алады, дегенмен транзистор тура сигналдардың комбинациясымен қосыла алады, сонымен қатар жеке импульспен. Шындығында, транзисторлық сұлба тек екі кірісті қабылдағаннан кейін ғана сигналды құрайтындай ойлап табылуы мүмкін. Басқа сұлба тура осыны, тек кірістерінде ешқандай кіріс сигнал болмаған жағдайда орындауы мүмкін, немесе тек біреуі болған жағдайда. Бұндай сұлбалар логикалық шұралар (вентиль) деп атайды. Олар бұндай атауды алған себебі қарапайым шұралар сияқты электр сигналдарын ашық кезде өткізе алады немесе жабық жағдайда жібермейді. Бұл функциялар үстiрт логиканың қағидаларын жүзеге асыруға мүмкiндiк бередi.

Алғашқы компьютерлер логикалық шұралар принципіне негізделіп жасалған болатын, алайда олар транзисторларда жасалмады.  Вакуумдық лампалар да, релелер де тура сол логикалық шұра принциптерімен жұмыс жасай алады. Транзисторлардың үлкен артықшылығы бар – олардың көлемі кіші және жылдамырақ.  Олардың кішкентайлығы сонша, адам тырнағындай кремний пластинаға жүз мыңдағаны орналаса алады.

Интегралық сұлбалар

Микропоцессор интегралдық сұлба немесе ИС деп аталатын қарапайым транзисторлардың үлкен қосындысынан тұрады, себебі олар кішкентай кремний пластинкада іске асқан және интегралданған жекелеген көп транзисторлар болып және басқа құрылғылар көп жағдайда бүл интегралданған микросұлбаны жай ғана чип деп атайды.

Бұл элементтердің конструкциясы қарапайым кристал шегінен өсті.  Микропроцессор – бұл интегралдық сұлбаның көп санының тек бір құрылғысы, оның көмегімен аудиодан бастап сағатқа дейінгі көптеген мүмкін болатын құрылғыларды қазір іске асырады. Микропроцессорда кремний пластинада мыңдаған транзисторлар бір және көптеген кіріс сигналдар болатындай жалғанған. Микропроцессорлар сол көптеген транзисторлар негізіндегі басқа интегралдық сұлбалардан айырмашылығы – сигналдың түрленуі кіріс сигналға сәйкес, тек микросұлба ішінде болады. 

Микропроцессордың ішкі құрылымы

Көптеген микропроцессорлар регистрлар деп аталатын арнайы кірістірілген жады облыстарына ие, олар онда барлық манипуляциялар және есептерлерді іске асырады. Мысалы, екі санды қосу үшін біріншісі алдымен регистрге орналастырылады, содан кейін екіншісі қосылады және қорытындысы регистрдің ішінде қалады.

Микропроцессорде саяхаттайтын сигналдар цифрлық импульстер сериясынан тұрады. Олардың орын ауыстыруы айтарлықтай бір уақытта болады – бірнеше өткізте жүпллель. Осындай импультердің әр бір сериясы микропроцессордың анықталған функциясын іске асыратын жекелеген команданы көрсетеді. Әр команданың идентификация үшін өзінің аты бар.  Іске асырылатын барлық функциялар және олардың атаулары процессордың көптеген микрокомандалары деп аталады.

Микропроцессордың кремний ішкі құрылымы әр кіріс сигналмен не істейтінін анықтайды. Нәтижесінде микропроцессордің компьютердік бағдарламасы оның техникалық қамсыздануына кірістіріледі. Бұл бағдарлама микорпроцессор үшін микрокод деп аталады.

Микропроцессорлер қосылуы

Ішкі жадымен жұмыс істеу және цифрлық байттарды манипуляциялаумен қатар микропроцессорлер қандай да бір жағдаймен кіріс ақпаратты алып және алынған нәтижелерді шығаруы керек. Бұл байланысты сыртқы әлеммен іске асыру үшін микропоцессорлық мәліметтер шинасы ойлап табылды. Сонымен қатар, микропроцессорге қандай да бір жағдайлармен сыртқы жады бойынша мәліметтер қайда сақталғанын анықтау қажет. Бұл мақсатқа адрестік деп аталатын басқа шина ойлап табылған. Ол қажетті ақпараттың орнын анықтау үшін қолданылатынын атауына қарап білеміз.

Микропроцессорлар өз кезегінде олардың жұмыс істеу жылдамдығына әсер ететін оларға қолдануға болатын ресурстарға иелік етумен ажыратылады. Микропроцессорлер тек қана ондағы регисрлер санымен ғана емес, сонымен қатар, сол регистрлердың көлемімен де ажыратылады. Регистрлер уақыт бірлігінде жұмыс істей алатын биттер санымен сипатталады. Мысалы, 16-биттікке өлшемі 16-биттік бір немесе бірнеше регистр қажет.

Микропроцессорлардың дамуының тарихы – бұл олардың регистрлерының өлшемдерінің және шинаның кеңдігінің ұлғайу. Әр жаңа миркопроцессорлардың ұрпағымен регистр өлшемі ұлғайып және адрестік шина кеңейіп отырды. Нәтижесінде дербес компьютерлер қуатты бола бастады

Төрт биттік ойлау

Бірінші микропроцессор 1971 жылы Intel Corporation фирмасымен дайындалды. Бұл төртбиттік 4004 микропроцессороы болатын. Бұл 4 бит барлық сандарды және белгілерді кодтауға мүмкіндік берді, бұл математикалық есептеулер жасау үшін жеткілікті еді. Микропроцессор қосу, алу және көбейту амалдарын тура өзінен үлкен ағалары сияқты, бірақ соншалықты тез емес орындайды.

Енді 4004 қалай дайындалғаны жайлы бірнеше сөз айтайық. Чип Intel Corporation компаниясынан Тед Хоффпен дайындалды. Ол жайлы бірінші ескертулер 1969 жылы қазіргі таңда жұмыс жасамайтын жапондық   Busicom компанияның есеп берулерінде көрсетілді. Жапондықтар әр түрлі модельді калькуляторларда қолданылатын микросұлбалардың он екі типін дайындауға тапсырыс берген. Микорсұлбаның әр партиясының аз көлемі олардың өңдеуінің бағасын жоғарылатты. Дегенмен, Хофф барлық калькуляторларда қолданылатын осындай чипті ойлап тапты. Микросұлба өте керемет жұмыс жасады және арзан калькуляторлар ғасырын ашты. Ол сол уақыттағы бағдарламаланатын құрылғыларды өңдеу үшін керемет база болды. Сегізбиттік чиптер

Беделі жоғары машиналар тек қана сандармен емес, сонымен қатар мәтінмен де жұмыс жасай алады. Микропроцессор 4004 бұл барлық мүмкіндіктеге ие емес еді. Кең мақсаттар үшін дайындалған микропроцессорлерде регистрлер көлемін ұлғайту қажет еді. Бұл оған барлық әріптер мен сандарды түсінуге мүмкіндік берді. 6 битті қолдану барлық кішкене және үлкен әріптерді және сандарды айыруға мүмкіндік береді (64 символды кодтауға болады). Дегенмен, пунктуация белгілері және басқарушы символдарды кодтау үшін аз мән қалады. Нәтижесінде, 1972 жылы Intel 8008 сегізбиттік микропроцессор пайда болды. Оның регисрінің өлшемі стандартты цифрлық ақпарат бірлігіне – байтқа сәйкес келеді.

8008 процессоры 4004-тің жай дамуы еді. Бұл қызықты және жұмыс істеуге қабілеті бар микропроцессор болатын. Оны дербес компьютерлер жасау кезінде кең қолданды.

Intel дами бастады (барлық сала секілді) және 1974 жылы одан да қызықты 8008 процессоры ойлап табылды. Ойлап табылудың ең бастапқы сатыларынан бастап ол 8-битті чипке негізделді. Онда өте көп микрокомандалар болды (8008-дің көптеген микрокомандалары кеңейтілді). Сонымен қатар, бұл сандарды бөле алатын алғашқы микропроцессор болатын.

Фирманың бірнеше инженерлері 8008-ді одан әрі дамуытуға қатысты идеяларға ие еді. Олар ол идеяларды жүзеге асыру үшін Intel-ден кетті. Олармен әлемге Z80 микропроцессорын сыйлаған Zilog Corporation құрылған еді. Шындығында, Z80 В 8080 микропроцессорының одан арғы өңделген түрі болатын. Тек қана оның командаларының саны ұлғайды, осының арқасында дербес компьютерлерде стандартты операциялық жүйелерді құруға және қолдануға мүмкіндік пайда болды.

Өңделген Digital Research операциялық жүйесі, микропроцессорді және техникалық қамсыздардырудың (мысалы, опреративті жады) қалған құрылғыларын байланыстыратын Control Program for Microcomputers (CP/M) деп аталатын өз алдына арнайы бағдарлама болатын. Олардың алғашқы ойлап табушылары үлкен ЭЕМ-ның операциялық жүелері болды, микропроцессорде жұмыс жасауға мүмкіндік беретіндей олардың өлщемдері де қарапайым болды. Жетілдірілгеннен алыс бола отырып, ол сенімді жұмыс жасады, кіші компьютердің кәсіпқой тұтынушыларына өз бетінде стандартты болып табылды. Алдынғы уақытта үлкен ЭЕМ-да жұмыс жасаған бағдарламашыларға дербес комьютерлерде адаптация жасауға көмектесті. Алайда, СР/М 8080-ге арналғанымен,  Z80 жүйелік жұмыс үшін үлкен мүмкіндіктер ашты.

Сол уақытта, Intel 8-битті 8008-бен жұмыс жасаужы жалғастырды, 5В-тен бастап жұмыс жасайтын және қосалқы микросхемаларды аз талап ететін 8085 микропроцессоры пайда болды. Ойлап табылғанның жаңалығы ретінде үзілу векторы және енгізу-шығару порттарының сериясының қосылғаны болды! 

 

1.2 Ақпаратты-басқарушы жүйелердің жұмыс істеу принципі

 

Кез келген технологиялық процесты басқару, өлшеу және бақылау жүйелерін іске асыру үшін, сонымен қатар, мәліметтерді тарату есептерін шығаруға бағытталған ақпараттық-басқарушы жүйелер, автоматика және телемеханика құрылғыларының жүпметрлерін өлшеуді екі тәсілмен орындауға болады: қатаң (ақпараттық), иілгіш (қайта бағдарламаланатын).

Бірінші тәсіл – қойылған  есептерді бір мәнді шешуге мүмкіндігі бар электронды сұлбаларды құруға негізделген.

Екінші тәсіл жұмыс фунцияларының тізімі мәнді болған жағдайда және басқа да есептерді орындау орын ауыстыру қажеттілігі туған жағдайда қолданылыды. 

МикроЭЕМ классификациясы

Барлық микроЭЕМ-дерді конструктивті орындауларына байланысты үш негізгі класқа бөлуге болады: орнатылған; автономды; дербес ЭЕМ. 

Орнатылған микроЭЕМ-нің сипаттамалық белгісі оның байланыс құралының құрамында тұтынушы болып табылады. МикроЭВМ тек кіріс сигналдарды өңдейтін датчиктермен және басқару объектерімен байланысқан. Орнатылған микроЭЕМ-нің жұмыс жасау бағдарламасы ПЗУ-да орналасады. Конструктивті түрде орнатылған микроЭЕМ-ды МПК әр түрлі сериядағы БИС негізіндегі жеке платалар немесе олар орнатылатын құрылғының электрондық сұлбаларына қосулар үшiн тiркеуiштері бар платалар жинағымен орындайды. Тәжірибеде осы уақытта орнатылған микроЭЕМ-ды өңдеу және қолдануды негізгі үш бағытқа бөлсек болады. 

Орнатылған

1) Бір платалы микроЭЕМ стандартты сыртқы құралдарымен байланыс құралдары жоқ,   дербес қолдануға бағытталған. Бұндай типтегі микроЭЕМ микроконтроллерлер деген атқа ие.

«Микроконтроллер» (МК) термині осыған дейін қолданылған «бір кристалды микро-ЭВМ» терминін қолданыстан шығарды.  Бір кристалды микроЭЕМ-ге алғашқы патент 1971 жылы Texas Instruments компаниясының қызметкерлері, инженерлер М. Кочрен және Г. Бунге берілді. Осы инженерлер бір кристалда тек микропроцессорды емес, сонымен қатар енгізу-шығару құрылғысының жадын енгізуді ұсынды. Бір кристалды микроЭЕМ пайда болуымен басқару облысындағы компьютерлік автоматтандырудың жаңа дәуірінің пайда болуын байланыстырады. Дегенмен бұл жағдай «микроконтроллер» (control - басқару) терминін анықтаған сияқты. 1979 жылы НИИ ТТ«Электроника НЦ» деп аталған 16-дәрежелiк Тт 1979 Ния жылында архитектурасы Нц электроника К1801ве1 бiр кристалды ЭЕМдi ойлап тапты [1]. 1980 жылы Intel фирмасы  i8048 микроконтроллерін шығарады. Біраздан кейін тура осы жылы Intel келесі микроконтроллерлерді шығарады: i8051. Перифериялық құрылғыларды сәтті таңдау, сыртқы немесе ішкі бағдарламалық жадыны оңай таңдау мүмкіндігі және қолайла құны, бұл микроконтроллерге нарықта жетістікті қамтамасыз етті. Техонологиялық жағынан қарағанда i8051 микроконтроллері өз уақытына өте күрделі  бұйым болатын – кристалда 128 мың транзистор қолданды, ол 16-разрядты i8086 микропроцессорінде қолданылатын транзисторлар санынан 4 есе көп болатын. 

Қазіргі таңда жирмадан аса компания шығаратын i8051 бірге микроконтроллерлердің 200 аса түрі және басқа типтегі микроконтроллерлердің көп саны бар. Өңдеушіледің арасында  Microchip Technology фирмасының 8-биттік PIC және  Atmel фирмасының AVR микроконтроллерлері,  TI фирмасының он алты биттік  MSP430, сонымен қатар,  архитектурасын ARM фирмасы  өңдеп, басқа компанияларға өндіріске лицензияларын сататын   ARM  микрокотроллерлері танымал.

Микроконтроллерлер (МК) функционалды аяқталған құрылғылар болып табылады. Басқару объектілерімен бағдарламалық - басқарылатын байланыс арналары, МК жұмыстарының бағдарламаларын сақтауға жеткілікті ПЗУ (ППЗУ) көлемдері бар және сыртқы тасушылардан бағдарламаны енгізу мүмкіндігін бермейді.

 

 

1 сурет PC/4 микроконтроллері

 

Басқару және бақылаудың есептерiнiң бағдарламалық iске асыруы әсiресе ыңғайлы әр түрлi технологиялық құрылымдарда МК жұмыс жасау қамтамасыз ететiн командалардың жиынына ие болатын (МК) микропроцессорлармен пайда болды. Микропроцессор – дербес немесе микро-ЭЕМ құрамына кіретін бір немесе бірнеше үлкен интегралдық сұлба түрінде орындалған ақпаратты өңдеуге арналған құрылғы.

МикроЭЕМ (микропроцессорлық ЭЕМ) – еске сақтау құрылғысы, мәліметтерді енгізу-шығару құрылғысы және байланыс құралдырының жиынымен толықтырылған, негізінде микропроцессор болатын электронды есептеуіш машина.  Кіші габаритті өлшемдермен, жөндеу жқмыстарынң қарапайымдылығымен, бағасының төмендігімен ерекшеленеді.  МикроЭЕМ бағдарламалық - басқарылатын әмбебаптануы құрылғы болып табылады, яғни оның жадысында сақталған бағдарлама көмегімен не бір функцияларды орындауға бапталады. 

Өндірістің технологиялық процесінде жекелеген микроЭЕМ-дер сирек қолданылады, байланыс құралдырының көмегімен олар микропроцессорлық жүйе құра отырып бір желіге бірігеді. 

Микропроцессорлық жүйе  –  бір-бірімен байланысқан, анықталған бір бірлік, бүтіндік құратын, жүйелік техника, сараптамада және т.б. біртүтас жүйелік амалдары болатын көптеген микропроцессорлық элементтер.  Микропроцессорлық ақпараттық - бағдарлаушы жүйелерді ұйымдастыру өзара шеттегi жабдықтың түрi, қосымша сыртқы құрылғылардың қосуының мүмкiндiктерi және жүйенiң негiзгi элементтерiнiң байланысының әдiсiмен анықталады.

Екі түрлі модель шығарылады: жабық және ашық.

Жабық модель дербес қолдануға және басқару объектісімен тек қана  бағдарламаланатын цифрлық енгізу-шығару арнасымен байланысқа бағытталған.  

 

 

2 сурет

 

2) бір платалы микроЭЕМ дербес қолдануға да, сонымен қатар, көп платалы автономды микроЭЕМ құрамында қолдануға арналған; 

3) бір кристалды микроЭЕМ бір БИС түрінде орындалған, микроЭЕМ-ге тән функциялар жиынын көрсетеді. 

 

 

3 сурет

 

Баға және электр тұтыну бойынша шектеулер де контроллердің тактілік жиілігінің өсуін тежейді. Өндірушілер өздерінің бұйымдарының жұмысын  жоғары жиілікте жасауға тырысады, бірақ өздерінің тапсырыс берушілеріне ір түрлі жиілік және кернеу көзіне есептелген түрлерін ұсынады. Микроконтроллерлердің көптеген модельдерінде ОЗУ және ішкі регистрлерге арналған статикалық жады қолданылады. Бұл контроллерге төменгі жиілікте жұмыс жасауға және де тактілік генератордың толық тоқтау кезінде де мәліметтерді жоғалтпауға мүмкіндік береді. Есептеуіш модуль және  перифериялық құрылғылардың бір бөлігі өшірілетін энергияны үнемдеудің әр түрлі режимдері қарастырылған. 

ОЗУ-дан бөлек, микроконтроллердің бағдарламаларды және мәліметтерді сақтауға арналған энергияға тәуелсіз, орнатылған  жадысы болуы мүмкін. Жадының арзан типтері тек бір реттік жазуды болдырады.  Бұндай құрылғылар контроллер бағдарламасы жаңартылмайтын кезде жаппай өндіріс үшін сәйкес келеді. Конртоллердің басқа түрлендірулері энергияға тәуелсіз жадыны көп реттік қайта жазуға мүмкіндіктері бар.  Демек, жалпы тағайындау микроконтроллерлердегi процессорларға қарағанда сәйкесiнше бөлек мәлiметтi сақтауды жадтың Гарвард архитектурасы және сәйкесiнше ОЗУ және ТСҚқа командаларын жиi қолданылады.

Микроконтроллерлерде болатын периферияның толық емес тізімі келесідей болады: UART, I²C, SPI, CAN, USB, ETHERNET сияқты әр түрлі аналогты-цифрлық және цифрлық-аналогты түрлендіргіштер; компараторлар; кең импульсты модуляторлар; таймерлер;  коллектірсіз қозғалтқыштар контроллерлері; дисплей және пернатақта контроллерлері; радиожиілікті қабылдағыштар мен таратқыштар; орнталған флеш-жады массивтері.

Микроконтроллерлер класы

Барлық микроконтроллерлерді шартты түрде 3 класқа бөлуге болады: 8-разрядты; 16 - және 32-разрядты; цифрлық сигналды процессорлар (DSP).  Өнеркәсіпте жиі қолданылатын микроконтроллерлер 8-биттік болып табылады. 8-разрядты жалпы тағайындау процессорлары өндірістік модельдермен қолданыстан шығып жатса, 8-разрядты микроконтроллерлер кең қолданысқа ие.  Бұл жоғары өндіргішті талап етпейтін, бірақ төмен баға маңызды болатын көптеген қолданыстар бар екенін көрсетеді. Сонымен қатар, өте үлкен есептеу мүмкіндіктері бар, мысалы, цифрлық сигналдық процессорлар, микроконтроллерлер бар. 

 

Негізгі әдебиеттер: 1[3-17];  2 [5-15].

Қосымша әдебиеттер:  1 [12-18]; 3 [16-25].

 

Бақылау сұрақтары

 

1)    Цифрлық құрылғыларды анықтау және функция.

2)    Цифрлық операциялық құрылғылардың негізгі бөліктері. 

3)    Қандай құрылғылар операциондық құрылғылар болып табылады?

4)    МикроЭЕМ классификациясы.

5)    Микроконтроллердің жабық моделінің негізгі элементтері?

6)    МикроЭЕМ-нің қандай типтерін микроконтроллерлер деп атайды?

7)    Микроконтроллерлер кластары.

 

 

 

2 Цифрлық сұлбалар. Электрондық есептеуіштер және регистрлер. Цифрлық автоматтар

 

Цифрлық құрылғы деп (СҚ) цифр түрінде көрсетілген дискретті ақпаратты түрлердіруге арналған құрылғыны айтамыз. Цифрлық құрылғының математикалық моделі цифрлық автомат болып табылады. Әдетте, цифрлық құрылғыларда стандартты екілік алфавит қолданылады (0 немесе 1).

Цифрлық құрылғылар сөз түрінде берілген дискретті ақпаратты түрлендіреді. Сонымен қатар, СҚ-да сигналдар қолданылады  – ақпаратты материалды-энергетикалық формада көрсету.

СҚ-дағы екілік сан оны құрайтын элементтер жағдайымен, ал элементтен элементке ақпаратты тарату кезінде байланыс желілерінде электр сигналдарымен  сипатталады. Элементтер жағдайы кернеу немесе тоқ деңгейімен, немесе электр импульсының бар-жоқ болуымен, немесе электр тербелістерінің фаза немесе жиілігімен анықталады.  Сонымен қартар, элементтің бір күйі бір, ал екіншісі нөлді қабылдайды.

Цифрлық құрылғылар арасында жадысы жоқ СҚ (комбинациялық сұлбалар) және жадысы бар СҚ деп бөлуге болады. Комбинациялық сұлбаны өзара байланысқан белгілі бір элементтер сұлбасының қосындысы түріндегі қарапайым құрылғылар болып табылады, барлық сигналдар нақты мәнге ие (0 немесе 1). Жадысы бар СҚ екі бөлікен тұрады: комбинациялық сұлба және жады.

Қандай да бір операцияларды (мысалы, микропроцессор) орындауға арналған цифрлық құрылғылар цифрлық операциялық құрылғылар деп аталады (СОҚ). Цифрлық операциялық құрылғылар басқарушы бөлім (басқарушы автомат) және операциялық бөлімнен (операциялық автомат) тұрады.

Қазіргі заманғы басқарушы микропрцессорлық жүйелердің түрлендірулері есептегіштердің қуаттылығын арттыруға бағытталған, 16- 32-разрядты контроллерлерге және өнеркәсіптік дербес компьютерлерге өту (ДК), операциялық жүйелерді (ОЖ) қолдануға көшу, көп иерархиялы интерфейсті құру. Барлық оң жақтары: модульділігі, өңдеудің еңбек сыйымдылығының төмендеуі, протоколдар стандартизациясы және т.б. ресейлік шарттарда темір жолда әр кезде қолданыла бермейді.  Себеп – жоғары баға  және сенімділіктің төмендеуіне әкеп соқтыратын артықшылықтың айтарлықтай дәрежесі. 

Сонымен қатар, сегіз разрядты микроконтроллерлер және қолдаудың микросхемаларының кластары дамуын белсенді жалғастыруда. Олар ең оңай басқару құрылғыларының жасауы үшiн ғана емес қолданыла алады: әр түрлi техниканың реттеуiш, контроллерлерi, зияткерлiк шеттегi модульдер, керiсiнше жасау үшiн тағы басқалар күрделi жергiлiктi және пойыздардың қозғалыстың темiр жол автоматикасы және телемеханиканың таралған кешендерi, басқару және бақылаудың сондай автоматтандырылған жүйелерi, энергия қорлардың есептесуi, телеөлшем, рұқсаттың бақылауы, сигнализация жеткiлiктi. Бұндай микроконтроллерлер, мысалы: PICmicro (Microchip Inc.), Z8 (Zilog Inc.), COP8 (National Semiconductor Со.), AT89, ATmega (Atmel) бола алады.

 

2.1 Схемотехникадағы цифрлық автоматтар

 

Автомат – бұл, реакциясы тек кіріске байланысты емес, сонымен қатар ертерек болған жағдайға тәуелді, яғни алдынғы уақыт мезетіндегі жағдайына тәуелді құрылғы мысалы.

 Компьютер – цифрлық автомат мысалы. Ол оның жағдайын сақтайтын жадыға ие. Компьютер жағдайна тәуелді компьютер осы немесе басқа да әрекеттерді орындайды. «Цифрлық автомат» терминіне синоним - «шекті автомат». Бірінші термин автоматтың сандармен жұмыс жасайтынын, яғни символдардың соңғы терулерімен, екіншісі – оның жады шекті екенін көрсетеді.

Цифрлық автоматтың жалпы түрдегі шекті автоматтан айырмашылығы келесіде:

– ол олардың үстiнде сандарды көрсету және операциялардың орындауы, өзi бiрiншi кезең, бiр дәрежелiк немесе көп дәрежелiк сумматордың синтезiнiң кезеңiнде онда үшiн арналған, (тудырылатын тоқтаулар) гонокок мәселе ұйғарылады;

– цифрларға автомат ұсыныстың қателiгiн алады - дәрежелердiң шектелген саны және жад артынан есептiк немесе есепсiз санмен көрсетiлген жүйелердiң ұсынысында пайда болатын қателiк. Арифметикалық ерекше маңызды жағдайларда жүзеге асырылған операцияның айырмашылықтары қосымша сигналдармен өрнектеледi: "машиналық нөл сигналымен",  асыра толтырумен;

– цифрлық автомат автоматты синтездеу үшін өте күрделі.

Ақпараттық тұрғыда, негізінен, сумматорлар, көбейткіштер және бөлгіштер іске асады. Одан қиын операциялар соңғыларға жүктеледі, арифметикалық құрылғы ақпараттық немесе бағдарламалық жағынан іске асатын басқарушы автоматпен жұптасып қолданылады.

 

3 Аналогты сұлбалар. Аналогты-цифрлық және цифрлық-аналогты түрлендіргіштер

 

Цифрлық-аналогты түрлендіргіштер (DAC — digital-analog converter) цифрлық сигналды аналогтыға түрлендіреді. Бұл құрылғы түрінің ең танымал екі іске сауы — әр аналогты арна үшін АТС-те қолданылатын модуляторлар-демодуляторлар (модемдер) және түрлендіргіштер.

Модем компьютермен жіберілетін униполярлы цифрлық сигналдарды аналогты сигнал ағынына түрлендіреді. Тек қана кернеудің бір полярлылығы қолданылатын сигнал униполярлы болып табылады. Сол себепті, сигнал ағынында кернеудің тек теріс немесе тек оң мәні қолданылады. Мәліметтерді жылдамдығы  56 Кбит/с дейін аналогты арна бойынша тарату үшін сығулардың көп түрлері ойлап табылған. Осындай жоғары жылдамдықты технологияларды қолданған кезде телефондық станция коммутаторы жағында қиылысқан сілтеулерге байланысты өткізу жолағы шектелген.  Ақпаратты қарапайым таза жылдамдығы 56 Кбит/с болатын дыбыстық арнамен таратқан кезде қиындықтар туады, сол себепті модем көмегімен дыбыс және мәліметтерді тарату механизмі бейбіт орындалуы үшін белгілі шектеулер қойылу керек.

Цифрлық-аналогты және аналогты-цифрлық түрлендіргіштер қажет, себебі компьютерден келіп түсетін сигнал-цифрлық, ал байланыс желісі – аналогты. Комплексті қызмет көрсететін цифрлық желі технологиясына ұқсас цифрлық байланыс желісін қолдану кезінде (Integrated Services Digital Network — ISDN) сигналды түрлендіру қажеттігін туындамайды.  Бұндай жағдайда қажет етілетін жалғыз нәрсе  – ISDN  мамандануына сәйкес орнатылған цифрлық сигнал форматын өзгерту.

Аналогты желілерде де аналогты-цифрлық түрлендіргіштер қажет етіледі, бірақ тек қалалық АТС құрылғыларында.  Ол қажет, себебі провайдер қызметінің инфроқұрылымы көптеген әр түрлі цифрлық мәліметтерді тарату құралдарынан тұрады. Әдетте аналогты болатын қызмет провайдерінің желісінің жалғыз бөлігі – қызметтік желілер және олармен байланысқан құрылғылар.  

Жалпы жағдайда аналогты сигнал цифрлық сигналға түрленеді, содан кейін қызмет провайдерінің желісі арқылы жіберілу үшін кең өткізу жолақты арнаға мультеплексерленеді. Алыстатылған кеңседе (яғни, АТС-тің алыстатылған коммутаторында) абонентпен қосылуды тоқтату үшін цифрлық сигнал қайта аналогтыға түрленеді. 

Қалалық АТС-ғы әр аналогты тізбек үшін арнаның шекті жүктемесі де сигналды түрлендіру керек (егер ол абоненттік арна тасушысы модулінің (Subscriber Line Carrier — SLC) цифрлық технологиясын қолдана отырып іске аспаса, себебі бұндай жағдайда орталық кеңсеге сигнал түскенге дейін түрлену орындалады). Бұл кітапта басты назар цифрлық байланыс құралдырына аударылған, сол себепті "Аналогты-цифрлық түрлендіргіштер" деп аталатын 3 бөлімде импульсті-кодты модуляция процесі толық сипатталған (PCM — Pulse Code Modulation).

 

 4 сурет

 

Микропроцессорлы жүйелерде импульсті элемент ролін аналогты-цифрлық түрлендіргіш (АЦТ), ал экстраполятор ролін –цифрлық-аналогты түрлендіргіш (ЦАТ) атқарады.

Аналогты-цифрлық түрлену аналогты сигналдағы ақпаратты цифрлық кодқа түрлендіруден тұрады. Цифрлық-аналогты түрлендіру есепті кері орындауға шақырылған, яғни цифрлық код түрінде берілген санды эквивалентті аналогты сигналға түрлендіреді. 

 

 

5 сурет

6 сурет

 

АЦТ кірісіне тоқ немесе кернеу түріндегі сигнал беріледі, олтүрлену процесі кезінде деңгей бойынша квантталады. 3-разрядты АЦТ-ның тамаша статикалық сипаттамасы 6-суретте көрсетілген.

Кіріс сигналдар –U_mix-тен U_max дейінгі диапазондағы кез келген мәнді қабылдай алады, ал шығыстары сегіз (23)  дискреттелген деңгейлерге сәйкес келеді.  АЦТ шығыс коды басқа көрші мәнге ауысу болатын кездегі кіріс кернеудің мәні код аралық өту кернеуі деп аталады. Код аралық өтулердің екі аралас мәнінің айырмасы кванттау қадамы немесе разрядтың төменгі мәнінің бірлігі (МЗР) деп аталады. Түрлену сипаттамасының бастапқы нүктесі кіріс сигнал мәнімен келесідей анықталады

 

,                                        (3.1)

 

мұндағы U0,1 – бірінші код аралық өтудің кернеуі, ULSB – кванттау қадамы  (LSB – Least Significant Bit). Түрлену сипаттамасының соңғы нүктесі келесі қатынаспен анықталатын кіріс кернеуге сәйкес

 

.                                    (3.2)

 

U 0,1 және UN-1 мәндерімен шектелген АЦТ-тің кіріс кернеу мәнінің облысы кіріс кернеу диапазоны деп аталады

 

.                                            (3.3)

Кіріс кернеу диапазонын және N-разрядты АЦТ және ЦАТ кіші разряд көлемін келесі қатынас байланыстырады 

 

Кернеу

 

.                                      (3.5)

 

толық шкала кернеуі деп аталады (FSR – Full Scale Range). Шарт бойынша, бұл жүпметр АЦТ-ға қосылған тіректі кернеу көзінің шығыс сигнал деңгейімен анықталады.  Кванттау қадамының шамасы немесе кіші разряд бірлітері, яғни тең  

                                                 (3.6)

 

ал бас мағыналы разрядтың бiрлiгiнiң шамасы

.                                                    (3.7)

 

6 суреттен көріп отырғанымыздай процесс барысында кіші разряд шамасының жартысынан ULSB/2 аспайтын қателік туындайды.

Аналогты-цифрлық түрленудің бір бірінен нақтылығымен және жылдам әрекеттілігімен ажыратылатын түрлі әдістері бар. Көп жағдайда бұл сипаттамалар бір біріне ұқсас. Қазіргі кезде бірізді жақандаулы АЦТ (разряд бойынша теңестiру),  интегралданатын АЦТ, жүплель (Flash) АЦТ, «сигма-дельта» АЦП және басқа да типті түрлендіргіштер кең қолданыс тапты.

Бірізді жақындаулы АЦТ құрылымдық сұлбасы 7 суретте көрсетілген.

 

 

                                                              7 сурет

 

Құрылғының негізгі элементтері болып компаратор (К), цифрлық-аналогты түрлендіргіш және логикалық басқару сұлбасы болып табылады.  Түрлендірудің  қағидасы салыстырулардың нәтижелерi бойынша кіріс кодының тиiстi әр түрлi комбинациялары және қорытынды кодтың құрастыруы сигналдардың деңгейлерi бар кiретiн сигналдың деңгейiнiң бiртiндеп салыстыруында негiзделген. Салыстрылған кодтардың кезектiлiгi жарты бөлу ережесін қанағаттандырады. Түрлендіру басында ЦАТ кіріс коды үлкеннен басқалары 0, ал үлкені 1-ге тең болатын күйге орнатылады. Бұл комбинация кезінде ЦАТ шығысындакіріс кернеу диапазонының жартысына тең болатын кернеу қалыптасады. Бұл кернеу компаратордағы кернеумен салыстырылады. Егер кіріс сигнал ЦАТ-ке келіп түсетін сигналдан үлкен болса, онда шығыс кодтың үлкен разряды 1-ге орнатылады, кері жағдайда ол 0-ге орнатылады. Келесi тактiнде жартылай құрастырылған, атап айтқанда, код қайтадан ЦАТ кірісіне келіп түседі, онда жаңадан кiруге түседi келесi дәреже бiрлiкке және салыстыру қайталанады. Процесс кіші битті салыстырғанға дейін жалғасады, яғни   N-разрядты шығыс кодты құру үшін  N бірдей элементер салыстыру тактілері қажет. Бұл тең шарттар кезінде бұндай жылдам әрекетті АЦТ разрядтылығы жоғарылаған сайын кемиді. Тізбектей жақындаулы АЦТ-тың ішкі элементтері (ЦАТ және компаратор) АЦТ кіші разрядының жақсы көрсеткіштерінің жарты мәніне ие болуы керек.

 

 8 сурет – Жүпаралельді (Flash) АЦТ құрылымдық сұлбасы  

 

Бұл жағдайда кіріс кернеу салыстырма үшін N-1 компараторлардың біресімдік кірісіне бірден беріледі. Қарама –қарсы компораторлардың кірісіне тіректік кернеу көзіне қосылған жоғары жиіліктік кернеу бөлгішінен сигналдар беріледі. Бұл кезде бөлгіштің шығысындағы кернеу кіріс сигналының бүкіл өзгеру диапазоны бойында бір қалыпты орналасқан. Басымдылығы бар шифратор белсендендірілген шығыс сигналы бар ең үлкен компараторға сәйкес цифрлық шығыс сигнал құрады. Яғни N-разрядты түрлендіруді қамтамасыз ету үшін 2N бөлгіш резисторы және 2N-1 компаратор қажет. Бұл түрлендірудің ең тез әдісі. Алайда, үлкен разрядтау үлкен ақпараттық шығындарды талап етеді. Барлық бөлгіш резисторлар мен компараторлардың дәлдігі кіші разряд мәнінің жартысынан үлкен болуы керек.

            9 сурет – АЦТ екі еселі интегралының құрылымдық сұлбасы

 

Жүйенің негізгі элементтері SW1, SW2, SW3 кілттерінен тұратын аналогты коммутатор, И интегратор, К компаратор және С санағыш болып табылады. Түрлендіру үрдісі 3 фазадан тұрады (9 суретті қара).

 

10 сурет

 

Бірінші фазада SW1 кілті тұйықталған, ал басқа кілттер тұйықталмаған. SW1 тұйықталған кілті арқылы кіріс кернеу тіркелген уақыт аралығы аралығында кіріс сигналды интегралдайтын интеграторға беріледі. Осы уақыт аралығы өткеннен кейін интегратордың шығыс сигналының деңгейі кіріс сигналдың мәніне пропорционалды. Түрлендірудің екінші фазасында  SW1 кілті тұйықталмайды, ал SW2 тұйықталады, және интегратордың кірісіне тіректі кернеу көзінен сигнал беріледі. Интегратордың конденсаторы тіректі кернеуге пропорционалды тұрақты жылдамдығы бар бірінші түрлендіру аралығында жиналған кернеуден разрядталады. Бұл фаза интегратордың шығыс кернеуі нөлге дейін түспегенше созыла береді, бұл жайлы интегратордың сигналын нөлмен салыстыратын компоратордың шығыс сигналы куәлендіреді. Екінші фазаның ұзақтығы түрлендіргіштің кіріс кернеуіне  пропорционалды. Екінші фаза кезінде санауышқа калиброванной жиілігі бар жоғары жиілікті импульстер келіп түседі. Екінші деңгей өткеннен кейін санауыштың цифрлық көрсеткіштері кіріс кернеуге пропорционалды.  Берілген әдіс бойынша үлкен дәлдікті және компоненттің тұрақтылығын талап етпей-ақ өте үлкен дәлдікке  жетуге болады. Негізінде, интегратор сыйымдылығының тұрақтылығы жоғары болмауы мүмкін, өйткені зарядталу және разрядталу циклы сыйымдылыққа кері пропорционалды жылдамдықпен жүреді. Сонымен қатар, дрейфтің қателігі және компаратордың ығысуы әр түрлендіру деңгейінің бір кернеумен басталып және аяқталуымен байланысты компенсацияланады. Дәлдікті жоғарлату үшін SW3 кілті арқылы интегратордың кірісіне нөлдік сигнал берілетін түрлендірудің үшінші деңгейі қолданылады. Бұл деңгейде сол интегратор мен компаратор қолданғандықтан келесі өлшеудің қорытындысынан нөл кезіндегі қателіктің шығыс мәнін есептеу нөлге жақын өлшеумен байланысты қателіктерді компенсациялауға мүмкіндік береді. Тіпті санауышқа келіп түсетін тактілік импульстердің жиілігіне қатаң талап қойылмайды, өйткені түрлендірудің бірінші деңгейіндегі тіркелген уақыт аралығы сол импульстерден құрылады. Қатаң талап тек разрядтың тоғына, яғни тіректі кернеудің көзіне қойылады. Бұл түрлендіру әдісінің жетіспеушілігі болып төмен тезәрекеттілік  болып табылады.

АЦТ жүйеге көрсетілетін талаптарға сүйене нақты құрылғыны таңдауды іске асыруды рұқсат ететін жүпметрлер тізбегімен сипатталады.

АЦТ барлық жүпметрлерін екі топқа бөлуге болады: статистикалық және динамикалық.

Біріншісі өзгермейтін және жай өзгеретін кіріс сигналдармен жұмыс кезіндегі құрылғының дәлдік сипаттамасын анықтайды, ал екіншісі кіріс сигнал жиілігінің үлкеюі кезіндегі дәлдікті сақтау сияқты құрылғының тезәрекеттілігін сипаттайды.

Кіріс сигналдың нөлдің айналасында жатқан кванттау деңгейіне 0.5ULSB және 0.5ULSB кодаралық өтулердің кернеуі сәйкес келеді (біріншісі тек биполярлық кіріс сигнал жағдайында орны бар). Алайда, нақты құрылғыларда берілген кодаралық өтулердің кернеуі осы тамаша  мәндерден айырмашылығы болады. Осы кодаралық өтулердің кернеуінің нақты деңгейінің осы тамаша мәндерден ауытқуы нөлдің биполярлы ығысу қателігі (BipolarZeroError) және сәйкес нөлдің униполярлы ығысу қателігі (ZeroOffsetError)  деп аталады.

Апертуралық қателік кішірейту және түрлендіргіштің кірісінде АЦТ кіріс сигналының өзгеру жылдамдығына шектеуді әлсірету үшін «сақтауды-таңдау құрылғысы» (СТҚ) (Track/HoldUnit) орнатылады. СТҚ қысқартылған сұлбасы 11-суретте көрсетілген.

 

11 сурет

 

Бұл құрылғының екі жұмыс режимі бар: таңдау режимі және бекіту режимі.

Таңдау режимі SW кілтінің тұйықталған күйіне сәйкес келеді. Бұл режимде СТҚ шығыс кернеуі оның кіріс кернеуін қайталайды. Бекіту режимі SW тұйықталмаған кілт командасы бойынша қосылады.

Цифрлық- аналогтық түрлендіргіштерді көбіне микропроцессорлық жүйенің шығысына үзіліссіз басқару объектісіне берілетін оның шығыс кодын аналогты сигналға түрлендіру үшін орналастырады. 3 разрядты ЦАТ идеалды статикалық сипаттамасы 12 суретте көрсетілген.

 

12 сурет

 

Сипаттаманың бастапқы нүктесі U00…0 бірінші (нөлдік) кіріс кодына сәйкес нүкте ретінде анықталады. Сипаттаманың ақырғы нүктесі U11…1 соңғы кіріс кодына сәйкес нүкте ретінде анықталады. Шығыс кернеу диапазонының анықтамалары, кіші кванттау разрядының бірліктері, нөлдердің ығысу қателіктері, түрлендіру коэффициентінің қателіктері АЦТ сәйкес сипаттамаларына ұқсас.  

Құрылымдық ұйымның ойынша ЦАТ-та түрлендіргішті құрудың нұсқаларында әлдеқайда аз әртүрлілік байқалады. ЦАТ негізгі құрылымы «тізбектік R-2R сұлбасы» болып табылады (13 суретті қара).

 

13 сурет

 

 Сұлбаның кіріс тогы Iin=UREF/R тең екенін, ал тізбектің тізбектей звеньесінің тоғы сәйкес  Iin/2, Iin/4, Iin/8 және т.б. екенін көрсету оңай. Кіріс цифрлық кодты шығыс тоққа  түрлендіру үшін түрлендіргіштің шығыс нүктесіндегі кіріс код бірліктеріне сәйкес келетін барлық иық тоқтарын жинау жеткілікті (14 суретті қара).

14 сурет

 

Егер түрлендіргіштің шығыс нүктесіне бағдарламалық күшейткішті қоссақ, онда шығыс кернеуді былай анықтауға болады:

 

,                        (3.8)

 

мұнда K – кіріс цифрлық код, N – ЦАТ разрядтылығы.

 

            Барлық ЦАТ екі үлкен топқа бөлінеді: ток бойынша шығысы бар ЦАТ және кернеу бойынша шығысы бар ЦАТ. Олардың айырмашылығы бағдарламалық күшейткіштің ЦАТ микросхемасында ақырғы каскадтың бар не жоқтығында. Кернеу бойынша шығысы бар ЦАТ аса аяқталған құрылғы болып табылады және өзінің жұмысы үшін қосымша элементтерді көп талап етпейді.

ЦАТ-тың амплитудалық-жиіліктік сипаттамасы 15 суретте көрсетілген.

 

15 сурет  ЦАТ-тың амплитудалық-жиіліктік сипаттамасы

 

Көрініп тұрғандай 0.5ws жиілігінде қалпына келетін сигнал төменгіжиілікті құрайтын сигналмен салыстырғанда 3.92 дБ әлсірейді. Сонда қалпына келетін сигнал спектрінің аз ғана бұрмалау орны бар. Көп жағдайда бұл аз ғана бұрмалау жүйе жүпметрлеріне айтарлықтай әсер етпейді. Алайда, жүйенің спектралды сипаттмасының жоғары сызықтылығы керек болған жағдайда (мысалы дыбысты жөндеу жүйелерінде) ЦАТ шығысындағы қорытынды спектрді түзету үшін x/sin(x) типті жиіліктік сипаттамасы бар арнайы қалпына келтіретін фильтр орналастыру керек.

 

Негізгі әдебиет: 1[21-37];  2 [12-25].

Қосымша әдебиет:  1 [21-33]; 3 [27-37].

 

Бақылау сұрақтары.                  

 

1)    ЦАТ функциялары және тағайындалуы.

2)    АЦТ функциялары және анықтамасы.

3)    Қандай жүпметрді кванттау баспалдағы деп атайды?

4)    ЦАТ негізгі статикалық жүпметрлері.

5)    Түрлендіру сипаттамасы переметріне анықтама беріңіз?

6)    Шығыс мәнінің диапазоны деп нені айтамыз?

7)    Түрлендірудің рұқсат етілген мүмкіндігі жүпметрінің анықтамасы.

 

4 Сигналдарды цифрлық өңдеу және сигналдық процессорлар

 

Микроэлектрониканың жетістіктерінің арқасында СЦӨ жүйелері тек шыңдыққа айналған жоқ, сонымен қатар CD - және DVD - ойнатқыштары, модемдер, соталық телефондар және т.б. түрінде біздің күнделікті өмірге кірді.  Керісінше, кейбір қолданбалы аумақтарда СЦӨ «дәстүрлік» (аналогтық) ығыстырып шықты.  Едәуір дәрежеде  бұл аудиотехникада, телефонияда ж.зеге асты. Теледидар хабарының цифрлық негізінде өту процесі интенсивті жүріп жатыр. Цифрлық технологиялардың тез дамуы «радиотехника» ұғымын стилімен қоса, жаңа білім мен білуді қажет етіп, осы сферадағы мамандарды дайындауға қойылатын талапты өзгертті.   Соңғы кезде цифрлық сигналдық процессорлерге арналып жатқан кітаптар теориялық сұрақтар мен алгоритмге қарағанда процессорлардың құрылысына және олар үшін бағдарламаларды әзірлеу құралдарына көп көңіл бөледі. 

СЦӨ сигналының мақсаты әдетте 3 әрекетке ажүпды: цифрлық сигналды енгізу, немесе кіріс аналогтық сигналды цифрлық күйге түрлендіру; алынған берілгендер массивін әртүрлі алгоритмдерді пайдаланып өңдеу; алынғын нәтижені қорытындылау, немесе цифрлық сигналдың аналогтық күйге қайта түрленуі.

Айтылған түрлендірулер анықталған ережелерге сай жүруі керек, олардың мағынасы 16-суретте, онда СЦӨ қорытылған сұлбасының негізгі элементтері көрсетілген.  

Жүйенің кірісіне ұзақтығы бойынша шектелген  аналогты сигнал келіп түседі. Оның спектрі сигнал ұзақтығының соңғы күшіне дейін шексіз!

Спектрдің шексіздігі  сигналының  цифрлық күйге түрленуі үшін кедергі болып табылады. Спектрді шектеу үшін төменгі жиіліктік сүзгі ТЖС қолданылады. Спектр жоғарғы жиілік  -мен шектеледі. Ары қарайсигнал уақыт бойынша сигналды дискреттеулау мен деңгей бойынша кванттау жүзеге асатын аналогты-цифрлық түрлендіргіштің кірісіне келіп түседі. Дискреттеу кезінде аналогты сигнал  Т уақыт араы (дискреттеу аралығы) арқылы алынған лездік мәндердің есептеулерімен ауыстырылады (16, а суретті қара). Т дискреттеу аралығы аз болған сайын,  есептеулер тізбегі бастапқы кодты нақтырақ көрсетеді. Дискреттеу аралығы дискреттеу жиілігін анықтайды үлкен болған сайын, есептеуішке есептеулерді өңдеуге келіп түскен шапшаңдығымен көп операция орындау, сонымен қатар оның құрылғысына күрделі болады.

 

16 сурет – СЦӨ қорытылған сұлбасы

 

;.                                         (4.1)

 

Атап келгенде, сигналдың көрсетілім дәлдігі  көбейтуді талап етеді, ал есептеуішті барынша қарапайым ету үшін   азайту қажет. Алайда  минимальды мәніне шектеу қойылады:  үзіліссіз сигналын толық қалпына келтіру үшін оның  есептеулері бойынша дискреттеу жиідігі   беріліс сигналының спектрінде  ең үлкен жиілігінен екі есе үлкен болуы керек және осы жеткілікті, яғни

 

.                                                    (4.2)

(4.2) арақатынасы Котельников теоремасы деп аталады.

Нақты сигналдар уақыт бойынша шектелген, сондықтан олардың спектрі шексіз (16, б суретті қара). Бұдан  болғанда, дискреттеу болуы мүмкін емес. Алайда, кез- келген ақырғы сигналдың спектрінде кейбір -дан бастап болмашы амплитудалы  жиіліктері бар және, сондықтан, оларды сигналды бұрмаламай елемеуге болады.  мәні сигналдың нақты түрімен және шешілетін есеппен анықталады. Мысалы, стандартты телефон сигналы үшін

F_b=3.4 кГц - оның минималды стандартты дискреттеу жиілігі f_d=8 кГц. Спектрдің F_b жиілікке дейін шектелуі

антиэлайсингтік атқа ие аналогты ТЖФ- мен жүзеге асады.  Сигнал және оның ТЖФ – ның шығысындағы спектрі 16 в суретінде көрсетілген. Деңгей бойынша кванттау сандарды  тізбек бойынша құру мақсатымен шығарылады: есептеудің барлық өзгеру диапазоны бірнеше N дискреттік деңгейлерге бөлінеді, және әр есептеуге анықталған ереже бойынша берілген есептеу пайда болған екі жақын кванттау деңгейінің біреуінің мағынасы  тағайындалады. (16, е суретті қара). Нәтижесінде екілік кодта көрсетілетін X_ц(n) сандарының тізбегі пайда болады. Деңгейлер саны п АЦТ разрядымен анықталады, сонда п = 3 болса, онда кванттау деңгейі  болады, ал минималды және максималды есептеудің мәні сәйкесінше және . Квантталған есептеу х(nТ) таңдаудан айырмашылығы болатыны анық.  Бұл айырмашылық кванттау қателігі болып табылады:

           (4.3)

п кіші болған сайын үлкен болады. Кванттаудың максималды қателігі кванттау қадамының жартысына тең , яғни

,                           (4.4)

 

мұнда ∆=2^-n.                                                      

Бұдан АЦТ разрядтылығы көп болған сайын есептеу дәлірек болады және АЦТ қымбатқа түседі. Қазіргі заман талабына сай АЦТ разрядтылығы 8-ден 20-ға дейін. х(n) реттілігі берілген алгоритм бойынша әр х(n) есептеуге бірмағыналы сәйкес шығыс есептеуді y(n) x(n)y(n) қояды. Бастапқы сигналды өңдеу нәтижесі жаңа цифрлық реттілік -  -нен айтарлықтай айырмашылығы бар цифрлық сигнал y(n) болып табылады. Бір  есептеуді алу үшін операциялар саны (көбейтулер, қосулар, жіберулер) мыңға санала алады, сондықтан есептеуіш кезекті x(n) есептеу келіп түскенге дейін барлық қажет іс-әрекетті жасап үлгеру үшін f_T-ға қарағанда f_τ жоғары тактілік жиілікте жұмыс істеу керек, яғни алгоритм қаншалықты қиын болса да, өңдеу уақыты t_пер дискреттеу периодынан t_пер ≥Т үлкен болмауы керек.     

Дәл осындай шарттарда есептеуіштің жұмысы нақты уақыт масштабында, яғни кіріс есептеулердың келіп түсу қарқынында мүмкін болады. Мысалы, f_d=8 кГц стандартты телефондық сигналды өңдеу кезінде нақты уақыт масштабында есептеуіштің жұмысын қамтамасыз ету үшін тактілік жиілік TMS320C10 деген бірінші ұрпақ процессорлардағыдай кем дегенде 6 МГц  болу керек. Алынған шығыс есептеулер алдымен  сатылы сигнал құратын (16 з –суретті қара), кейінірек тегістегіш ТЖ сүзгісі арқылы y(t) аналогты шығыс сигналға  түрленетін (16 ж суретті қара) цифрлық аналогтық түрлендіргішке беріледі. Айтылғандардың бәрінен есептеуішті іске асыру үшін элементтік база сипатына және таңдау кезңнде әсер ететін бірқатар шектеулер туындайды: есептеуіш регистрларының айырмашылығы үлкен болу және есептеу нәтижелерін дөңгелектеген кезде қателік болмас үшін ЦАТ айырмашылығынан асу керек; – есептеуіш жұмыс істейтін тактілік жиілік, егер нақты уақыт талабы қойылған болса, дискреттеу жиілігінен жүз есе асып түсуі керек.

 17 сурет – Периодикалық емес сигналдар және олардың спектрлері

 

Негізгі әдебиет: 2[48- 54];  3 [47-57].

Қосымша әдібиет:  2 [52-61]; 4 [58-69]. 

        

Бақылау сұрақтары

                                     

1)                 СЦӨ мақсаты ?

2)                СЦӨ қорытылған сұлбасының негізгі элементтері.

3)                Төменгі жиілікті сүзгі ТЖС қандай мақсатпен қолданылады?

4)                Котельников теоремасы.

5)                Кванттаудың максимальды қателігі қаншаға тең?

6)                Дискреттеу жиілігі қаншаға тең?

7)                Деңгей саны қалай анықталады?

 

5 Компьютер құрылғысы. Компьютерлік техниканың даму кезеңдері және микропроцессорлар

 

Компьютер (англ. computer – есептеуіш) берлігендерді өңдей және есептеулер жүргізе алатын, сонымен қатар белгілерді манипуляциялаудың басқа есептерін атқара алатын бағдарламаланған электрондық құрылғы. Компьютерлердің негізін электрондық және электромеханикалық элементтер мен құрылғыларды қолдану мақсатымен құрылған ақпарат (HardWare) құрайды. Компьютерлердің әрекет ету принципі – бағдарламаларды (SoftWare), яғни алдын- ала берілген, нақты анықталған арифметикалық, логикалық және басқа операциялар тізбегін орындаудан тұрады.  

Есептеуіш жүйенің құрамы конфигурация деп аталады. Компьютерлерді құрудың негізін 1945 жылы америкалық ғалым Джон фон Нейман қалады.

Компьютер келесі құрылғылардан тұру керек:

- арифметикалық және логикалық операцияларды орындайтын арифметикалық-логикалық құрылғы; 

- программаларды орындау процесін ұйымдастыратын басқару құрылғылары;

- есте сақтау құрылғысы, немесе бағдарламаларды және берлігендерді есте сақтайтын жады;

- ақпаратты енгізу-шығару сыртқы құрылғылары.

 

5.1 Ақпараттық төңкерістердің рөлі және маңызы

 

Өркениеттің даму тарихында ақпараттық өңдеу саласындағы түбегейлі өзгерістерден қоғамдық арақатынастың түрленуі, яғни бірнеше ақпараттық төңкерістер болды. Осындай түрленулердің нәтижесі адами қоғамның жаңа сапаны игеруіне алып келді.

         Бірінші төңкеріс жазбашылықтың пайда болуымен байланысты, ол өз кезегінде өте үлкен сапалық және цифрлық көтеріліске алып келді. Білімді ұрпақтан ұрпаққа беру мүмкіндігі пайда болды.

Екіншісі (XVI ғасыр ортасы) индустриалды қоғамды, мәдениетті,  мамандану саласын түбегейлі өзгерткен кітап басып шығарудың пайда болуымен байланысты.   

Үшіншісі (XIX ғасыр аяғы) электрді ойлап табу арқылы кез-келген көлемде ақпаратты тез беруге және жинақтауға рұқсат ететін телеграф, телефон, радионың пайда болуымен шартталған.

Төртіншісі Четвертая (XX ғасырдың 70 жж) микропроцессорлық технологияларды ойлап табумен және дербес компьютерлердің пайда болуымен байланысты. Микропроцессорлерде және интегралды сұлбаларда компьютерлер, компьютерлік желілер, берілгендерді беру жүйесі (ақпараттық коммуникация) құрылады. Бұл кезең үш іргелі инновацияны сипаттайды:

1)       ақпаратты өңдеудің механикалық және электрлік тәсілінен электрондық тәсіліне өту;

2)       барлық түйіндердің, құрылғылардың, құралдардың, машиналардың миниатюризациясы;

3)       бағдарламалық-басқарылатын құрылғылар мен процестерді құру.

Бұл период жайлы толық көрініс құру үшін электрондық- есептеуіш машина (ЭЕМ) ұрпақтарының ауысуы жайлы төменде келтірілген анықтамамен танысып және бұл мәліметтерді өңдеу және ақпаратты беру аумағындағы деңгеймен салыстыру керек. 

ЭЕМ ұрпақтарының ауысуы жайлы анықтама

         Бірінші  ұрпақ (50-ші жж басы). Элементтік база – электрондық шамдар. ЭЕМ үлкен өлшемімен, энергияны көп қолдануымен, төмен сенімділігімен, кодтағы бағдарламалаумен ерекшеленді.

         Екінші ұрпақ (50-ші жж аяғы). Элементтік база – жартылай өткізгіштік элементтер. Алдыңғы ұрпақтағы ЭЕМ-мен салыстырғанда барлық техникалық сипаттамалар жақсарды.

         Үшінші ұрпақ (60-шы жж басы). Элементтік база – схема интегралды сұлбалар, көпқабатты баспалық жөндеу. ЭЕМ өлшемдерінің бірден төмендеуі, олардың сенімділігінің артуы, өндіргіштігінің көбеюі. Алыстатылған терминалдардан рұқсат ету.

         Төртінші ұрпақ (70-ші жж ортасынан). Элементтік база – микропроцессорлар, үлкен интегралдық сұлбалар. Техникалық сипаттамалар жақсарды. Дербес компьютерлердің массалық шығарылуы. Даму бағыттары: жоғары өндіргіштік қуатты көппроцессорлық есептеуіш жүйелер, арзан микроЭЕМ-нің құрылуы.

         Бесінші ұрпақ (80-ші жж ортасынан). Зор жетістікпен аяқталған интеллектуалды компьютерлерді өңдеу басталды. Барлық аумақтарға компьютерлік желілер мен оларды біріктіру, таратылған мәліметтер өңдеуді қолдану, компьютерлік ақпараттық технологияларды барлық жерде қолдануды енгізу.

         Соңғы ақпараттық төңкеріс бірінші орынға жаңа саланы – жаңа білімді өндіруге арналған технологиялармен, техникалық құралдарды өндірумен байланысты ақпараттық индустрияны қойды. Ақпараттық индустрияның маңызды құраушылары болып ақпараттық технологиялардың барлық түрі, әсіресе телекоммуникация болып табылады. Қазіргі заман талабына сай ақпараттық технология компьютерлік техника және байланыс құралдары аумағындағы жетісіктерге сүйенеді.

         Ақпараттық технология (АТ) процесс немесе көрініс, объекттің жағдайы жайлы жаңа сапалы ақпаратты алу үшін мәліметтерді беру және өңдеу, жинау әдістері мен құралдар жиынтығын қолданатын процесс.

Телекоммуникация – компьютерлік желі және қазіргі заман талабына сай техникалық байланыс құралдары базасында мәліметтерді дистанциялық беру. 

 

 

18 сурет – Компьютер құрамы

 

5.2 Компьютердің функционалды - құрылымдық ұйымдасуы

 

Кез - келген дербес компьютердің маңызды компоненті, оның «миы» - ол компьютер жұмысын басқаратын және ақпаратты өңдеудің басым бөлігін орындайтын микропроцессор (CPU, CentralProcessorUnit – ЦТҚ, немесе орталық процессорлық құрылғы) болып табылады.

Математикалық сопроцессор векторлық графикамен (әсіресе, үшөлшемді), электрондық кестелермен және т.б. жұмыс кезінде керек. Жүзетін нүктелі сандар пішінімен жұмыс кезінде сопроцессор ЦТҚ-ға (CPU) қарағанда жүз есе тез жұмыс жасайды. ЦТҚ құрамына мыналар кіреді:

Басқару құрылғысы (БҚ) бағдарламалар командасын қабылдайды және олардың орындалуын ұйымдастырады, уақыттың керек сәтінде ЭЕМ-нің барлық блогына басқару сигналдарын жібереді және құрады, орныдалатын операциямен қолданылатын жады ұяшығының адресін құрады және осы адрестерді сәйкес машина блоктарына береді, басқару жиілігі тактілік импульс генераторынан құрылады.  

         Арифметикалық-логикалық құрылғы (АЛҚ)  Арифметико-логическое устройство (АЛУ) логикалық және арифметикалық операцияларды орныдау үшін арналған, математикалық сопроцессор векторлық графикамен, электрондық кестелермен, САПР дестелерімен, арнайы математикалық дестелермен және т.б. жұмыс кезінде керек. 

Микропроцессорлық жады (МПЖ) машина жұмысының жақын тактілік есептеуінде тікелей қолданылатын ақпаратты беру және аз уақытқа жазу, сақтау үшін қызмет көрсетеді. МПЖ регистрлерде құрылады және машинаның жоғары тезәрекеттілігін қамтамасыз ету үшін қолданылады (регистрлер – 1 байт стандартты ұзындығы және төмен тезәрекеттілігі бар ОП ұяшықтарына қарағанда әртүрлі ұзындықты тезәрекетті жады ұяшығы).

Микропроцессордың интерфейстік жүйесі ДК басқа құрылғыларымен байланыс пен қосылуды іске асырады, МП ішкі интерфейсі, буферлік регистрлары және енгізу/шығару порттарын басқару сұлбалары және жүйелік шиналар құрамына кіреді.  

Оперативтік жады (ОЕҚ – оперативті есте сақтау құрылғысы) жиі сұралатын ақпаратты сақтау үшін арналған және оның жазу, санау және сақтау режимдерін қамтамасыз етеді. Бұл жады түрін еркін рұқсат ету жады (RandomAccessMemory, RAM) деп те атайды. Ақпаратты сақтау әдісі бойынша оперативті жады статикалық және динамикалық болып бөлінеді.

Тұрақты жады (ТЕҚ – тұрақты есте сақтау құрылғысы) әдетте микропроцессор әртүрлі бағдаламаны орындап жатқан кезде ауыспайтын ақпаратты сақтайды. Тұрақты жады тек есептеу және сақтау режимдерін қамтамасыз ететінін көрсететін ROM (ReadOnlyMemory) деген атқа да ие. Тұрақты жады энергияға байланыссыз, яғни компьютер өшіп тұрған уақытта да ақпаратты сақтай алады.

Дербе компьютерлерде бағдарлама мен мәліметтерді сақтау үшін ортақ сыйымдылығы, ережеге сай, оперативті жадының сыйымдылығынан жүз есе көп болатын әртүрлі жинағыштарды (НЖМД, НГМД, CD-ROM) – сыртқы жадыны қолданылады.

Видеоадаптер (синоним – видеокарта) видеоақпарат пен оның монитор экранында көрсету үшін арналған. Ол тікелей мониторды басқарады, сонымен қатар ЭЛТ монитордың кіші және кадрлық жазба сигналдарының өзгеру көмегімен ақпараттың экранға шығу процесін, сурет элементтерінің жарықтылығын және түстер жүпметрлерінің жылжуын басқарады.

Желілік адаптер (NIC) – компьютерді желілік кабелььге қосатын құрылғы. Ол басқа да кеңейту платалары сияқты компьютердің жүйелік (немесе жергілікті) шинасының анықталған түріне арналған. Сонымен NIC  ISA интерфейсінің 8- және 16-разрядтық,  EISA, VESA және PCI-дың 32 разрядтық ажыратқышын қолдана алады.

Жүйелік шинаны ақпаратты беру хаттамалары және анықталған электрлік сипаттамалары бар белгіленуі (мәліметтер, адрестер, басқару) бойынша біріктірілген сигналдық сызықтардың жиынтығы ретінде көрсетуге болады. Жүйелік шинаның негізгі қызметі ақпаратты процессор (немесе процессорлар) және басқа компьютердің электрондық компоненттері арасында бері болып табылады. Бұл шина бойынша тек ақпаратты беру ғана емес, құрылғының адресациясы, сонымен қатар арнайы қызметтік сигналдармен алмасу жүзеге асады. 

 

19 сурет – Дербес компьютердің құрылымдық сұлбасы

 

6 Ақпаратты өңдеудің электрондық технологиясы. Электрондық коммерция

 

         90-шы жылдардың ортасынан бастап бүкіл әлемде онлайндық сауданың белсенділігігінің артуы байқалады. Компьютерлік құрылғаларды өндіретін үлкен компаниялар артынан Желіге дәстүрлі тауарлармен (кітап, компакт-диск дүкендері) айналысатын саудагерлер шыға бастады. Қазір барлық тауарды Желіден сатып алуға болады.

Электрондық коммерция – бұл Интернет-технологияны пайдаланып ақша табу процесі, немесе тауарларға тапсырыс беру және таңдау компьютерлік желі арқылы, ал сатып алушы мен тауарды жеткізуші арасындағы есептеулер электрондық құжатты және/немесе төлеу құралдары арқылы жүзеге асатын өнімнің жабдықталу формасы. Сонымен қатар тауарды  сатып алушы ретінде жеке тұлғалар сияқты ұйымдар да бола алады.

"Электрондық коммерция" термині – EDI (ElectronicDataInterchange – мәліметтермен электрондық алмасу), электрондық пошта, Интернет, интранет (компания ішінде ақпаратпен алмасу), экстранет (сыртқы әлеммен ақпарат алмасу) сияқты көптеген әртүрлі технологияларды біріктіреді. Сондықтан электрондық коммерцияны Интернет арқылы бизнеске кіріспе ретінде сипаттауға болады.

Электрондық коммерция жүйесін 2 классқа бөлуге болады:

1)    жеке сауданы ұйымдастыру жүйелері;

2)    іскерлік серіктестермен өзара әрекет жүйелері.

Артықшылығы:

– ақпаратты жедел алу біршама өседі, әсіресе халықаралық операция кезінде;

– өндіріс және сату циклы қысқарады, өйткені әр уақытта алынған құжаттарды енгізу қажеті туындамайды, сонымен қатар енгізу қателігінің пайда болу ықтималдығы төмендейді; 

– арзан коммуникация құралдарын қолданғандықтан ақпарат алмасумен байланысты шығындар әлдеқайда төмендейді;

– электрондық коммерцияның Интернет-технологияларын қолдану компанияның клиентке қарағанда анағұрлым ашық болуын рұқсат етеді;

– клиенттер мен серіктестерді өнім және жаңа қызметтер жайлы тез және оңай ақпараттандырады; альтернативті сату каналдарын құрады (бірлескен сайтта электрондық дүкен арқылы).

Электрондық коммерция – бұл Интернет-банкинг құралдары арқылы электрондық есептеулер, электрондық бизнес және интерактивті мүмкіндіктерді пайдалану арқылы басқа электрондық экономикалық  қызмет жүзеге асады. Электрондық бизнес – бұл цифрлық технологияларға және олар көрсететін артықшылықтарға негізделген пайданың түсуіне бағытталған компания саласы. Бірақ электрондық компания құрамына Интернет-қызмет провайдерлер саласы және интернет каналдарын қолданып өзінің коммерциялық саласын ұйымдастыратын барлық басқа экономикалық субъектілер кіреді. Интернет-қызмет провайдері – Интернетке шығуды қамтамасыз ететін, оны анықталған сый-сияпатқа қолдайтын және клиенттер талабы бойынша кейбір бірге болатын қызметтер көрсететін коммерциялық фирма. Әр түрлі экономикалық субъектілермен Желіні коммерциялық қолдану мүмкіндігі ЭК құрылымында, ережеге сай, бірнеше звеньені ерекшелейді: жарнама және тауарлардың көрсетілімі; Желі каналдары арқылы сатып алу-сату операцияларының іске асуы; сатылымнан кейін клиенттерге қызмет көрсету; клиенттермен қатынас құру. 

 

         6.1 LotusNotes

 

Lotus сіздің дербес компьютеріңізді басқаруға рұқсат ететін бағдарламалаық қамсыздандыру болып табылады. LotusOrganizer күнделік, істер тізімі, адрестік анықтама, күндер және мейрамдар жайлы хабар, біржылдық іс-шаралардың жоспары және кітапшасы бар қарапайым органайзермен жұмысты имитациялайды. Бұл дестені приобретя, сіз жұмыс жоспарын, сонымен қатар іскерлік және басқа да жазбалар, еженедельник, істер тізімі, адрестер тізімі, күнтізбе және кездесулер кестесін жүргізуге рұқсат ететін жақсы электрондық жазбалық кітапша аласыз. Қазіргі уақытта дербес ақпараттық менеджер LotusOrganizer-ді 35 миллионнан астам қолданушы тұтынады. Сіз бұл дестені жеткілікті тез ұғынып және ары қарай өзіңіздің күнделікті жұмысыңызда оңай қолдана аласыз. Сіздің қолыңызда өзіңіздің жеке қызметіңізді және бизнесті талдауды жоспарлау үшін толық саймандар комплектісі бар. LotusOrganizer-ден шықпай-ақ, сіз контактыларды басқарып және телефондық нөмірді теруді жүзеге асырып, тізімдер мен белгілеулерді басқарып, ақпаратты реттеп, WWW таңдамалы түйіндерге сілтемелер құрып және  Internet арқылы кездесулер ұйымдастыра аласыз. LotusNotes пен PDA (КПК) алдыңғы үлгілеріарасында LotusNotes IBM LotusNotes журналы және контактілер, тапсырмалар тізімі, күнтізбе, электрондық пошта ақпаратын  синхронизациялауға рұқсат етеді. LotusNotes  технологиясы қолданып жазылған маңызды ақпарат портативті компьютер көмегінсіз кез-келген жерден қол жетімді. Сонымен қатар, LotusNotes  бағдарламасы кездесулер мен контактілер жайлы жаңа ақпаратты оңай алуға және тіпті электрондық поштамен өзінің компьютерінен шыға алмаса да жұмыс істеуге рұқсат етеді.

Негізгі артықшылықтары: тұтынушының ыңғайлы интерфейсі; ақпарат көрсетілімінің ыңғайлы әдісі; татуласқан навигация; ақпаратты реттеуді белгілеу мүмкіндігі; іс-шараларды, тапсырмалар мен шақыруларды ұйымдастыруды жүргізу мүмкіндігі; жақында болатын   оқиғаларды еске салу функциясы; белгіленген іс-шаралармен байланысу; шығындар жайлы ақпарат; қайталанатын оқиғаларды тағайындау; істер тізімін енгізу; адрестер, аттар және телефондар жазылған адрестік кітапша; мәтіндік және графикалық ақпаратты блокнотқа енгізу мүмкіндігі; біржылдық іс-шараларды кестелік жоспарлау; контактіні басқарудың иілгіштік жүпметрі; ақпаратты басқару үшін кең құралдар жиыны; керекті ақпаратқа тез шығу; сіздің компанияңыздың жұмыскерлер қызметін жоспарлау мүмкіндігі; өз жұмыс кестеңізді немесе бүкіл топтың қызметін автоматты кординациялау мүмкіндігі; жергілікті желіде іскерлік кездесулерді ұйымдастыру және жоспарлау мүмкіндігі; кіріс және шығыс хабарламаларды аңду мүмкіндігі; VIM (VendorIndependentMessaging) стандартымен немесе MAPI интерфейсін қолдайтын бірлескен электрондық поштаның қарапайым құралдары арқылы сұраныс жіберу; LotusOrganizer-ге енгізілген қолданушылық база cc:MailDesktop және cc:MailMessageTransferAgent көмегімен әр түрлі тарату және жарнамалық компания жүргізу мүмкіндігі.

Lotus-та IBMWorkPad, TexasInstruments 6960si, PsionSeries 5, SharpZaurus, 3ComPilot, PalmPilot, PalmIII электрондық органайзер (PDA) бар. Lotus Organizer Organizer 1.x, 2.x, 97, 97GS, 4.x, ACT! 3.x, Outlook 97/98, Sidekick 97/98 и Day-Timer Organizer бағдарламаларымен бірлескен. LotusOrganizer-мен жүмыс істеу үшін маған не қажет? LotusOrganizer дестесімен жұмыс істеу үшін сізге тактілік жиілігі 50 МГц, оперативтік жадысы 8 Мб (Windows NT үшін 16 Мб), дискте бос орын 17 Мб және  MicrosoftWindows 95/98 операциялық жүйесі немесе MicrosoftWindows NT 4.0 жүйесі бар IBM 486 компьютері қажет.

LotusOrganizer-ді орнату – весьма тривиальный процесс. Сізге компакт-дискілерді  оқу үшін бағдарламалық құрылғыға дистрибутив қою және setup пиктограммасына тінтуірмен екі рет басу жеткілікті. Дұрыс орнатылған жағдайда инсталляторда LotusOrganizer белгішесі бар терезе пайда болады. Бұл белгішені тінтуірдің батырмасымен екі рет басқанда – LotusOrganizer жүктеледі. Меню – Командалар жиыны, осының біреуін таңдау арқылы құжатты беттеу процесі үшін қажет операциялар орындалады. Егер тышқан бағыттағышы меню позициясының біреуінде болса, онда меню жүйесінің элементтер тізімі жайылады.

Жүгіргіш көмегімен терезеде құжатты бұрау тез іске асады, ал құжат өзі жүгіргіш ауысатын арақашықтыққа пропорционалды бұралады. Бір нәрсені «ерекшелеу» дегеніміз не? Тізімдегі пунктті таңдау, ережеге сай, оларды ерекшелеумен іске асады. Кейбір тізімдерде бірден бірнеше пунктті дәйекті түрде таңдау мүмкіндігі бар. Мәтін үзіндісін ерекшелеу тінтуірдің сол жақ батырмасын басып тұрып ауысумен, немесе  Shift батырмасын басып тұрып бағыттағыштың ауысу көмегімен іске асады. Буллет – Маркер. Мәтінді безендіру элементі. Мысалы, кішкентай шеңбер, квадрат, жұлдызша. Электрондық пошта. Сіз хат, адрес жазып, батырманы басасыз және тап сол уақытта сіздің жолдауыңызды адресат оқып отырады. Өте жақсы зат. Бірақ басқа да жетіспеушіліктері бар. Сіздің жолдауыңызды дәстүрлік емес софттан аз ғана түсінігі бар кез-келген юзер оқи алады. Lotus кәдімгі қарапайым жазбалық кітапшаны имитациялайды. Сондықтан бұл бағдарламада жұмыс істеу оп оңай. Сізге бағыттағышты экрандағы кез-келген керек жерге алып барып және тінтуірдің сол жақ батырмасын басу жеткілікті. Мен Organizer-дің жаңа нұсқасында сақталған файлды кеш нұсқасында сақтай аламын ба? Organizer-дің жаңа нұсқасында жасалған файл ескі нұсқаларында ашылмайды. Және, керісінше, ескі нұсқада жасалған файлды кейінгі жаңа нұсқасында ашуға болады. Lotus-та біруақытта тек бір файлды ашуға болады.

Егер сіз басқа тұтынушылар сіздің файлдарыңызға шыға алатын желіде Lotus-ты қолдансаңыз, сіз желінің бір мүшесіне ғана сіздің файлыңызды қолдануға рұқсат ете аласыз. Жасырын түрде файлға біртұтынушылық рұқсат ету анықталған. Егер де сіз басқа тұтынушылар сіздің файлдарыңызға шыға алатын желіде LotusOrganizer-ді қолдансаңыз, сіз желінің бірнеше мүшесіне сіздің файлыңызды қолдануға рұқсат ете аласыз, онда Multi-useraccessLotusOrganizer опциясын таңдауға болады. Мен қалай сақталынатын файлды қорғай аламын? Ол үшін сізге сақталынатын файлға  рұқсат түрін анықтау керек. Saveas диалогында Passwords батырмасы көмегімен сіз диалогты терезеге шығасыз, оның көмегімен сақталынатын файлдың рұқсат түрін анықтай аласыз.

 

6.2 Электрондық үкімет

 

Электронндық үкімет (е-үкімет) – жергілікті тұрғындар мен үкімет арасындағы тікелей байланысты қамтамасыз ететін жүйе. Бұл қызмет көрсету процесінің үзіліссіз ықшамдау, тұрғандардың  саяси қатысу, техникалық құралдар көмегімен сыртқы және ішкі қатынастарды өзгерту жолдарын басқару процесі.

Мемлекет – қоғамның ақпараттық эраға өтуінің ең басты лидерлерінің бірі. Мемлекеттің өзгеру катализаторы болатындай шынымен жағдайы бірден-бір. Ақпараттық қоғам көптеген ұйымдарды «электрондық үкімет» концепциясын таңдауға итермелейді. Олар тұрғындарға қызметті интегралды электрондық түрде жеткізу, ақпараттық теңсіздікті жеңу, өмірінің соңына дейін оқуды қамтамасыз ету, клиенттерге деген өзара әрекетін қайтадан құру, экономиканың дамуына ат салысу, ақылға сиятындай ережелер мен нормалар орнату және көп адамдардың қатысымен басқару формасын құру мүмкіншіліктерін іздейді. Ақырында, мемлекеттік қызметтердің автоматизациялануы «тікелей демократияға» алып келуі мүмкін.

Электрондық үкімет – ақпараттық қоғамға тән мемлекеттік басқаруды іске асыру концепциясы. Ақпараттық-телекоммуникациялық технологиялардың мүмкіншілігіне және ашық азаматтық қоғамның бағалығына негізделген. Тұрғындар талабының бағытымен, экономикалық эффективтілікпен, қоғамдық бақылау мен әрекеттер үшін ашықтылығымен сипатталады.

Негізгі үш үлгіден тұрады:

– G2G, government to government, үкімет үкіметке;

– G2B, government to business, үкімет бизнеске;

–G2C, governmenttocitizens, үкімет тұрғындарға.

Біріккен порталда тұрғындар мен бизнес үшін онлайндық сервистерден тұрады. Парламенттік және үкіметтік құрылымда электрондық құжат айналымы, шығындар мен ақпараттың қайталануын тоқтату үшін әртүрлі үкіметтік құрылымдарға ортақ мәліметтер базасы, ішкі үкіметтік трансакция үшін (мысалы, Govnet) жиі жабық мамандандырылған ақпараттық желі (интранет), ақпараттық-телекоммуникациялық тармақталған инфрақұрылым, криптография жүйелері және басқа да ақпаратты қорғау әдістері.

Соның қатарында дербес мәліметтер де, цифрлық қолтаңба, электрондық кілт, смарт-карталар, басқа да ақпараттық санкционирленген  рұқсат ету әдістерін пайдаланады.

Электрондық үкіметтің үлгілері. G2C үлгісі ортақ портал арқылы керек құрылым бетіне оңай шығуды қаматмасыз етеді, ал G2B үлгісі формаларды толтыруға уақытты жоғалтпай несиелер мен жеңілдіктерді, рұқсат етулер мен лицензияларды толтыруға мүмкіндік береді, өйткені қажетті дербес мәліметтер G2G үлгісінің ресурстарынан алады. Ағымдағы мәселелерді шешу үшін электрондық интерфейспен жабдықталған әрқайсысының жеке әлемінде тұйықталуы үшін тамаша шарттар. Және қоғамға жайдан жай үш үлгі ықпалының қосындысы әсер етеді. Сонымен қатар B2G, C2G сәйкес кері векторлық ықпалды және әдетте, біртұтас G2G жиынтығы – әртүрлі бағытталған жеке деңгей, өкімет, мекемелер және сондай сияқты тармақтардың өзара әрекетін ескерген жөн. Басқа да үлгілердің ықпалы жоғалмайды (көбіне маңызды - В2В (бизнес бизнеске), В2С (бизнес клиентке), С2В (клиент бизнеске)). Бұл үлгілер электрондық үкіметті емес.

Сонымен, ЭҮ келесідей негізгі мақсатқа ие:

– тұрғындарға және бизнеске үкіметтік қызмет көрсетудің ықшамдануы;

– барлық сайлаушылардың елді басқару және бақылау процесінде қатысу дәрежесін көтеру;

– тұрғындардың өз-өзіне қызмет көрсету мүмкіндіктерін арттыру және қолдау;

– тұрғындар квалификациясы мен технологиялық мәліметтілігінің өсуі;

– географиялық тұрғын орны факторлық әсерінің төмендеуі.  

Сонымен, ЭҮ-тің құрылуы эффективті және аз шығынды административтілікті қамтамасыз ете қоймай, сонымен қатар қоғам және үкімет арасындағы өзара әрекетінің түбегейлі өзгерісін қамтамасыз ету керек.  Ақырында, бұл демократияның жетілуіне және халық алдында өкімет жауапкершілігінің артуына әкеліп соғады. «Электрондық үкіметке» өту Интернетке мекемелердің шығуынан басталады, бұл мемлекеттік қызметтер рөлі мен құрылымның іргелі қайта мағыналануына әкеледі. Сәтті іске асқан электрондық мемлекеттік қызметтер ашық, ортақ рұқсатты, тұтынушыға бағдарланған, интегралданған және жеке сектор мен мемлкеттің серіктесу принципіне негізделген болады. Олар тек Интернетке қосылған адамдарды қызықтырып қана қоймай, сонымен қатар әлі де онымен таныс емес адамдарды Желіге алып келуі мүмкін. Бұл мақсатқа жету үшін ең бастысы – жеке компаниялар мен тұрғындарды қосымша қызметтермен қамтамасыз ету. Анағұрлым толық мағынада «электрондық үкімет» - қазіргі уақытта бұл өзінің тапсырмаларын орындаудың жаңа әдістеріне өту үшін мемлекеттік органдар құратын инфрақұрылым. Олар ИТ-құралдарының үш түрінен – инфрақұрылымнан, тік шешімдерден және әртүрлі қоғамдық порталдар сияқты рұқсат ету нүктелерінен тұрады.

 

 

20 сурет – Өзара әрекет ету құрылымы

 

Негізгі әдебиет: 1[3-17];  2 [5-15].

Қосымша әдебтет:  1 [12-18]; 3 [16-25].          

 

Бақылау сұрақтары.

                                     

1)       «Электрондық коммерция» термині не мағына береді?

2)       ЭК жүйесінің кластары.

3)       ЭК артықшылығы.

4)       LotusNotes бағдарламасының функциялары.

5)       LotusNotes артықшылығы.

6)       «Электрондық үкіметтің» мақсаты мен функциялары.

7)       Электрондық үкіметтің үлгілері.

8)        Инфокоммуникациялық технологиялар төңірегіндегі стандарттар рөлі, жүйелер және желілер үшін стандарттар түрлері.

 

7 Инфокоммуникациялық технологиялар төңірегіндегі стандарттар рөлі, жүйелер және желілер үшін стандарттар түрлері

 

7.1 Ашық жүйелердің өзара әректтесуінің жеті деңгейлі эталондық үлгісі (OSI үлгісі)

 

1977 ж. (ISO, International Organization for Standardization) Халықаралық стандарттау ұжымы жаңа жүйелік қарым-қатынастар үлгісін құрастырды.

Сол кезден бері желілік коммуникациялар кең пайдалана бастады. Компьютерлік қарым-катынастарды орындау үшін коммуникациялық ережелер қабылданған.

Әр түрлі желілік құрылғылар арасында мәліметтерді алмастыруға арналған ережелер нақты анықталу керек. OSI моделі ережелермен  келесі сұрақтарды  анықтайды: желілік мәліметтерді алмастыру және байланыс орнату әдістері; құрылғыларды "әр түрлі тілдермен" пайдалану; желілік құрылғылар мәліметтерді қай кезде беру немесе бермеу әдістері; керекті адресатпен желі бойынша дәлелденген ақпаратпен қамтамасыздандыру; физиқалык ортада мәліметтер таратып ұйымдастыру; барлық  желілік құрылғылары мен мәліметтердің  керекті жылдамдықтығын бірғалыпта ұстау; ортада мәліметтер тарату, бит түрінде көрсету әдістері.

OSI моделі–бұл концептуалды негізі, күрделі механизмдермен әр түрлі желілік құрылғыларды қарым-қатынастан түсіндіреді.

 OSI моделі коммуникация ағымында ешкандай функция орындамайды.  Нақты жұмыс бағдарламалық және ақпараттық қамтумен орындалады. OSI моделі апараттық қүралдармен бағдарламалық қамтуын және есебтің мәліметтерін орындайтын желілік хаттамасын анықтайды. Моделде келесі жеті деңгейлер бар:

 

21 сурет

 

Желілік хаттамаларда жүйелік жіктелуінің ең кең таралған OSI моделі, өзінің мақсаты бойынша хаттамалары 7 денгейге бөлінеді: физиқалык (электрлі немесе басқа сигналдарды анықтап және құру) қолданбалы (қосымшалармен ақпаратты API  беру).

Тұлғалық деңгей

ISDN

RS-232

Арналық деңгей

Ethernet

Token ring

Fibre Channel

HDLC

Желілік деңгей

ICMP

IP

IPX

Көліктік деңгей

SPX

TCP

UDP

RTCP

binkp

DHCP

DNS

Finger

FTP

Уәкілдік деңгей

Gnutella

Gopher

HTTP

HTTPS

IMAP

IRC

Қолданбалы деңгей

Jabber

LDAP

NTP

NNTP

POP3

SSH

SMTP

Telnet

SNMP

Маршруттау (англ. Routing) —байланыс желісінде ақпарат тасмалдау жолынын анықтау процессы.

Әкімшілік тапсыратын маршруттар (статикалық маршруттар),  маршруттау хаттамаларға негізделіп (динамикалык маршруттау) желілік жағдай туралы, алгорим көмегімен есептеу маршрутты есептейді.

Статиқалык маршруттар келесідей:

– уақыт бойынша өзгермейтін маршруттар;

– кестелік өзегеретін маршруттар;

– жағдай бойынша өзгеретін маршруттар - әкімшілік стандартты жағдай бойынша болады.

Компьютерлік желілерде маршруттау процессі арнайы бағдарламалы-ақпараттық кұралдарымен орындалады, ол-маршрутизаторлар. Бұлай аталуы орындау үрдісінен (негізгі функциясы) айтылады –маршруттау.

Маршруттауға қосымша, маршрутизаттарлар ұяшық/пакеттер/хабарламалар/ арна коммутациясын, компьютерлік желіде желілі коммутатор сияқты маршрутауын орындап (MAC адресін кестемен пакетті қандай портқа жіберуін анықтайды), сол себептен оның функциясы-түйіндегіш.  

7.2 Компьютерлік және телекоммуникациялық желілер

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

Жалпы жағдайда телекоммуникациялық желі – объекттерден тұратын, генерация функциясын жасайтын, өзгерістерді, ақпаратты сақтау және қолдану, желі пункттері (түйіндері) деп аталатын, және жіберу желісін (байланыс, коммуникация, жалғану) объект пен түйіннің арасындағы жіберу жұмысын асырады.

Өнім түрлеріне тәуелді – ақпарат, энергия, масса – сәйкесінше ақпараттық, энергетиқалық және заттай желіні бөледі.

Ақпараттық желі (АЖ) – коммуникациялық желі, өнімді генерациялау, өңдеу, сақтау және қолдану – ақпарат болып табылады. Әдетте, дыбыстық ақпаратты жіберуде телефондық желі, суреттеуде – теледидар, мәтінде – телеграф (телетайп) қолданады.

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

ЕЖ белгі қатарлары бойынша классификациялайды.

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

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

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

в)    территориялық – белгілі географиялық кеңістікті алады; территориялық желі арасында регионалдық (MAN-Metropolitan Area Network) және глобалдық (WAN-Wide Area Network) желіні бөліп көрсетуге болады, бірегей өзіндік регионалдық және глобалдық масштабтар;

г)    глобалдық интернет желіне ерекше бөліп көрсету.

1)                 Классификацияның маңызды белгісі есептеу желінің топологиясы, геометриялық арақашықығын анықтайтын маңызды ресурстарын есептеуіш желі мен олардың арасындағы байланысы болып табылады.

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

         Топология (құрастыру, кескін үйлесімі, құрылысы) – компьютерлердің бір-бірімен орналасу байланысы, жалғану түрі. Топология құрылғыға қажет талаптарды орындайды, қолданылатын Кабель түрі, айырбастауға қол жеткізетін және ыңғайлы басқару, сенімді жұмыс, желіні кеңейту мүмкіндігі.

         Топологияның негізгі үш түрі бар:

а)    Шина (bus) — барлық компьютерлер жүпллель жалғанып, бір сызықты желіге қосылады. Әр компьютердің ақпараттары бір уақытта барлығына таралады.

б)    Жұлдыз (star) — бір орталық компьютерге барлық компьютерлер жеке желімен жалғанады. Ақпарат шеттегі компьютерден орталық компьютерге беріліп, одан басқаларына беріледі.

в)    Сақина (ring) – компьютерлер бір-бірімен  сақина тәріздес тізбектей қосылады. Ақпарат толқыны бір бағытта таралады. Әр компьютер ақпаратты келесі бір компьютерге жібереді, ал келесіге алдыңғы компьютер арқылы ақпарат жетеді.

Үлкен компьютерлерге (mainframes) көптеген терминалдар қосыла бастады (немесе «интеллектуалдық дисплейлер»). Бірақ, бұл терминалдарда аса көп интеллектпен ерекшеленген жоқ. Негізгі мақсат үлкен және қымбат компьютерлер интеллектін, осы терминалдарда жұмыс істейтін тұтынушылар арасында бөліп береді. Бұл уақытты тарату тәртібі деп аталды, себебі үлкен компьютер уақыт бойынша тұтынушылардың көптеген амалдарын шешті. Сол уақытта ең қымбат пайдаланылатын қорладың бірі есептеуіш қорлар болып келді.

 

а)

       

б)

            

в)

а) «Шина» топологиясы; б) «Жұлдыз» топологиясы;

в) «Сақина» топологиясы.

22 сурет – Желінің топологиялық құрлымы

 

Тәжірибеде локальдік желіде басқа топология түрлері қолданылады, бірақ, көбіне осы үш топологиялық түрі қолданылады.

         Топологиялық желінің базалық ерекшеліктерін сараптамастан бұрын, физикалық жұмыс қабілетіне басты әсер ететін факторларды атап өткен жөн.

Желіге қосылған компьютерлердің түзулігі (абоненттер). Кейбір жағдайларда абоненттердің бұзылуы барлық желінің құлыпталып қалуына әкеледі. Кейде абоненттің істен шығуы жалпылама желінің жұмысына кедергі жасамайды, қалған абоненттерге ақпарат алмасуға кедергі жасамайды.

Желілік құрылғылардың түзулігі, яғни техникалық құрал жабдықтар, тура желіге қосылған (адаптерлер, трансиверлер, кірістер, т.б.). Бір абоненттің  желіден істен шығуы қалған желідегі абоненттерге әсер етеді, бірақ тек бір абонентпен ақпарат айырмасын бұзуы мүмкін.

Кабель желісінің бүтіндігі. Желідегі кабелььдің үзілуі ақпарат алмасудың бұзылуына немесе белгілі бір бөліктің бұзылуына әкеп соғады. Электрлік кабелььдерге қысқа тұйықталудың өзі қауіпті.

         Кабелььде сигнал таратушының өшуіне байланысты оның ұзындығы шектелген. Кез-келген ортада сигнал таралғанда өшетіні белгілі. Неғұрлым сигнал ұзақ қашықтыққа таралса соғұрлым өшуі жоғарлайды (23суретті қара). Желі кабельінің ұзындығы шекті ұзындықтан L_ұз қатаң түрде аспау керек, ауысқан жағдайда өшуі қолайсыз болады.

 

23 сурет - Желі таратылуындағы сигналдың өшуі

«Шина» топологиясы

         «Шина» топологиясы (немесе жалпы «шина») өзінің құрылысы бойынша желілік компьютерлік құрылғылардың ұқсастығын жорамалдайды, сонымен қатар, барлық абоненттердің тең құқылы желіге шығуын қамтамасыз етеді. «Шина» топологиясында бір ғана желі болғандықтан компьютерлер ақпаратты кезекпен жібереді. Егер компьютерлер ақпаратты бір уақытта жіберетін болса, онда желіге кері әсерін тигізеді (коллизия, қақтығысу). Шинада әрқашан жартыдуплексті (half duplex) атты режим іске асырылады (екеуі бір бағытта, бір кезекпен, тек бір уақытта емес).

         «Шина» топологиясында барлық ақпаратты тарататын орталық абонент болмайды, бұл оның беріктілігін жоғарлатады (егер орталық абонент істен шықса барлық жүйе жұмыс істеуін тоқтатады). Жаңа абоненттерді шинаға қосу қиындық туғызбайды,  тіпті жұмыс уақытында қосуға болады. Көп жағдайда басқа топологиялармен салыстырғанда шинаға қолданысқа минималды Кабель қажет.

         Орталық абонент болмағандықтан, мүмкін конфликттер желілік құрылғылардағы жеке абоненттердің мойнына жүктеледі. Осыған байланысты «шина» топологиясының жабдықтары басқа топологиялармен салыстырғанда күрделі. Сонымен қатар, шина топологиясының кең таралғандығынан (ең маңыздысы Ethernet желісінде атақты) желілік жабдықтардың бағасы қатты жоғары емес.

 

24 сурет - Шина топологиясындағы кабельдің үзілуі

         Шина топологиясының негізгі артықшылығы болып, желідегі кез келген компьютерлерінін біреуінде ақау болғанда, қалғандары жұмысын жақсы жалғастыра алады.

         Жүйе қондырғыларын өзара қосу үшін арнайы құрал-жабдықтар пайдаланылады:

Жүйелік кабелььдер (сыртқы түрі түтік тəріздес оқшауланған екі коаксиалдық концентрациялы өткізгіштер; көп тамшықты; айқасқан екі электр өткізгішінен құралған қос кабелььдер жəне т.б).

Коннекторлар (біріктіргіштер) кабелььдерді компьютерлерге қосатын коннекторлар; кабелььдердің бөліктерін қосатын алмалы-салмалы ажыратқыштар.

Жүйелік интерфейсті адаптерлер мəліметтерді қабылдау мен жөнелтуге арналған. Мəлімметтер беру ортасына кіру белгілі бір протоколға сəйкестендіріле отырып жүзеге асырылады. Олар жүйеге қосылған компютерлердің жүйелік блоктарына қондырылады. Адаптерлердің алынып-салынатын-ажыратқыштарына жүйелі Кабель қосылады.

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

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

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

Көпір (англ.· Brіdge) — екі локальды жүйені байланыстырады. Жүйе араларындағы мəліметтерді өзгеріссіз пакет түрінде жіберіледі. Көпірлер барлық жүйелерді локальды мəліметтерін сақтай отырып, пакеттерді фильтрден өткізе алады (сүзеді), жəне де тек басқа жүйе сегменттеріне арналған ақпараттарды 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),  шлюздің көпірден өзгешелігі – біріктірілетін жүйелер хаттамаларының əр түрлілігінде. Бір шлюзден екіншісіне түскен хабарлама, 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, мысалы, тарихи ғимараттар, металл немесе темірбетондарды едені бар өнеркəсіп үйлерінде, қызқа мерзімге жалға алынған офистар, қоймалар, көрмелерде, конференцияларда жəне т.б. қолданылады.

«Барлығы-Бəрімен» топологиясы. Бұндай жағдайда жүйе радио – адаптерлер көмегімен жүзеге асырылады. Жан-жақты бағытталған антенналармен жабдықталған жүйелік радио-адаптерлер радиотолқындарды ақпарат жеткізу ортасы ретінде пайдаланады. Бұндай жүйе “Барлығы-бəрімен” топологиясы арқылы жүзеге асырылады жəне 50-200 м қашықтықта жұмыс істеуге қабілетті. Жүйенің сымсыз жəне кабелььді бөліктерінің арасындағы байланыс үшін арнайы кіру нүктесі (немесе радиокөпір) деп аталатын қондырғы пайдаланылады. Екі жүйелік – сымсыз жəне кабелььді адаптер орнатылған қарапайым компьютерді пайдалануға болады.

«Нүкте-нүкте» топологиясы. Сымсыз жүйені қолданудың басты, маңызды аймағының бірі-мəліметтерді жіберу инфраструктуралары (жалпыға бірдей кабелььді жүйе, жоғары сапалы телефон байланысының жолдары жəне т.б) болмаған жерлердегі локальды жүйелердің шалғай сегменттері арасындағы байланыстарды ұйымдастыру болып табылады. Бұл біздің мемлекетімізге тəн. Шалғайдағы екі сегмент арасына сымсыз көпір енгізу үшін бағытталған типтегі антеннасы бар радиокөпір пайдаланылады.

25 сурет  - Желідегі шина сегменттерінің репитер көмегімен жалғануы

 

         «Жұлдыз» топологиясы

         Жұлдыз – барлық абоненттер қосылатын арнайыланған орталығы бар жалғыз желі топологиясы. Ақпаратпен алмасу орталық компьютер арқылы жүзеге асады. Ол компьютер қатты жүктеледі, сондықтан желіден басқа ол компьютер еш нәрсемен айналыспайды. Орталық абоненттің желілік жабдықтары басқа жалғайлардан қуаттырақ болуы қажет. Бұл жерде шина топологиясындағыдай барлық компьютерлердің бір құқылығы туралы айтуға болмайды.

         Егер желідегі қандай да бір компьютер істен шықса топологиядағы басқа компьютерлерге әсер етпейді, бірақ орталық компьютерлер бұзылатын болса, бүкіл желі істен шығады. Осыған байланысты орталық компьютерге арнайы шаралар жүгізілу керек.

         Жұлдыз топологиясында кабелььдің үзілуі мен қысқа тұйықталу тек қана бір компьютермен ақпарат алмасуды тоқтатады, қалғандары жақсы жұмыс істей алады.

         Шина топологиясынан айырмашылығы мұнда байланыс желісінің екі шетінде орталық компьютер мен шалғай құрылғылары болады. Көбінесе, қатарынан екі байланыс желісін пайдаланады, әрқайсысы бір бағытта ақпаратты таратады, яғни әр байланыс желісінде бір қабылдағыш пен бір таратқыш бар. Бұл тарату нүкте-нүкте деп аталады. Осының бәрі желілік құрылғыларды азайтып, қосымша терминаторларды пайдалануды қажет етпейді.

         Байланыс линиясындағы сигналдардың өшуі бұл топологияда жеңіл шешіледі, себебі, әр қабылдағыш бір деңгейде сигналдарды қабылдайды. Желінің шекті ұзындығы шинадағыдан екі есе үлкен болады (яғни 2L_шек), себебі орталық компьютерді шалғай құрылғылармен қосатын Кабель ұзындықтары L_шек бола алады.

         Жұлдыз топологиясының ең үлкен кемшілігі болып абоненттер санының шектеулігі болып табылады. Қарапайым орталық абонент тек қана 8-16 шалғай абоненттерге қызмет көрсете алады. Мына топологияда бір шалғай құрылғының орнына тағы бір орталықтандырылған абонентті қосуға болады (нәтижесінде өзара жалғанған бірнеше жұлдыздар топологиясы пайда болады).

         Суретте көрсетілген жұлдыз активті жұлдыз болып табылады. Пассивті жұлдыз деген топологияда бар. Қазіргі уақытта ол активті жұлдызға қарағанда кең таралған. Ол Ethernet желісінде пайдаланылады десек жеткілікті.

         Айтылған топологияда желінің ортасында компьютер емес, ал арнайыланған құрылғы – концентратор, немесе басқаша хаб (hub) орналасады. Ол репитер ұқсас функцияларды атқарады, сигналдарды қалпына келтіріп, байланыс линияларына таратады.

«Сақина» топологиясы

         Сақина топологиясында әр компьютер басқаларымен байланыс линияларымен жалғанған: біреуінен ақпаратты қабылдаса, екіншісіне таратады. Әр байланыс желісінде, жұлдыз топологиясындағыдай, бір таратқыш пен бір қабылдағыш жұмыс істейді (нүкте-нүкте типіндегі байланыс). Бұл сыртқы терминаторларды пайдаланбауға мүмкіндік береді.

         Сақина топологиясының негізгі ерекшелігі болып, әр компьютердің келетін сигналды қалпына келтіріп, күшейту қасиеті табылады, яғни репитер рөлін атқарады. Сақинадағы сигналдың өшуі маңызды емес, тек қана көршілес компьютерлер арасындағы өшу маңызды. Өшумен шектелген кабельдің шекті ұзындығы L_шек болса, онда сақинаның ұзындығы NL_шек болады, N – сақинадағы компьютерлер саны. Желінің шекті ұзындығы NL_шек/2 болады, себебі желіні екі есе қосуға тура келеді. Практика жүзінде сақиналық желілердің ұзындықтары ондаған километрлерге дейін жетеді (мысалы, FDDI желісінде). Бұл жағдайда сақина тополиясы басқаларынан озық болып келеді.

         Сақина топологиясында арнайыланған орталық жоқ, барлық компьютерлер бірдей және бір құқылы. Бірақ көбінесе желіде алмасуды тексеріп, басқаратын арнайы абонент бөлінеді. Мұндай абонент бөлінсе, желінің сенімділігі күрт төмендейді, себебі оның істен шығуы барлық алмасуды тоқтатады.

         Нақты айтқанда, сақинада барлық компьютерлер толық бір деңгейлі және құқылы болмайды. Себебі таратушы компьютерден ақпаратты біреулері ерте, басқалары кеш қабылдайды. Осы ерекшелікке негізделіп, желідегі ақпараттардың алмасуын басқару амалдары сақина топологиясына арнайыланып қарастырылады. Мұндай амалдарда тарату құқы кезектесіп беріледі. Жаңа абоненттердің желіге қосылуы қарапайым түрде жүзеге асады. Шина топологиясындағыдай, сақинада абоненттер саны көп бола алады. Сақина топологиясы аса үлкен ақпарат алмасу кезінде сенімді жұмыс атқара алады.

 

26 сурет  - Екі сақинасы бар желі

 

         Сақинадағы сигнал барлық компьютерлер бойынша тізбекті түрде өтеді, сондықтан кез келгеннің істен шығуы желінің жалпылай жұмысын бұзады. Бұл сақинаның маңызды кемшілігі. Осылай кабельдің үзілуі немесе қысқа тұйықталу желі жұмысын мүмкін емес етеді. Қарастырылған топологиялар ішінде сақина кабелььдің үзілуіне шалдыққыш болып келеді, бірақ мұнда екі жүпллелді байланыс линиясын жүргізу қарастырылады (26 суретті қара).

         Басқа топологиялар

         Қарастырылған үш негізгі топологиялардан басқа ағаштәрізді (tree) желілік топологиясы қолданылады. Ол бірнеше жұлдыз топологияларының комбинациясы болып табылады. Бұл жағдайда да ағаштәрізді активті немесе пассивті болып ажыратылады. Активті ағаш жағдайында бірнеше байланыс линияларының бірігу орталығы ретінде компьютерлер, пассивті ағашта концентраторларды пайдаланады.

Басқару жүйесіне қарай желілер келесілерге бөлінеді:

1)      «клиент-сервер» - онда бір және бірнеше түйін болады (олар– сервер деп аталады), олардың функциялары басқарушы және арнайы, ал қалған түйіндер «клиент-сервер» және терминал деп келеді. Бұндай желілер мэйнфрейм құралған орталықтанған жұйелерден ерекшеленеді;

2)      Бір рангты – онда барлық түйіндер бірдей. Ортақ жағдайда, клиент (құрылғы немесе бағдарлама) болады, кейбір қызметтерді сұрастырады, ол сервер объекті осы қызметтерді ұсынады. Түйін клиент пен сервер қызметтерін атқара алады.

Бүкіл бағдарламалар электронды терілген құжаттардан турады. Осы құжаттар маңызды ақпаратты береді және де оны қабылдамауға болмайды.

         Бағдарламамен танысу ақпараттық экранмен және оны орнатумен басталады. Орнату барысында бағдарлама жайлы толық мәлімет алу керек. Ол бағдарлама орнатылғаннан кейін не іздеу керек екеніне көмек береді. Көп жағдайда бағдарлама жайлы қосымша ақпарат мәтін түрінде беріледі. Бұл файлдардың аты README, ағылшын тілінен аударғанда «мені оқы». Бұл файл көбінесе бағдарламалардың орналасуы туралы мәлімет береді, қосымша және анықталған терілген басқарманы және басқа мәліметтерді береді. Ақысыз бағдарлама және кішігірім қызметтерге арналған интернет арқылы таралған осы файл басшылықтын толық электронды версиясын құрайды. Интернет арқылы таралған бағдарламалар басқа да мәтіндік мәліметтерді қоса алады. Барлық компьютерлерге бағдарлама шығаратын негізгі компаниялар және авторлар интернетте көрсетілген. Іздеу бағдарламасы арқылы Web-бетті табуға болады. Бұл бет бағдарламаның соңғы версиясы жайлы ақпарат .

Бұл беттен ақысыз, демонстрациялы бағдарламаның версияларын алуға болады. Интернет желі өте жоғары қарқынмен өсіп келеді және қажетті мәліметтерді миллиардтаған Web-беттен және файлдардан табу қиындап барады. Қажетті мәліметтерді табу үшін арнайы серверлер қолданылады, олар web – беттегі ақпаратты толықтай және үздіксіз жаңартылған мәліметтерден тұрады, файлдарда және де басқа құжаттарда, интернет серверлерде сақталады. Көптеген іздеу серверлері сақтау және қолданушыға ақпаратты ұсыну үшін  әр түрлі механизмде қолданылады. Интернетте іздеу серверлерін 2 топқа бөлуге болады:

          1) Іздеу жүйесін тағайындау.

          2) Арнайы іздеу жүйесі.

Егер байланысатын компьютерлер шеңбер бойынша шектелсе, олар жұлдыз немесе шинаға қосыла алады. Компьютерлер бір орталыққа қатысты орналасса, оларды шинаға немесе сақина топологиясы арқылы байланыстыруға болады. Комьютерлер бір линия бойынша орналасса, олар жұлдыз немесе сақина топологиясы бойынша орналаса алады.

         Жүйелік адаптерлер (бұлар – контролерлер, карталар, платалар, интерфейстер, NIC – Network Interface Card) – бұл локальді жүйе құрылғысының негізгі бөлігі. Жүйелік адаптердің міндеті компьютердің (немесе басқа абоненттің) жүйеге қосылуы, яғни алмасу ережелеріне сәйкес, компьютер және байланыс арнасы арасындағы ақпарат алмасуды қамтамасыз ету. Дәл осылар төменде орналасқан OSI моделінің екі деңгейінің жұмысын шыңдайды.

Интернетпен байланысыудың ең кең таралған жəне арзан тəсілі – модем жəне телефон жүйесі арқылы байланысу. Осыған байланысты Интернетке қосудың қызмет көрсету көлемдері мен бағасы жағынан бір-бірінен өзгешеленетін үш түрі бар:

1) почталық — кез-келген Интернетті қолданушымен тек электронды почта арқылы алмасуға рұқсат береді, ең арзан түрі;

2) on-lіne тəртібінде сеанстік (“тікелей байланыста”) - диалогтік тəртіптегі жұмыс -жүйесінің барлық мүмкіндігі сеанс уақытында;

3) тура (жеке), ең қымбат тұратын — барлық мүмкіншілігі кез-келген уақытта. Сеанс тəртібіндегі жұмыс кезінде Интернетке кіру көбінесе провайдерлерден (англ. provіde —рұқсат беру, қамтамасыз ету), Интернеттің кейбір бөліктеріне кіруге жəне оның пайдаланушыларына алуан түрлі қызметтерді жеткізіп беретін фирмалардан сатып алынады.

Интернеттің кейбір маршрутизаторлардың көмегімен өзара байланысатын учаскелерді əр түрлі архитектурадағы жүйелерді ұсынады. Жіберілетін мəліметтер, пакеттер деп аталатын кішігірім тиісті бөліктерге бөлінеді. Əрбір басқа пакеттерге қатысы жоқ пакет жүйе бойынша орналастырылады.

Интернеттегі жүйелер бір-бірімен шексіз байланыста болады, себебі мəлімет беруге қатысатын барлық компьютерлер TCP/ІP комуникациясының біркелкі протоколын пайдаланады. Шындығында TCP/ІP протоколы — жүйедегі мəліметтерді жіберудің əр түрлі аспектілерін анықтайтын əр басқа екі протокол.

TCP протоколы (Transmіssіon Control Protocol) — қателері бар пакеттерді автоматты түрде қайтадан жіберетін, мəліметтерді жіберетін басқару протоколы; бұл протокол жіберілген ақпараттарды пакеттерге бөлу, қабылдаушы пакеттеріндегі ақпараттардың дұрыс қалпына келтіру үшін жауапты;

ІP протокол (Іnternet Protocol) — жүйеаралық өзара əрекеттердің протоколы. Ол пакетті адресіне жіберу жəне қажетті пункттіне беру жолында тұрған бірнеше жүйелерден өту мүмкіншілігін жасауға жауапты протокол.

TCP/ІP протоколы бойынша ақпараттарды жіберу схемасы мынадай: ТСР протоколы ақпаратты пакеттерге бөліп, оларды нөмірлейді; одан соң ІP протоколының көмегімен барлық пакеттер қабылдаушыға тапсырылады, сол жерде барлық пакеттердің қабылданғаны жайында ТСР протоколының көмегімен тексеріледі; барлық паекттер қабылданып болған соң, ТСР протоколы оларды қажетті тəртіп бойынша орналастырады жəне бір тұтас етіп жинайды. Əрбір Интернетке қосылған компьютерлердің бағалары бірдей, өте сирек кездесетін екі мекен- жайы: сандық ІP-мекен-жай (цифровой ІP-адрес) жəне символды домналық мекен-жайы (символический доменный адрес) бар. Мекен-жайды (адрестерді) тағайындау мынадай схема бойынша жүргізіледі: Жүйелі ақпараттық Орталық халықаралық ұйымы локальды жүйелердің

иелеріне мекен-жайлардың топтамасын береді, ал қалғандары нақты мекен-жайларды өз еріктеріне бөледі.

ІP-компьютердің адресі, оның ұзындығы 4 байт. Əдетте бірінші жəне екінші байттар жиі  кездесетін адресін, ал үшінші байт жүйе бөлімшесінің мекен-жайын, ал төртіншісі – бөлімше жүйенің тармағының адресін анықтайды. ІP-ке ыңғайлы бөлу үшін адрес нүктелермен бөлініп 0-ден 255-ке дейінгі төрт таңбалы сандармен жазылады, мысалы: 145.37.5.150. Жүйе адресі — 145.37; жүйе бөлімшесінің адресі — 5; компьютердің жүйедегі адресі — 150.      Әдебиеттерде топология туралы сөз қозғалғанда авторлар бір біріне қатысы жоқ төрт түрлі ұғымды айтады:

1)       Физикалық топология (компьютерлердің орналасуы мен Кабель жүргізудің географиялық сұлбасы). Мысалы, пассивті жұлдыздың активтіден еш айырмашылығы жоқ, сондықтан оны қарапайым жұлдыз деп атайды.

2)       Логикалық топология (сигналдың желіде таралу сипаты, байланыстың құрылымы). Осы ұғым топологияның дұрыстау түсініктемесі.

3)       Алмасуды басқаратын топология (ақпаратта тарату құқығы).

4)       Ақпараттық топология (желідегі таратылатын ақпарат ағынның бағыты).

         Мысалы, физикалық және логикалық топологиясы бар желі ақпаратты тарату кезіндегі тартып алу құқығын пайдалану амалы ретінде қолданады. Немесе логикалық топологиясы бар шина жұлдыз немесе ағаш физикалық топологиясын пайдалана алады.

 

Бақылау сүрақтары

 

1)       Компьютерлық желі топологиясының анықтамасын беріңіз.

2)       Негізгі базалық топологиялары қандай?

3)       Желі топологиясының физикалық жұмыскерлігінің негізгі факторларын айтыңыз.

4)       Топологияларына қандай талап қойылады?

5)       «Сакиналық» топологияның жетістігі.

6)       «Шина» топологиясының байланыс желісіің немен шектеледі?

 

8 Жергілікті желілердің ехнологиялары. Ethernet және Token Ring. Fast Ethernet. Gigabit Ethernet И 10 G igabit Ethernet

 

Түрлі торабтарда мəліметтермен торабта алмасудың түрлі процедуралары болады. Бұл процедуралар мəліметтердің торабты каналдарына кіру əдістерін анықтайтын мəліметтерді тасымалдаудың протоколдары деп аталады. Ethernet, Arcnet жəне Token-Ring секілді кіру əдістерінің нақты іске асырулары ең кең таралған.

Кірудің Ethernet əдісі.

1975 жылы Xerox фирмасы шығарған бұл кіру əдісі ең көп танымал. Ол жоғары жылдамдықты мəліметтер тасымалы мен сенімділікті қамтамассыз етеді. Кірудің бұл əдісі үшін “ортақ шина” топологиясы қолданылады. Сондықтан бір жұмыс станциясы жіберген мəліметтер бір мезгілде ортақ шинаға жалғанған қалған компьютерлермен қабылданады. Бірақ тек бір станцияға арналған мəліметтті (ішіндегі арналған станция адресі мен жіберуші станция адресі болады) сол адрестелген станция қабылдап, қалған станциялар оны қабылдамайды. Кірудің Ethernet əдісі тыңдау мен коллизияны (конфликт) шешуі бар көптеген кірудің əдісі болып табылады (CSMA/CD – Carier Sense Multiple Access with Collistion Detection).

Тасымалдау алдында жұмыс станциясы каналдың бос па, əлде бос емес пе екендігін анықтайды. Егер канал бос болса, онда станция тасымалдауды бастайды. Ethernet бір мезетте екі немесе бірнеше станциялардың мəліметтер жіберу мүмкіндігін шығармайды. Ақпараты коллизия деп аталатын конфликтілерді автоматты түрде анықтайды. Конфликтті анықтағаннан кейін станциялар тасымалдау операциясын белгілі бір уақытқа кідіртеді, бұл уақыт үлкен емес. Кідірістен кейін тасымалдау қайтадан қалпына келеді.

 

27 сурет  - Ethernet компьютерлерді байланыстырудың қарапайым әдісн жүзеге асырады

 

Ethernet ақпараты.

Ethernet ақпараты көбіне кабелььден, ағытпалардан, Т-коннекторларынан, терминаторлардан жəне торабтық адаптерлерден тұрады. Кабельді жұмыс станциялары арасында мəліметтерді тасымалдау үшін қолданады. Кабельді жалғау үшін ағытпалар қолданылады. Бұл ағытпалар Т-коннекторлар, жұмыс станциясының аналық платасындағы кеңейту слоттарына бекітілген арнайы платалар – тораб адаптерлеріне қосылады. Терминаторлар торабтың ашық соңына қосылады.

Ethernet үшін түрлі кабелььдер түрін қолдануы мүмкін: жіңішке коаксиалды кабельь, қалың коаксиалды Кабель жəне экрандалмаған қос жүп. Əр Кабель түріне өзінің ағытпалары мен торабтық адаптерге өзінің жалғану жолдары қолданылады. Кабельге байланысты торабтың , кабельдің максималды ұзындығы жəне кабелььге жалғанатын жұмыс станцияларының максималды саны секілді сипаттары болады. Ethernet торабында мəліметтерді тасымалдау жылдамдығы секундына 10 Мбит-ке жетеді, бұл өз кезегінде көптеген қосымшаларға жеткілікті. Түрлі кабелььдер үшін Ethernet-тің ақпараттық құралдарың құрамын толық қарастырайық. Ethernet те қолданылатын қалың коаксиалды кабелььдің диаметрі 0,4 дюйм жəне толқындық кедергісі 50 Ом. Бұл біз қарастыратын кабелььдердің ішінде ең қымбаты. IEEE институты бұл кабелььге – 10BASES атты спецификациясын анықтады.

Бұл жерде репиттермен бөлінген екі сегменттен тұратын тораб конфигурациясы келтірілген. Əр сегменте 3 жұмыс станциясы бар.

Əр жұмыс станциясы торабтық адаптер (компьютердің аналық платасында орналасқан жəне ол суретте көрсетілмеген) арқылы трансивер деп аталатын құрылғыға арнайы көп талшықты трансиверлі кабелььмен жалғанады. Трансивер жұмыс станциясын қалың коаксиалды кабелььге жалғау үшін арналған. Трансивер корпусында 3 ағытпа болады: екеуі – қалың коаксиалды кабелььді жалғау жəне біреуі – трансиверлі кабелььді жалғау үшін қажет.

Өкінішке орай, бір сегменттің ұзындығы шектеулі жəне қалың Кабель үшін 500 метрден аспайды. Егер торабтың жалпы ұзындығы 500 метрден артық болса, онда оны бір бірімен арнайы құрылғы – репитер арқылы байлынысатын сегменттерге бөлу керек. Суретте репитермен байланысқан екі сегмент бейнеленген. Сонымен қатар торабтың жалпы ұзындығы бір километрге

жетуі мүмкін. Трансиверлер өзара соңдарына коаксиалды ағытпалар  қосылған қалың коаксиалды кабелььдер қиындыларымен жалғанады.

 

 

 

28 сурет  –Қалын және жінішке Ethernetтің жалпы компонентері

 

Ethernet торабтарының көбі дəл осы жіңішке Кабель базасында құрылған. Сонымен, жіңішке кабельді Ethernet торабына арналған қажетті жабдықтарды тізбектейік:

-BNC-коннектор;

-BNC-терминатор;

-BNC-Barrel –коннектор;

-BNC-жерге қосылған терминатор;

-T-коннектор.

Ethernet –тің кейбір торабтық адаптерлері (барлығы дерлік емес) өзіндігінен жай ғана экрандалмаған бұралған жүп сымдарынан тұратын кабелььдермен (10 BASE-T спецификациясы) жұмыс жасауға қабілетті. Сондай Кабель ретінде кəдімгі телефон сымдарын жəне біздің ұйымда болатын телефон торабын қолдануға болады. Бұралған жүптармен жұмыс жасай алатын торабты адаптерлерінде импортты телефон ақпаратында болатын ұқсас ағытпа болады. Бұралған жүптар негізіндегі Ethernet торабтары үшін арнайы құрылғы – концентратор қажет. Бір концентраторға сол бір телефон розеткалары арқылы 12 жұмыс станциясына дейін қосуға болады. Концентратор мен жұмыс станциясының ара қашықтығы 100 метрді құрайды, сонымен қатар мəліметтерді тасымалдау жылдамдығы коаксиалды кабелььге арналғандай – секундына 10 Мбит құрайды.

Бұралған жүп негізігіндегі торабтың жетістігі алдын ала белгілі – жабдықтар бағасы төмен жəне қолда бар телефон торабын қолдануға мүмкіндік береді. Бірақ, торабтағы станциялар саны мен оның ұзындығына салмақты шектеулер қояды.

Торабтық адаптер Ethernet

Қолданылатын кабелььдерге тəуелсіз əр жұмыс станцияларында торабты адаптер болуы керек. Торабты адаптер – компьютердің аналық платасына салынатын плата. Онда тораб кабельін жалғауға арналған екі ағытпа болады.

 

 

 

29 сурет – Бір бірінен 2000 м қашықталған екі локальдік желіні біріктіретін l0BaseFL сегменті

 

30 сурет  – Үлкен желі l00VG-AnyLAN құрастыру үшін

концентраторларды каскадты қосады

 

Кірудің Arcnet əдісі.

Бұл əдісті Datapoint Corp фирмасы шығарады. Ол негізінен, Arcnet жабдықтарының Ethernet немесе Toren-Ring жабдықтарына қарағанда аздығының арқасында кең таралды. Arcnet локалды торабтарда “жұлдызша” топологиясымен қолданылады. Компьютерлердің бірі, бір компьютерден екінші компьютерге тізбектеле тасымалданатын арнайы маркер (арнайы түрде

хабар) жасайды. Егер станция басқа станцияға хабар тасымалдағысы келсе, онда ол маркерді күтіп, оған жіберуші мен қабылдаушының адрестерімен толыққан хабар енгізеді.

Кірудің Token-Ring əдісі.

Token-Ring əдісін IBM фирмасы шығарады жəне ол торабтың сақина топологиясына есептелген. Бұл əдіс Arcnet-ке ұқсайды, өйткені бір станциядан екіншісіне тасымалданатын маркер қолданылады. Arcnet-тен айырмашылығы Token-Ring əдісінде түрлі жұмыс станцияларына түрлі

приоритеттер бекітеді.

 

 

31сурет  - Token Ring -бұл физиқалық жұлдызша мен логикалық сакина

 

 

32 сурет – Белсенді және пассивті шоғырлауыштары бар ARCnet топологиясы

 

 

 

8.1 Деректерді таратудың хаттамалары мен қатынау әдістері

 

         Ethernet қалың коаксиалды кабельге жұмыс станциясын қосуға арналған жабдықтары.

 

         1 к е с т е

Компьютердің торабтық адаптері	Аналық платаға салынады
Трансиверлі кабельь	Торабтық адаптерді трансивермен жалғайтын көп талшықты экранды кабельь.                                                                                     соединяет сетевой адаптер с трансивером
Трансивер	Торабтық адаптерлі трансиверлі кабелььмен жалғанады, ағытпалармен қалың кабельге жалғауға арналған екі коаксиалды ағытпа болады.

 

Сегменттер соңына арнайы бұқтырма – терминаторлар жалғанған. Бұл, корпусында 50 Ом кедергісі бар резистор қондырылған жай коаксиалды ағытпа. Терминаторлардың бірінің корпусы жерге қосылуы керек. Торабтың əр сегментінде тек бір теминатор жалғауға болады.

Коаксиалды кабельдің максималды ұзындығынан басқа да жектеулер бар.

Қалың кабельді Ethernet-ке арналған шектеулер.

 

 К е с т е 2

Сегменттің максималды ұзындығы	500 м
Торабтағы сегменттердің максималды саны	5
Торабтың максималды ұзындығы	2.5 км
Бір сегментке қосылған станциялардың максималды саны (егер торабта репитерлер болса, ол да жұмыс станциясы болып саналады)	100
Жұмыс станцияларының жалғану нүктелерінің минималды ара қашықтығы	2.5 м

 

Көп жағдайда бұл шектеулерге мән берілмейді. Сонымен қатар қалың кабельдің мүмкіндігі көбейеді.

Сонымен, қалың кабельді Ethernet торабына арналған қажетті жабдықтарды тізбектейік:

-     N-коннектор;

-     N-терминатор;

-     N-Barrel –коннектор;

-     N-жерге қосылған терминатор;

-     DIX-коннектор;

-     Трансивер.

Ethernet үшін қолданылатын жіңішке коаксиалды кабельдің диаметрі 0,2 дюйм жəне толқындық кедергісі 50 Ом. Импортты Кабель RG-58A/U деп аталады жəне 10BASE2 спецификациясына сəйкес келеді. Сонымен қатар, біздің кəсіпорындар шығаратын РК-50 кабелін қолдануға болады.

Жіңішке Кабель арқылы құрылған Ethernet торабы қалың Кабель арқылы құрылған торабқа қарағанда едәуір қарапайым. Барлық торабтық адаптерлерде ереже бойынша екі ағытпа болады. Олардың бірі көп талшықты трансиверлі кабельді жалғауға, ал екіншісі – Т-коннектор деп аталатын

кішкентай тройник жалғанады. Т-коннектор бір жағынан торабтық адаптерге, ал екінші жағынан оның соңына сəйкес ағытпалары болатын жіңішке коаксиалды кабельдің қиындысы жалғанады. Осы тұста коаксиалды Кабель торабтық кабельге тікелей жалғанады, сондықтан трансивер мен трансиверлі Кабель керек емес. Сегмент соңында Т-коннекторлардың бос соңына жалғанатын терминаторлар болуы керек. Сегментегі бір (жəне тек біреуі) терминаторы жерге қосылуы керек.

33 сурет  –Жуан коаксиальды кабельдің негізіндегі жергілікті тораб

 

         Сегментегі бір (жəне тек біреуі) терминатор жерге қосылуы керек.

34 сурет - Жіңішке коаксиальды кабельдің негізіндегі Ethernet.

 

         Негізгі әдебиет: 4[94-97]; 5 [68-85].

Қосымша әдебиет2 [82-88]; 6 [99-102].

 

9 Сымсыз байланыс жүйелері (WLAN)

 

Соңғы жылдары шет елдердегідей біздің елімізде де радиожеліні қолданушылардың күрт өсуі байқалады. Мұндай желілердің жасалуы жылжымалы объектілердің арасындағы байланысты қамтамасыз ету ғана емес, сол сияқты стационарлық объекттер арасындағы мекемелер байланысы үшін бұндай желілердің теңдесі жоқ.

Кәсіби жылжымалы радиобайланыс жүйесінде белгіленген жиілікті ресурстарды қамтамасыз ететін жүйесінің жалпы жиіліктік ресурстарға емін- еркін кіруге болатын абоненттер желі қолданады, олар транкинг деген атқа ие болды ағылшын тілінен trunk- магистраль, шина деген мағына. Ең көп тараған транкингтік байланыс жүйесінің түрлері МРТ 1327, МРТ 1317, МРТ 1343 және МРТ 1347 стандарттарын қолданады, алғашында Ұлыбританияда  жасалған 174..225 мГц жиілікті диапазонында, кейіннен басқада диапазондарында тараған.

Меншікті радиошақыру жүйесі радиобайланыс жүйесінің ақпараттарды таратумен түйіндестіреді. Меншікті радиошақыру (пейджинг)- электробайланыс қызметі, қызмет көрсету зонасынан тыс жерден сымсыз біржақты ақпаратты таратады. Меншікті радиошақыру жүйесі өзінің қолдануына байланысты жеке және жалпы қолдану деп екіге бөлінеді.

Жеке қолданатын меншікті радиошақыру жүйесі локальді зоналарда немесе бөлек қолданушы топтар мүддесінде ақпарат таратуды қамтамасыз етеді.

         Әрбір ұлттық үкімет желілер диапазонын радио, телевизор, ұлттық телефон операторы, телефондық компанияға, әскерилерге, теңіз-ауа навигация қызметтеріне әкімшілік ұйымдар арасына бөлінеді.

IEEE 802.11 сымсыз желілер стандартының жиіні

TCP/IP ХАТТАМАСЫ

TCP/IP-дың негізгі даму кезеңдері

1960 жылы – Джозеф Ликлайдер «Интергалактикалық желі» ұсынды, яғни орналасуына байланыссыз әлемдегі барлық адамдарды біріңғай ақпараттық кеңістікке біріктірді.

1968 жылы 21 маусымда – ARPANET ұйымдастырылды.

1969 жылы 29 қазанда –ARPANET байланысының  «Login» командасына бірінші сынақ сеансы өткізілді.

1970 жылы – ARPANET желісінің түйіндерін  NCP-де (Network Control Protocol) қолдана бастады.

TCP/IP-дың негізгі даму кезеңдері.

1972 жылы –Telnet-тің бірінші спецификациясы  RFC 318 ретінде бейнеленді.

RFC (Requests for Comments) – түсіндірулерге сұраныс.

RFC1 бірінші құжаты “Host Software” деп аталды және оны 1969 жылы Калифорния университетінің (Лос-Анжелес) аспиранты Стив Крокер жазды.

IETF және IESG Интернет хаттамаларының спецификациясы RFC түрінде басыла бастады.

RFC көздері: www.rfc-editor.org.

RFC құжаттары хаттамалар және стандарттар саласында жаңа идеяларының таралуының негізгі құралы болып табылады.

Хаттамалар стандартты болу үшін бітіру деңгейіне сәйкес бірнеше кезеңдерден өтеді :

1)       ұсынылған стандарт;

2)       стандарт жобасы;

3)       стандарт.

1973 жылы – FTP, RFC 454 енгізілді.

1974 жылы –TCP таныстырылды.

1981 жылы – RFC 791-дің ішінде IP протоколының  стандарты жарияланды.

1982 жылы – TCP және IP  TCP/IP-ге біріктірілді.

1984 жылы –DNS енгізілді.

1997-1998 жылдары  – Интернет-2 (IP v6).

2000 мамырда Интернет-2 IP v6 орталық магистраль бастау алды.

TCP/IP (1)-дің артықшылықтары

Желілік технологиядан тәуелсіздігі. TCP/IP құрал-жабдықтардан тәуелсіз, өйткені, ол беру элементін (дейтаграмманы) ғана анықтайды, әрі желі бойынша қозғалу тәсілін бейнелейді;

Интернет желісіне тікелей қатынау және біріңғай байланыстық. Әрбір  компьютерге логикалық адрес беріледі, ал әрбір берілетін датаграмма жіберуші және қабылдаушының логикалық адрестерінен құралады. Аралық бағыттауыштар ары қарай бағытталу үшін қабылдаушы адресін қолданады.

         ISM (Industry Science Medicine) ­ желілік диапазон.

1)    900 МГц ­ көпшілік жиі қолданатын диапазоны. Лицензия қажет емес.

2)    2.4 ГГц ­ медицина, үй микроволновкасы, әскери радар. Лицензия қажет емес.

3)    2.4 ­ 2.488 ГГц сымсыз желілер диапазоны.

4)    3.5 ГГц  (3.4­ 3.5) ­ сымсыз жұмыс істеу диапазоны.

5)    5 ГГц (5.15 ­.5.25)­ әскери

Сымсыз желіге 5.15 ­ 5.35 ­ рұқсат алу керек.

5.725 ­ 5.825

Құрылғыларды сырттан алып келуші рұқсат алуы тиіс. Және сол құрылғыларды сатуға да рұқсат керек. Ал жабдықты сатып алушы қолында белгілі бір жиілікте жұмыс істеуге рұқсат қағазы болу керек. Жабдықтың жұмыс істеу әрекетінен белгілі бір тұлға зардап шексе әкімшілік немесе қылмыстық жауапкершілікке тартылады.

IEEE 802.11 стандарттар тобы туралы мәлімет.

a, b, g, I, k, h, n, r ­ түрлері

Артықшылықтары:

1)       оңай монтаждау;

2)       жобалау жұмысы арзан;

3)       жылжымалы, мобильді;

4)       үйдің ішкі интерьерінің бұзылмауы.

Кемшіліктері:

1)       жылдамдығы (деректерді тасымалдау) төмен;

2)       тұрақты (стабилді) емес;

3)       жасырын ақпараты тасымалдау қорғаныш деңгейінің төмендігі;

4)       жұмыс істеу кезінде радиотолқын бөгеуілдердің болуы (интерференция) ;

5)       қымбаттығы.

802.11 ­ 900 МГц ­ 2.44 ГГц диапазон өнімділігі 1 Мбит/с ­ 2 Мбит/с (1997).

802.11 b ­ WiFi (Wireless fidelity) 2.44 ГГц, өнімділігі. 11 Мбит/с (1999).

802.11 b+ ­ Жылдамдығы 22 Мбит/с.

802.11 а ­ 1999, 5 ГГц, V=54 Мбит/с.

802.11 g ­ 2003, 2.4 ГГц, V=54 Мбит/с.

802.11 n ­ 2004 ж. ұсынылды, mimo (multi input multi output) технологиясы қолданады.

802.11 i ­ қауіпсіздігі жоғары стандарт.

Сымсыз жүйенің каналдық физикалық арналық деңгейлері.

         LLC ­ 802.3 тен өзгерісі жоқ.

         MAC ­ 802.3-ке ұқсас, аздап өзгерісі бар.

         Физикалық деңгейде айырмашылығы бар.

Сымсыз желі сыңарының құрамы.

         802.1 ­ стандарты негізінде ұялық сәулетінде салынған. Желі бір немесе бірнеше ұядан тұрады. Әрбір ұяда базалық станса бар. Оның қатынас құру нүктесі  Access Point (AP) деп атайды.

 

 

34 сурет

 

         Базалық қызмет көрсету аумағы (BSS) бір бірінен таралған жүйе (DS) арқылы байланыс жасайды. Бір ұяшықта қатынас құру нүктесі болу міндетті емес. Екі бағытта қолданыс тапқан:

1)     Тұйықталған кеңістікте жұмыс істеу.

2)     Алыс қашықтықта орналасқан жергілікті желімен байланыс құру.

Сымсыз жүйені екі режимде ұйымдастырады:

1)       Ad-Hoc ( Peer to Peer, independent BSS) ­ желі жүйелері бір-бірімен тікелей әрекеттеседі. Бұнда қатынас құру нүктесі міндетті емес. Әрбір түйін сымсыз бейімдеуішпен жалғанады. Қарапайым және жұмыс істеу қашықтығы шектеулі. Сыртқы желіге қосылу мүмкіндігі жоқ.

2)       Client Server (Infrastructure mode) ­ тек қатынас құру нүктесі арқылы байланысады. Қатынас құру нүктесі 4 нүктеден тұрады:

а)   таратқыш қабылдағышы;

б)  сымдық желінің интерфейсі;

в)  шағын процессор;

г)   деректер өңдеуге арналған процессорлық бағдарлама.

Қатынас құру кәбілдермен немесе радио көпірлер арқылы жүзеге асырылады. Ашық жерде 500 м-ге дейін жетеді, жабық жерде 100 м, кедергі көп жерде 30 м-ден аспайды. Барлық жаққа бағытталған антенна қолданылады.

802.1 - көпiрлер және коммутаторлар арқылы желiлердiң бiрiктiрілуi

802.2 - LLC деңгейшесiнде логикалық байланысты басқару.

802.3 - CSMA/CD ену әдiстi және шина топологиялы жергiлiктi желі (Ethernet).

802.4 - шина топологиялы және маркерлік рұқсатты жергiлiктi желі (Token-Bus).

802.5 - сақина топологиялы және маркерлік рұқсатты жергiлiктi желі (Token-Ring ).

802.6 - абоненттер арасындағы қашықтық 5 шақырымнан астам қалалық желi (Metropolitan Area Network, MAN).

802.7 - деректердi берудiң кең жолақты технологиясы.

802.8 - оптоталшықты технология.

802.9 - дауыс және мәліметтер берiлу мүмкiндiгі бар интеграцияланған желiлер.

802.10 - желiлердiң қауiпсiздiгi, мәлiметтердi шифрлау.

802.11 - радиоканал бойынша сымсыз желi (WLAN - Wireless LAN).

 

Арна жиілігі

 

 

5 к е с т е - Арна жиілігі

Арна	жиілігі
1	2,412 ГГц
2	2,417 ГГц
3	2,422 ГГц
4	2,427 ГГц
5	2,432 ГГц
6	2,437 ГГц
7	2,442 ГГц
8	2,447 ГГц
9	2,452 ГГц
10	2,457 ГГц
11	2,462 ГГц
12	2,467 ГГц
13	2,472 ГГц

 

Әр канал 22 МГц –ты жиілік диапазонында рын алады. Мысалы, 1 арна 2,401ГГц -тан 2,423ГГц дейін, сонымен 2,412ГГц ± 11МГц.

 

6 к е с т е – Сымсыз желілердің стандарттары

 

	802.11b	802.11a	802.11g
Қабыданған стандарт	қырк. 1999	қырк. 1999	мауысым 2003
Өткізу жолағы	83.5 МГц	300 МГц	83.5 МГц
Жиілік аралығы  (ГГц)	2.40 – 2.4835	5.15 – 5.35, 5.725 – 5.825	2.40 – 2.4835
Қыйылыспайтын арналар саны	3	12	3
Тарату жылдамдығы (Мбит/с)	1, 2, 5.5, 11, 22	6,9,12,18,24,36,48,54	1, 2, 5.5, 11, 22, 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54
Модуляция түрлері	DSSS	OFDM	DSSS, OFDM

 

Wi-Fi технологиясының үлгісінде сымсыз қосылуды ұйымдастыру

 

(Wireless Fidelity) 15 жыл бұрын басталған жұмыстың бастамашысы және үйлестірушісі болып ІЕЕЕ 802 жергілікті желіні стандарттау комитеті шықты.

Комитеттің 1990 жылғы үкімінде сымсыз жергілікті желінің бірінші құнды стандартын өңдеу кірген арнайы жұмыс тобы ұйымдастырылды. Дайын өнім шығаруға толық жеті жыл кетті және тек 1997 жылы ғана піскен ІЕЕЕ 802.11 стандарты халық алдында кеңінен көрсеттді. Тұтынушылар Wi-Fi – дың болжамасын ешқандай ынтасыз қарсы алды, мәселесі, технологияның кешірімсіз көп уақыт өтіп және презентация кезінде стандарт ескіріп үлгерді. 2 Мбит/с аспайтын төмен өткізгіштік қасиетінен басқа орташа байланыс сапасы аз, сондықтан ол кімді қанағаттандырады. Асықпаушылығы және стандарт өте аз арақашықтықта жұмыс істеді. Сонымен қатар құрылғының құны жай бірнеше мыңнан асуы керек еді, дегенмен, офис ішінде, қонақ үйде, вокзалда және аэропортта жергілікті желінің ресурсына және интернетке сымсыз қосылу ойы көпшіліктен артықшылығымен бағаланады. Кез келген жағдайда өндірушілер техниканы аяғына дейін жеткізбей тоқтатамыз деген ойда болған жоқ. 1999 жылдың күзінде 802.11a және 802.11b деп аталатын және максималды өткізгіштік қасиеті сәкесінше 54 МБит/с және 11 МБит/с қамтамасыз ететін бір уақытта 2 жаңа өзгешелік шығарды.

Бірінші болып сатуға 802.11b аралас құрылғы шықты және бұл жолы халықтың көз қарасын көп күттірткен жоқ. Рекордты аз уақытта Wi-Fi техникасы дүние жүзілік нарыққа шығуға және Ethernet секілді жергілікті желілерді ұйымдастырудың классикалық әдісіне байсалды бәсеке құру қолынан келді. Оған құрылғы бағасының тез түсуі және бірнеше өзгешіліктерде кездескен жас мәселесі, көпшілігіне көмектесті. 802.11 станадартын ұстанатын нақты құрылғылар тек 2001 жылы ғана сатуда пайда болды. Бірақ сауда 802.11b құрылғыларынан толық болғандықтан өткізгіштік қасиеті 5 есе өскендігіне қарамастан бірінші уақытта жаңа спецификация көлеңкеде қалып қойды.

Келесі Wi-Fi эволюциясының орамы 2003 жылы жазда басталды, өндірушілер екі алдыңғы редакцияның артықшылықтары бар келесі түр 802.11 g стандартын аяқтады.  Wi-Fi жұмысына бағытталған қазіргі кездегі құрылғылардың көп бөлігі 802.11 g модуляциясымен толықтырылады. Және 802.11 n келесі спецификациясы шығуға ұйымдалып жатыр. Онда 802.11 g және 802.11 а-мен салыстырмалы максималды жылдамдық минимум екі есе өседі және жаңа технологияларды еңгізеді.

ІЕЕЕ 802.11b стандартында жұмыс істейтін сымсыз желілер көп прототипті телефондар қолданатын, сымсыз қатты сөйлегіштер және қауіпсіз құрылғылар жүйесі қолданатын (2,4 ГГц) диапозонын қолданады. Соңғы кезде компьютерсіз қолдану сымсыз желілер интерференциясында потенциал көзі болды. Бірақ сымсыз желілердің кішкене радиусы (100 метрден төмен) қазіргі күні нақты тәуекелді азайтады.

ІЕЕЕ 802.11 в стандарт желісінде 2,4 ГГц жиілігінде қосылатын екі әр түрлі құрылғы қолданылады:

1)      Түйінді таратқыштар. Бұл құрылғының көлемі кітаппен бірдей. 100 BASE-T Ethernet желісіне қосылу үшін RJ-45 порты қолданылады (егерде, ол қажет болса) және транссивер құрайды сонымен қоса, код және байланыс бағдарламасын қамтамасыз етеді. Бұл құрылғы Ethernet қарапайым сигналын сымсыз Ethernet сигналына таратады және оны сымсыз желі адаптері арқылы жібереді. Түйінді таратқыштар сол сияқты сигналды кері бағытқа кодтайды.

2)      Кейбір түйінді таратқыштар радиотолқындар арқылы бір-бірімен қатынас жасай алады, одан үлкен аймақты қамтитын сымсыз магистраль туады, мысалы: көтерме дүкендерді немесе сауда қоймаларын және Кабель желісін жабу қажеттілігінен айырады.

3)      Қабылдағыш таратқышпен құрылған желілік адаптер. Сымсыз Ethernet байланысы үшін арналған желілік адаптер қарапайым кабелььдің орнына стационарлы немесе шешілетін антеннасы бар. Сымсыз Ethernet-тің негізгі нарықты портативті компьютер қолданушылары болғандықтан кейбір өндірушілер тек қана PC СARD түрінде сымсыз Ethernet құрылғысын шығарады, бірақ PCI және ISA модельдері де бар, демек бір сымсыз желіге портативті сияқты стационарлы компьютер қосуға болады.

4)      Клиенттік жүйелер автоматты түрде түйінді таратқышқа үлкен сигналмен немесе таратқышқа аз қате деңгейімен қосылады. Сымсыз IP-телефонын қала масштабы жиілігінде немесе отельде Wi-Fi операторының қолдануы. Бұл ондай жағдайда бастапқы іс факторы болып – үлкен территориялық аймақты тегіс жабу сымсыз қосылудың толық қол жеткізуін қамтамасыз ету болып саналады. Көп уақыт бойы осындай желінің қиындығы қалалық Wi-Fi желісінің жақтастары және ұялы операторлардың негізгі аргументы бола алатындығына күмәніміз жоқ.

Wi-Fi-дың мүмкіншілігі тек сымсыз интернетпен ғана шектелмейді. Бұл технология әуел бастан сымды желіні сымсыз желіге ауыстыру, сондықтан әр түрлі аудио видео аппаратураларында үй құрылғыларында және т.б. бүгінгі күні цифрлы камераларға, теледидарларға кеңінен қосылуға болады. Осы мақсат үшін вай-фай жүйелеріне қосыла бастаған үй құрылғылары үшін арнайы медиа адаптерлер шыға бастады. Тағы бір мүмкіншілік радиорелелік идентификация техникаларын қолдану арқылы автоматты сауда процессінде  Wi-Fi зоналық ұйымы. Ондай шешім транспортты логистикада және кедендік терминалда үлкен ассортимент товарлы  (гипермаркетте желілік магазинде) көтеріп сатуды жеке өндірістердің қойма санақ процедурасын кәдімгідей қысқартады.

Сымсыз желінің компоненті және стандартты архитектурасы

IEEE 802.11 стандарты – жергілікті желі режимінде шек қойылған территорияда сымсыз байланысты ұйымдастыратын стандарт, яғни бірнеше абоненттік ортақ беріліс каналына тең дәрежелі байланысу мүмкіндігі. 802.11 сымсыз жергілікті желіге арналған бірінші өнеркәсіпті стандарт (Wireless Local Area Networks), немесе WLAN. Стандарт Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) де жасалған, 802.11-ді жай сымды  Ethernet  желісінің 802.3 стандартымен салыстыруға болады.

IEEE 802.11 стандарты сымсыз желінің басқару деңгейіндегі ортамен байланысатын (MAC- деңгейі) және физикалық (PHY) деңгей ұйымдастыру тәртібін анықтайды.

Осы стандарт ішінде іске қосылған желіге кіретін түйінді тексеру үшін аутенфикация қосатын, сондай-ақ жасырын таңдаудан шифрленіп сақтайтын, мәліметтер қауіпсіздігі алдын-ала қамтамасыз етілген.

Стандарт физикалық деңгейде радиоарнаның екі типі мен бір инфра қызыл диапазон құрастырады.

Кең жолақты сымсыз қатынас үшін 2 – типті HIPERLAN стандарты. Радиоарналар бойынша қатынаудың кеңжолақты желілеріне сұраныс ынталандыратын кілттік факторлары болып сымсыз және жедел әрекетті байланыстар көлемінің өсуі, мультимедиялық қосымшалардың пайда болуы, Интернеттегі жоғары жылдамдықты қатынауды талап ету табылады. Байланыстың қазіргі сымсыз желілері бастапқыда таржолақты, арнаның жалғауымен телефондық байланыстардың қызметі үшін жиі қолданылады. Екінші ұрпақ жедел әрекетті байланыстың сымсыз жүйелерінің эволюциясы және үшінші ұрпақтың жүйесін өңдеуі радиоарнаға 2 Мбит/с дейінгі тарату жылдамдығының желілерінде жүзеге асыруға бағытталған. Бұндай жылдамдықтар жедел әрекетті байланыстар үшін мультимедия қосымшалары және деректерді тарату дестесімен қосымшаның мүмкіндігін кеңейтеді. Сол уақытта сымсыз байланыстың жаңа технологияларын қолданумен жергілікті желілерде неғұрлым жоғары жылдамдықтар жетуі мүмкін. Бұндай желілер үшін типтік болып мультимедиялық интерактивті қызметтерінің кідірісіне аумалы табылады, мысалы, жоғары сапалы бейнепрограммасын тарату, «клиент-сервер» архитектурасымен қосымшасы, деректер банкісіне қатынау. Сонымен қатар жаңа сымсыз кең жолақты желілер сервистің экономикалық ақталған сапасымен (QoS) жоғары жылдамдықты жинақталған қызметтерді жүзеге асыруға бағытталған. Интернет (IETF), электробайланыстың халықаралық одағы (ITU) және ATM форумы стандарттарын өңдеу бойынша инженерлік топ тіректік бекітілген желі үшін спецификасын құрды. Электробайланысты стандарттаудың Еуропалық институтының BRAN жобасының қатысушылары (радиоларна бойынша қатынаудың кең жолақты желілері) қатынаудың сымсыз кең жолақты желілердің әр түрлі түрлері үшін стандарттармен жұмыс істейді. Осы стандарттың ішіндегі біреуі - HIPERLAN/2 (жоғары өңделген жергілікті радиожелі, 2 типті) әр түрлі тіректік кең жолақты желілер мен қозғалмалы тарминалдарға (шағын, сонымен қатар жедел әрекетті) жоғары жылдамдықты қатынауды қамтамасыз етуге арналған. Жапонияда ARIB эгидасында жұмыс істейтін MMAC ассоциациясы іскерлік және пәтерлік секторлар үшін 5ГГц жиілігінде жоғары жылдамдықты радиоқатынаудың әр түрлі жүйелерін өңдеуге бастады. Бірлескен желі мен жалпы қолдану желілеріндегі іскерлік қосымшалары үшін осы жүйелердің біреуі HIPERLAN/2-мен гармонизацияланған болды.

Қорытынды      HIPERLAN/2 стандарты 5ГГц диапазонда 150 м-ге дейінгі қашықтықта жоғарғы жылдамдықты (54 Мбит/с–ке дейін) радиорұқсатты қамтамасыз ететін жүйе.

         Зерттеудің нәтижесі бойынша, жоғарғы өткізу шамасын әр түрлі жағдайларда алуға болады. Күшті интерференция шарты үшін орталықтанған басқару (QoS қолдауы), ARQ таңдамалы қайталама, бөлім адаптациясы процедурасы мен жиілікті динамикалық таңдау қарастырылған. Және де әр түрлі типті кеңжолақты тіректік торабтармен өзара байланыс қолданады.  

Жергілікті желі бір бөлмеде, бір ғимаратта немесе бірнеше жақын орналасқан ғимараттарда орналасқан компьютерлерді біріктіреді.

    Жергілікті желі компьютерлері, әдетте, бір километрден аспайтын қашықтықта орналасқан. Қашықтық артқан кезде арнайы жабдықтар пайдаланады.

    Жергілікті желілер компьютерлердің әсерлесу әдісі бойынша бөлінеді:

  - бір рангты (бір деңгейлік)-егер жұмыс станциялар жергілікті желінің ішінде бір-бірімен тең болса;

 

  - екі рангты.

35 сурет

 

Желінің құрылымы:

-    серверлер;

-    желілік коммутатор;

-    маршрутизатор;

-    желілік адаптер.

Желілік коммутатор

    Желілік коммутатор (англ. switch — переключатель) — компьютерлік желінің бірнеше түйіндерін бір сигменттің шегінде қосуға арналған құрылғы. Концентратордан айырмашылығы ол ақпараттарды тек қажетті қолданушыларға ғана береді. Бұл желінің жұмысын және қауіпсіздігін артырады, себебі желінің басқа сегменттерде оларға қажет емес мәліметтерді өңдеу қажеттілігін тудырмайды.

    Коммутатор OSL моделінің каналдық деңгейінде жұмыс істейді, сондықтан жалпы жағдайда тек бір ғана желінің түйіндерін олардың MAC-адрестері бойынша біріктіре алады. Ал желілік деңгейде бірнеше желілерді біріктіру үшін маршрутизатор қолданылады.

Коммутатор түрлері

 

 

D-link DGS-1224T 24*10/100/1000Mbit+2 port

 SFP mini Gbic Web Managed L2 Switch

 

36 сурет

Zyxel ES-1024 24*10/100/1000 Mb UPT Switch

 

CISCO -switch

 

 

 

37 сурет

Маршрутизатор

Маршрутизатор немесе роутер - от англ. route - маршрут – бұл желілі құрылғы. Ол желінің топологиясы туралы информация  және нақты қағидалар негізінде әртүрлі желінің сегменті арасында OSI моделінің желілік деңгейінің пакеттерінің ауыстыруы туралы шешім қабылдайды.Әдетте  маршрутизатор берілгендер пакетінде көрсетілген қабылдаушының адресін қолданады және таблица бойынша ақпаратты беретін бағытты анықтайды. анықтайды.Егер де таблицада адрес көрсетілмеген болса, онда пакет жіберілмейді.Маршрутизатор интеллектуалдық құрылғы, ол TCP/IP және IPX/SPX протоколдарымен желіде қызмет атқарады. Роутер  әр компьютерге екінші компьютердің желіге қосылуынсыз Интернетке қол жеткізеді.

Сервер

       Сервер – бұл әрқашанда қосылып тұратын және онымен ешкім жұмыс жасамайтын компьютер. Оған көп жағдайда монитор да керек емес. Серверде  Желілік Операциялық Жүйе орындалады. Ж.О.Ж.ның қызметін Novell Netware 3.x , 4.x, Windows NT, UNIX  ( LINUX, FreeBSD ) атқарады.

      Сервер түрлері:

    - Файл сервер;

    - Деректер сервер;

    - Мәліметтер қоры сервері.

Желілік адаптер

Желілік адаптер немесе желілік карта компьтерлер мен ақпаратты беру орталығы арaсындағы физикалық интерфейс қызметін атқарады.

Кабель

Кабельдік жүйенің маңызы:

Дұрыс жоболанңан жоғары сапалы кабельдік жүйелер жергілікті желі мен телефон жүйелерінің дұрыс жұмыс істеуіне елеулі әсер етеді.

38 сурет

 

 Дұрыс кабелььдік жүйесіз қымбат коммуникациялық құрылғы мен компьютерлерге ақша салу тиімсіз, бұл қымбат көліктің қисық жолдағы бейнесі сияқты.

       Кабелььдер 3-ке бөлінеді:

 - Коаксиалды талшық;

 - Оптоталшықты кабель;

 - Бұралған жұпты.

Коаксиалды кабель

 

 

39 сурет

 

       Коаксиальді  кабель қолданысқа арзан, бірақ онымен жұмыс істеу қиын. Жаңа кабелььдерден ақырын жұмыс істейді және де кобінесе бір бірінен алыс емес бірнеше компьютерлерді жалғағанда қолданылады. Коаксиальді кабельдерді бір бірімен  және желілік адаптермен жалғағанда коннектор колданылады 

Оптоталшықты кабель

 

Оптоталшықты кабель бір немесе бірнеше жарық өткізетін пластикадан немесе шыныдан тұрады. Бірнеше талшық бір оптоталшықтың ішінде болуы мүмкін. Әр талшық амортизатор деп аталатын қорғаныс қабатымен қапталған. Және де ең сыртқы қабаты қалың пластикамен қапталады. Оптоталшықты Кабель ең қымбат сым болып табылады

 

40 сурет

 

Бұралған жұпты

Бұралған жұпты (twisted pair)  8 кабелььден тұрады.

   ( UTP-5) Оның  айырғыштары болады (коннектор) RJ-45.      Кабелььдің ұштары арнайы инструментпен қамтылған (арнайы  клещ). Қос орауышты   радиобазарларда немесе арнайы  дүкендерде  табуға   болады. Оны арнайы  инструменттің көмегімен  өздігінен жасайды. Зауыттың   жиыны   болмайды.

 

 

 

 

 

41 сурет

 

 

 

 

ХАБ

42 сурет

 

Хаб - от англ. hub – өндіріс орталығы – бірнеше Ethernet құрылғыларынортақ сегментке орналастыруға арналған желілік құрылғы. Құрылғылар қос орауыш,коаксиалдық Кабель немесе оптоталшық арқылы іске қосылады. Қазіргі таңда өндіріске шығарылмайды деп аутуға да болады, олардың орнына желілік  коммутаторлар (свитч) келді,олар әр қосылған құрылғыны бөлек сегментте көрсетеді. Хаб өте көп, олар әр түрлі болады. Жұмыс істеу принципі қарапайым – оның бір портына кеоген кез келген Ethernet-ақпарат бірнеше уақыт өтісімен басқа порттарға жіберіледі. Сәйкесінше, хабтың барлық порттары екіжақты.Қарапайым хаб бар, оның порт саны  5тен 32ге дейін,ал қиындатылған хаб --модульдік, порттары басқарылады, бірақ ол үй желісіне арналмаған.

 

Модем

43 сурет

 

Модем ( ағылшынша : modem, modulator-demodulator)-сандық сигналдарды аналогтық сигналдарға айналдыраатын және керісінше амал жасайтын электрондық құрылғы.Деректерді әр түрлі арқаулар арқылы, мысалы телефон сымы арқылы немесе радиосигналдар түрінде беруге болады. Телефон сымы арқылы аналогтық сигналдар деп аталатын импульстарды беруге болады.

Желіаралық экрандардың қажеттілігі және олардың түрлері

Internet желісі еркін ақпарат алмасуға арналған ашық жүйе ретінде құрылғандықтан, қаскөй Internet арқылы әр түрлі әрекеттер орындай алады:

-    мекеменің ішкі желісіне еніп, құпия ақпараттарға рұқсатсыз қатынас құру мүмкіндігіне ие болу;

-    мекеме үшін құнды болып табылатын ақпаратты рұқсатсыз көшіріп алу;

-    серверлердің құпиясөздері мен мекен-жайларын иемдену, сөйтіп серверлердің ішіндегі ақпаратты қолға түсіру;

-    тіркелген пайдаланушының атын жамылып, мекеменің ақпараттық жүйесіне ену, т.б.

Мекеме желісін Интернетке қосқан кезде, корпоративтік желіні рұқсатсыз қатынас құрудан қорғау үшін төмендегі шешімдердің бірі пайдаланылуы мүмкін:

-     дестелік сүзгі орнатылған бағдарғылауыш;

-     қатынас құру тізімдері негізінде қорғау тетігін жүзеге асыратын, арнайыландырылған бағдарғылауыш;

-     дестелік сүзгілеуді жүзеге асыратын арнайы утилиттермен күшейтілген UNIX немесе MS Windows операциялық жүйесі;

-     аппараттық-бағдарламалық немесе бағдарламалық желіаралық экран.

Бүгінгі таңда кеңінен таралған, қатынас құруға болатындардың тізімін қамтитын бағдарғлауыш негізінде корпоративтік желіні қорғау, арнайыландырылған бағдарғлауыштардың көмегімен жүзеге асырылады. Бұл тәсіл жоғары тиімділікпен және қауіпсіздіктің жеткілікті дәрежесімен сипатталады. Мәселен, осындай шешімді Cisco компаниясының 12000, 7600 сериялы бағдарғлауыштары қолдайды.

Дестелік сүзгілеу функциясымен күшейтілген операциялық жүйелер негізіндегі корпоративтік желіні қорғау кезінде жүйелік программалық қамтама бағдарғылау, сүзгілеу, сервистік қызмет ету, т.с.с. сияқты функцияларды орындай алады. Сенімділік, қауіпсіздік және өнімділік деңгейі жағынан қарағанда UNIX тәрізді операциялық жүйелерді осы мақсат үшін пайдалану тиімді.

Бірақ, жоғарыдағы шешімдердің ішінде корпоративтік желіні желіаралық экранның көмегімен қорғау жоғары деңгейлік қауіпсіздікке қол жеткізуге мүмкіндік береді.

Ішкі желі үшін төнетін қауіп-қатерлерді анықтауда желіаралық экранның алатын орны ерекше [2, 13, 14, 16, 23]. Желіаралық экрандың негізгі мақсаты желілік коммуникацияларды (компьютерлік желінің сыртынан немесе ішінен туындайтын) рұқсат етілмеген қатынас құрулардан қорғау болып табылады. Көбінесе, желіаралық экрандар бірнеше әр түрлі компьютерлерде орналасқан кешен болып табылады. Желіаралық экран (брандмауэр, firewall) – бұл қауіпсіз (trusted) ішкі желілер мен қауіпті (untrusted) сыртқы желілер арасында орналасқан, желілер арасындағы деректер ағынын зерттейтін бір немесе бірнеше құрылғылар жиыны.

Желіаралық экранды қауіпсіз және қауіпті желілер арасындағы арашық (buffer) деп қарастыруға болады. Брандмауэр термині (firewall – отты қабырға, ЖАЭ –желіаралық экран) өрт болған жағдайда, оттың таралуына жол бермейтін, отқа төзімді далданы білдіретін, құрылыс технологиясындағы ұғымнан алынған. Желілік желіаралық экран – бұл басқа желілерден болатын шабуылдарға қарсы тұра алатын құрал, қорғалатын желіге қатынас құруды бақылап тұратын қауіпсіздік жүйесі. Қорғалынбаған желіден келіп түскен кез келген сұратым осы желіаралық экран арқылы өтеді, ал бұл болса, әрбір сервер мен компьютерді жеке-жеке қорғаудан бас тартуға мүмкіндік береді.

Желіаралық экран міндетін (жабық желіні зиян келтіруі мүмкін сырттағы хосттарда орналасқан қызметтерден қорғау үшін арналған) бағдарлауыш, дербес компьютер, хост немесе хосттар жиынтығы атқара алады. Әдетте желіаралық экранды ішкі желінің сыртқы шекарасында, Internet желісіне қосылу нүктесінде орналастырылады. Бірақ желіаралық экран желінің ішінде де орналасуы мүмкін.

Сонымен, желіаралық экран – бұл әрбір желіні екі немесе одан да көп бөлікке бөліп, желінің бір бөлігінен екінші бөлігіне деректер дестелерінің шекара арқылы өту шарттарын анықтайтын ережелер жиынын жүзеге асыруға мүмкіндік беретін желіаралық қорғау жүйесі. Әдетте, бұл шекара мекеменің корпоративтік (жергілікті) желісі мен Internet ауқымды желісі арасында жүргізіледі. Дегенмен оны мекеменің корпоративтік желі ішінде де жүргізуге болады. Желіаралық экрандар желіні бірнеше сегменттерге бөлу арқылы, мекеме желісінің ішкі қауіпсіздік саясатын ұйымдастыруға мүмкіндік береді.

Желіаралық экран деректер ағынын түгелімен өзі арқылы өткізіп, әрбір өткізілетін десте жайында (оны әрі қарай өткізу-өткізбеу туралы) шешім қабылдап отырады. Желіаралық экран осы операцияны орындай алу үшін, оған сүзгілеу ережесінің жиынын реттеп беру керек.

Сүзгілеу ережелері қорғалатын желіде қабылданған қауіпсіздік саясатына байланысты қалыптастырылады.

Желіаралық экран жүйесінің негізгі сыңарлары:

-    желінің қауіпсіздік саясаты;

-    аутентификациялау тетігі;

-    дестелерді сүзгілеу тетігі;

-    қолданбалық деңгейдің ретқақпасы (application-level gateway).

Желіаралық экран таңдап алынған қауіпсіздік саясатын жүзеге асыруға бейімделген құрамдар жиыны болып табылады. Әр мекеменің желілік қауіпсіздік саясаты екі құрамдас бөлікті қамтуы керек: желілік сервистерге қолжеткізу саясаты және желіаралық экрандарды іске асыру саясаты.

Желілік сервистерге қолжеткізу саясаты мекемедегі ақпараттық ресурстарды қорғауға байланысты сол мекеменің жалпы саясатының нақтыламасы болуы керек. Желіаралық экран мекеменің ресурстарын сәтті қорғау үшін пайдаланушылардың желілік сервистерге қолжеткізу саясаты нақты жүзеге асырылатындай болуы керек. Желілік сервистерге қолжеткізудің қабылданған саясатына сәйкес (пайдаланушылар шектеулі түрде қатынас құра алатын) Internet сервистерінің тізімі анықталады. Сондай-ақ, Internet желісінің тыйым салынған сервистеріне пайдаланушылардың басқа жолмен қол жеткізбеуі үшін, қатынас құру әдістеріне шектеулер қойылады.

Желіаралық экран сервистерге қолжеткізудің бірқатар саясаттарын жүзеге асыра алады. Әдетте желілік сервистерге қолжеткізу саясаты келесі қағидаттардың біріне негізделген:

1)  Интернеттен ішкі желіге кіруге тыйым салу және ішкі желіден Интернетке шығуға рұқсат беру.

2)  Тек жекелеген авторландырылған жүйелердің (мәселен, ақпараттық және пошталық серверлердің) ғана жұмысын қамтамасыз ете отырып, Интернеттен ішкі желіге шектелген түрде қатынас құруға мүмкіндік беру.

Ішкі желі ресурстарына қатынас құру ережесі желіаралық экрандарды жүзеге асыру саясатына сәйкес анықталады. Ішкі ресурстарға қатынас құру ережесі мына қағидаттардың біреуінің негізінде қалыптастырылады:

1)  Анық (айқын) түрде рұқсат етілмегендердің бәріне тыйым салу.

2)  Анық (айқын) түрде тыйым салынбағандардың бәріне рұқсат ету.

Желіаралық экрандардың көмегімен ішкі желіні қорғаудың тиімділігі желілік сервистерге және ішкі желінің ресурстарына қатынас құрудың таңдап алынған саясатымен қатар желіаралық экранның негізгі сыңарларын іріктеу мен пайдалануға да байланысты болады.

Желіаралық экрандарға қойылатын функционалдық талаптар:

– желілік деңгейде сүзгілеу;

– қолданбалық деңгейде сүзгілеу;

– сүзгілеу және әкімшілік ету ережелерін баптау;

– желілік аутентификациялау құралдарын енгізу;

– тіркеу журналдарын ендіру және есепке алу.

Желіаралық экрандар тұжырымдамасының маңызды элементтерінің бірі –аутентификациялау (пайдаланушының түпнұсқалылығын тексеру). Яғни пайдаланушы тек өзінің дәл сол адам екендігін дәлелдегеннен кейін ғана қызметтің белгілі бір түрін пайдалануға құқық ала алады. Мұндай жағдайда, сервис осы пайдаланушы үшін рұқсат етілген болып саналады. Нақты пайдаланушыға қандай қызмет түрлері рұқсат етілгендігін анықтау үдерісі авторизациялау деп аталады.

Қандай да бір болмасын пайдаланушының атынан сервисті қолдануға сұраныс келіп түскен кезде, желіаралық экран осы адам үшін аутентификациялаудың қандай тәсілі белгіленгенін тексереді, одан кейін аутентификациялау серверіне басқару міндетін жүктейді. Аутентификациялау серверінен оң жауап алғаннан кейін, желіаралық экран пайдаланушының сұранысына сәйкес байласу орнатады. Әдетте, коммерциялық желіаралық экрандардың көпшілігі аутентификациялау сұлбаларының бірнеше түрін қолдайды. Сондықтан, желілік қауіпсіздік әкімшісінің осы сұлбалардың ішінен ең тиімдісін таңдап алуға мүмкіндігі бар.

Егер корпоративтік желіде Интернет тарапынан кіріс нүктелерін қорғау құралдары болса, сондай-ақ, жекелеген компьютерлер, корпоративтік серверлер және жергілікті желінің үзінділерінің қауіпсіздігін қамтамасыз ететін шешімдер болса, онда мұндай корпоративтік желі рұқсатсыз қатынас құрудан шын мәнінде қорғалған деп санауға болады. Жекелеген компьютерлердің, корпоративтік серверлердің, жергілікті желі үзінділерінің қауіпсіздігін бөлініп-таратылған немесе дербес желіаралық экрандар ойдағыдай қамтамасыз ете алады.

Компанияның ішкі корпоративті серверлері, әдетте, Windows NT/2000/2003, Linux, UNIX сияқты операциялық жүйелердің басқаруымен істейтін қолданбалар болып табылады. Осы себепті корпоративтік серверлерге әр түрлі шабуылдар жиі жасалынып тұрады.

Серверлерді қорғаудың қарапайым тәсілі – серверлер мен Интернет арасында желіаралық экран орнату. Дұрыс пішінүйлесімдірілген кезде көптеген желіаралық экрандар ішкі серверлерді сыртқы қаскөйлерден қорғай алады, ал кейбіреулері DOS типті шабуылдарды анықтай және олардың алдын ала біледі. Дегенмен, бұл тәсілдің өзіне тән кемшіліктері де бар. Корпоративтік серверлер жалғыз ғана желіаралық экранмен қорғалған болса, онда қатынас құруды бақылаудың барлық ережелері және деректер бір жерге жинақталған болып шығады. Осылайша, желіаралық экрандар желінің осал орнына (“жіңішке жеріне”) айналады да, оған түсетін жүктеменің өсуіне байланысты оның өнімділігі елеулі түрде төмендей бастайды.

Алдыңғы сұлбаның баламасы – қосымша серверлер қою және әрбір сервердің алдына желіаралық экран орнату (мәселен, Checkpoint компаниясының Firewall-1 немесе Cisco компаниясының Cisco PIX Firewall). Желіаралық экран сервердің бөлінген ресурсына айналуының нәтижесінде ЖАЭ-ның “жіңішке жер” мәселесі шешіледі және желінің жалпы күй-жайына жеке желіаралық экранның істен шығуының тигізетін әсері азаяды. Бірақ, бұл жағдайда мекеменің жабдыққа кететін шығындарының көбейе түсетіні сөзсіз. Сонымен қатар, желіге әкімшілік ету мен қызмет көрсету шығындары да өсе түседі.

Корпоративтік серверлерді қорғау мәселесін шешудің ең қолайлы тәсілі – қауіпсіздік құралдарын олар қорғайтын сервермен бір платформада орналастыру. Бұл мәселе бөлініп-таратылған немесе дербес желіаралық экрандарды қолдану жолымен жүзеге асырылады. Мұндай шешімдер дәстүрлі желіаралық экранның функционалдық мүмкіндіктерін елеулі толықтыра түседі және оларды ішкі немесе Internet серверлерді қорғауда қолдануға болады. Бөлініп-таратылған желіаралық экрандар корпоративтік серверлерді сенімді түрде қорғайтын қосымша бағдарламалық қамтама болып табылады.

Сонымен, желіаралық экран:

-                  жіберілетін ақпаратты деректерді тасымалдау құралдары мен орталарына (жерсеріктік арналарына, оптикалық байланыс арналарына, телефондық байласуларға, т.б.) тәуелсіз қорғайды;

-    өзгертуді талап етпей, кез келген қолданбаларды қорғайды;

-    мекеменің өсуіне және қауіпсіздік саясаты талаптарының жетілдірілуіне қарай, оларды алдағы уақытта кеңейту және күрделілендіру мүмкіндіктерін ескеретін, қорғаныштың масштабталатын жүйесін жүзеге асыруға мүмкіндік береді;

-    жекелеген желілік ақпараттық жүйелер мен қолданбаларды (оларда қолданылатын желі топологиясына тәуелсіз) қорғайды;

-    мекеменің ақпараттық жүйесін сыртқы орта шабуылдарынан қорғайды;

-    тек сыртқы ашық байласуларда ғана емес, сондай-ақ корпорацияның ішкі желілерінде де ақпаратты жолай ұстап қалудан және оны өзгертуден қорғайды;

-    ақпараттық қауіпсіздіктің корпоративтік саясатының дамуына, технологиялардың жаңаруына, желінің кеңейуіне қарай жеңіл қайта пішінүйлесімдіруге болады.

Желіаралық экрандардың жіктелімі

Қазіргі уақытта желіаралық экрандардың бірыңғай және көпшілік мойындаған жіктелімі жоқ. Желіаралық экрандар қызмет көрсететін OSI (АЖӘ, ашық жүйелер әректтестігі) үлгісінің деңгейіне байланысты ЖАЭ-ның мынадай сыныптарын атап өтуге болады:

1)     Сүзгілейтін бағдарғылауыштар.

2)     Сеанстық деңгейдің ретқақпалары (circuit-level gateway).

3)     Қолданбалық деңгейдің ретқақпалары (application-level gateway).

Бұларды желіаралық экрандардың базалық сыңарлары деп қарауға болады. Нақты айтқанда, тек кейбір желіаралық экрандар ғана осы аталған сыңарлардың біреуінен тұрады.

Қауіпсіздікті ұйымдастыру масштабына және мекемеде қабылданған қауіпсіздік саясатына байланысты әр түрлі желіаралық экрандар қолданылуы мүмкін. Ондаған түйіндермен жұмыс істейтін шағын мекемелер үшін, орталықтандырылған басқаруды қолданбай-ақ жергілікті пішінүйлесімдіруге мүмкіндік беретін ыңғайлы графикалық интерфейсі бар желіаралық экрандарды пайдалануға болады. Ал ірі кәсіпорындарда, жергілікті желіаралық экранды басқаруды және ауани жекеше желілерге қолдау көрсетуді қамтамасыз ететін консолдары мен басқару менеджерлері бар жүйелерді қолданған дұрыс.

Қазіргі кездегі барлық шығарылып жатқан желіаралық экрандарды келесі негізгі белгілері бойынша жіктеуге болады.

–      орындалуы бойынша:

–      аппараттық-бағдарламалық;

–      бағдарламалық.

АЖЭ (OSI) үлгісінің деңгейлерінде жұмыс істеуі бойынша:

–      сараптық деңгейдегі ретқақпа;

–      экрандайтын ретқақпа (қолданбалық ретқақпа);

–      экрандайтын көлік (сеанстық деңгейдегі ретқақпа);

–      экрандайтын бағдарғылауыш (дестелік сүзгі).

–      қолданылатын технологиясы бойынша:

–      хаттамалардың күй-жайын бақылау;

–      делдал-жекебөлшектер (proxy)негізінде.

–      жалғау (қосу) сұлбасы бойынша:

–      желіні ортақ қорғау сұлбасы;

–      қорғалынатын жабық және қорғалынбайтын ашық сегменттері бар желі сұлбасы;

–      желінің жабық және ашық сегменттерін бөлек-бөлек қорғайтын сұлбасы.

Желіаралық экрандардың қорғаныш деңгейі бойынша бір-бірінен айырмашылықтары ерекше зор. Бірақ, коммерциялық бұйым ретінде сатылатын желіаралық экрандардың көбін мына үш негізгі санаттың біреуіне жатқызуға болады:

–       десте сүзгілері (packet filter);

–       прокси-серверлер (олардың құрамына қолданбалық ретқақпалар және байланыс арнасының ретқақпалары кіреді);

–       мекен-жайларды сақтап отыратын десте сүзгілері.

Бұлардан басқа, желіаралық экрандар қолданбалық ретқақпалар мен десте сүзгілерінен немесе прокси-серверлер мен мекен-жайларды сақтап отыратын десте сүзгілерінен құралуы мүмкін.

Желіаралық экрандарды қолданудың жағымды жақтары мен кемшіліктері

 

Желіаралық экрандардың мынадай жағымды жақтарын атап өтуге болады.

–           Желіаралық экрандар корпоративтік қауіпсіздік саясатын жүзеге асыруда өте ыңғайлы. Оларды басқару құралдарына шектеу қоятындай, ал жалпы қолжетерлік қорларға шектеу қоймайтындай етіліп баптаған жөн.

–           Желіаралық экрандар белгілі бір қызметтерге қатынас құруды шектей алады. Мәселен, желіаралық экран Web-серверге еркін қатынас құруға рұқсат береді, ал көпшіліктің қолдануына арналмаған Telnet және басқа да қызметтерге қатынас құруға тыйым салады. Аутентификация функцияларының көмегімен желіаралық экрандардың көбі ішінара қатынас құруды қамтамасыз ете алады.

–           Желіаралық экрандар арнайыландырылған құрал болып табылады. Сондықтан, қорғаныш дәрежесі мен функционалдық мүмкіндіктер арасындағы ымыраны іздеудің қажеттігі болмайды.

–           Желіаралық экрандар тиісті оқиғалар жайында пайдаланушыларды хабарлай алады.

Желіаралық экран корпоративтік желі қауіпсіздігінің барлық мәселесін шеше алмайды. Осыған орай желіаралық экранды пайдалану кезіндегі төмендегідей маңызды шектеулерге назар аударған дұрыс:

-                  қалып қойған осал жерлер санының көптігі. Желіаралық экрандар желідегі көзделмеген кірмелерден қорғай алмайды. Мәселен, егер желіаралық экран арқылы қорғалған желіге модем бойынша шексіз қатынас құруға болатын болса, онда шабуыл жасаушы қаскүнем желіаралық экранды оңай айналып өтеді;

-    мекеме қызметкерлерінің шабуылынан қорғанудың

қанағаттанарлықсыздығы. Желіаралық экрандар, әдетте, ішкі қауіптерден қорғануды қамтамасыз етпейді. Олар адамдық фактор немесе өзінің құқықтарын заңсыз әрекеттер үшін қолданатын құзырлы пайдаланушы алдында әлсіз;

-    қажетті сервистерге қатынас құрудың шектеулігі. Желіаралық экранның айқын кемшіліктерінің бірі – ол пайдаланушылар қолданатын (Telnet, FTP, т.б. сияқты) кейбір сервистерді бұдақтап тастайды;

-    қауіпсіздікті қамтамасыз ету жабдықтарын бір жерге шоғырландыру. Бұл желіаралық экран жұмысына әкімшілік етуді жеңілдетеді;

-    желіаралық экрандар рұқсат етілгеннен қорғай алмайды. Егер қолданбалардың өзінде ақаулықтар болса, онда желіаралық экрандар оларды түзей алмайды және шабуылға қарсы тұра алмайды, өйткені желіаралық экран үшін барлық жіберілетін ақпарат рұқсат етілген болып саналады;

-    желіаралық экрандардың тиімділігі олар орындауға міндетті ережелердің тиімділігіндей. Шамадан тыс еркін ережелерді пайдалану желіаралық экранның тиімділігін төмендетеді және желінің өткізу қабілеттігін шектейді;

-    желіаралық экрандар әкімшінің қателіктерін жөндей алмайды, нашар жасалған қауіпсіздік саясатын түзей алмайды;

-    желіаралық экрандар олар арқылы өтпейтін шабуылдардың трафигіне қарсы әрекет жасай алмайды.

 

 

10 «Соңғы миля». DSL-технологиясы. HPNA технологиясы.

 Үй желілері. «Алыстап тиетін Еthernet»

 

Компьютерлік желілер (Computer NetWork, net - желі,  work - жұмыс) –  берілген ереже-лерге сәйкес компьютерлер арасында мәлімет алмасу жүйесі       немесе  ресурстарды ортақ пайдалану мақсатында   бір-бірімен мәлімет алмасу арналарымен байланысқан компьютерлер тобы.

Бүгінде кездегі 130 млн-нан аса компьютерлер бар, олардың 80 %-дан артығы әр түрлі ақпа-раттық-есептеу желілеріне біріктірілген.

Мәліметтерді тасымалдаудың компьютерлік желілері болашақта коммуникацияның негізгі құралы болады.Желілерде ақпаратты тасымал-дау жылдамдығы жоғары, жұмыс орнында отырып-ақ хабарлама алу/жөнелту, жер шары-ның кез келген нүктесінен керекті ақпаратты жылдам алу мүмкіндігі, әр түрлі компьютерлер арасында және әр түрлі программалар арасында мәлімет алмасу, т.с.с. әрекеттер орындала береді.

Ethernet технологиясында шиналық топология-ны қолданып, мәліметті бірден барлық желі компьютерлеріне (станцияларына) береді. Бірақ оны адресіне сәйкес тек біреуі ғана қабылдайды. Бұл технология желіге компьютерлерді біріктіріп тұратын концентраторларды және интерфейстік желі тақшасын керек етеді, олар бірігіп орнала-сады. Көбінесе арнайы кабелььдер және телефон арналары қолданылады. Мәлімет тасу жылдам-дығы 10 мегабит/c, бірақ жаңа мүмкіншіліктер пайда болуына байланысты (оптоталшық)  жыл-дамдығын өсіруге болады.

Token Ring технологиясын IBM фирмасы ұсынған. Мәлімет тасу орталығы – есілген қоссым және оптоталшықты кабельь. Мәлімет тасу жылдамдығы – 4 Мбит/с және 16 Мбит/с. Мәлімет тасымалдауда маркерлі сақина қолданылады. Топологиясы - сақиналы не жұлдыз. Мәлімет тасу қашықтығы -  120 м (бір ғимаратта).

 

Кесте 5 Ethernet және Token Ring технологияларының салыстырмалы сипаттамалары

 

Сипаттамалары	Ethernet	Token Ring
Мәлімет тасу жылдамдығы	10 Мбит/сек	16 Мбит/сек
Топологиясы	Шина/Жұлдыз	Жұлдыз/Сақина
Қатынасу тәсілі ортасы	Кездейсоқ	Марерлі
Мәлімет тасу ортасы	Коаксиал, есілген қоссым, оптоталшық кабелі	Есілген қоссым, оптоталшық кабелі
Желінің мақсималды ұзындығы	2500 м	4000 м
Желі тораптының ең үлкен ара қашыктығы	2500 м	100 м
Желі тораптының ең үлкен саны	1024	260

 

Желінің программалық-аппараттық құралдарын бірнеше сатыға бөлінген модельмен беруге болады, олар:

А) Компьютердегі стандартты аппараттық жабдықтамалар – желі тұтынушысының шеткі жүйесі болып табылатын компьютер немесе терминалдық құрылғы (кез келген мәлімет енгізу-шығару немесе информация бейнелеу құрылғысы). Олар хост-машина-мен байланысады. Хост-машина деп желі торабтарында (түйіндерінде) орналасатын негізгі компьютерлерді айтады.

Ә) Коммуникациялық жабдықтар. Желідегі мәлімет өңдейтін негізгі элемент компьютер мен оның программалары болғанмен, соңғы кездерде коммуникациялық құрылғылар да компьютер тәрізді маңызды рөл атқара бастады.

Оларға модемдер, Кабель жүйелері, көпірлер (мосты), коммутаторлар, маршрутизаторлар, модульдік концентраторлар, т.б. жатады. Қазіргі кезде коммуникациялық құрылғылар арнайы күрделі мультипроцессор түрінде де кездеседі, сондықтан оларға конфигурациялау, оптимизациялау және администрациялау істерін жүргізу керек.

 

Дербес компьютердің шеткері құрылғылары

 Дербес компьютердің шеткері құрылғылары көмекші операцияларды орындауға арналған. Олар мынадай түрлерге бөлінеді:

-       мәліметтерді енгізу құрылғысы;

-       мәліметтерді шығару құрылғысы;

-       мәліметтерді сақтау құрылғысы;

-       мәліметтерді алмастыру құрылғысы.

Мәліметтерді енгізу құрылғысы.  Ақпарат мен басқару командаларын енгізетін негізгі құрылғыларға пернетақта  (клавиатура), графикалық курсормен басқарылатын құрылғы "тышқан" қолтетігі және графикалық немесе мәтінді ақпараттарды оқуға арналған оптикалық кұрылғы сканер (із кескіш) жатады. Осындай функцияларды бұлардан өзге жарық қаламұштары, жарық сезгіш планшеттер, компьютерлік ойындарда қолданылатын қолмен басқарылатын тетік - джойстиктер (ұршық тәріздес тетік) және басқа да мәселелерді шешуге қолданылатын құралдар орындайды.

Мәліметтерді шығару құрылғысы - бейнемонитор. Бейнемонитор екі құрылғыдан тұрады: монитор және бейнеадаптер. Бейнеадаптер (Видеокарта) - бейне құрушы символдарды, график және түрлі түстерді түзетін сигналдарды монитор экранына жіберетін интегралдық микросхема.

Монитор - ДЭЕМ-ге міндетті түрде қажет шеткері құрылғы, ол компьютердің жедел жадында өңделетін информацияны экранда көру үшін қажет. Экран түстеріне қарай дисплейлер монохромды (ақ-кара) және түрлі түсті болып, ал экранға шығарылатын ақпарат түрлеріне байланысты символдық (тек символдық ақпарат) және графиктік (символдық және оған қоса графиктік ақпарат) болып бөлінеді. ЭЕМ-нің бейнелік құрылғысы екі бөліктен: монитор мен адаптердан тұрады. Біз тек мониторды көреміз, ал адаптер ЭЕМ қорабының ішінде орналасқан мониторды басқару блогы. Монитордың өзінде тек электронды-сәулелі түтікше бар. Ал, адаптерде бейне сигналдарын беретін логикалық схемалар орналасқан. Онда монитор экранына шығарылатын бейнелердің кодтарын (көрінісін) сақтауға арналған бейнелік  жады (бейнежады) бар құрылғы.  Бейнеадаптердің бейнелерді тудыру мүмкіндігіне қарай монитор жұмысының режимі мәтіндік және графикалық болып екіге бөлінеді. Мәтіндік режимде кәсіби компьютер экранына 80 символдан 25 жол сияды (80х25). Графикалық режимде, монитор үлгісіне қарай, экран бетіне 320х200, не одан да көп пиксельдердің орналасуы мүмкін.

         Экранда бейненің көріну сапасы және нүктелердің экранда бір түсті  не түрлі түсті боялып көрсетілуі бейнеадаптердің үлгісіне байланысты (2-кесте).

 

 

2  к е с т е            Бейнеадаптер үлгілері

Бейнеадаптер үлгілері	Экран сыйымдылығы
	Мәтіндік режим	Графикалық режим
CGA-Color graphics Adapter	80х25,16 түс	320x200, 4 түс
EGA-Enhanced Graphics Adapter	80х25,16 түс	640-350, 16 түс
VGA-Video Grapich Array	80х25,16 түс	720х350, 16..256 түс
SVGA-SuperVGA	80х25,16 ..256 түс	800х600, 16..256 түс

 

Соңғы кездерде көбірек пайдаланатын бейнеадаптер - SVGA. SVGA-ның басқа адаптерлерге қарағанда бағасы қымбат, онда пайдаланатын түстердің саны көп және мониторда символдар мен нүктелер экранда анығырақ көрінеді. Соңғы кездерде шығарылған Pentium  типті дербес компьютерлерде осы бейнеадаптер орналастырылған.

Принтер - ақпаратты қағазға басып шығару құрылғысы. Мәтіндік және графикалық мәліметтерді компьютердің жедел жадынан қағазға басып шығаруға арналған. Принтерлердің негізгі артықшылығы — олар көптеген қаріп түрлерін пайдаланып (3-кесте), күрделі мәтіндерді басып бере алады.

         Сонымен, лазерлік принтерлер өте сапалы басылым бере алады және жылдамдықтары да жоғары — орташа есеппен алғанда, секунтына 200-ден 500-ге дейін символ (бір бетті 5-15 секунтта) басып бере алады. Бірақ лазерлік принтердің бағасы кішігірім ДЭЕМ-нің бағасымен бірдей.

Плоттер. Плоттер (график сызғыш) мәліметтерді, негізінен графиктік ақпаратты қағазға, плакаттарға шығарады.

График сызғыштар жобалау жұмыстарын автоматтандыруда әртүрлі сызба түріндегі бейнелерді басып алу үшін қажет. Бұлар бір түсті, түрлі түсті болып, сызу сапасына қарай бірнеше топтарға жіктеледі.

Сканер (ізкескіш), цифрлы фотокамера – құжаттан шығарылған сәулені қабылдап, олардан цифрлы сигналдар құрастыратын, түрлі мәтіндерді, суретті, графикалық кескіндерді, фотосуреттерді қағаз бетінен компьютерге енгізуге арналған оптикалық құрылғы. Сканермен жұмыс істеу үшін арнайы драйвері болуы тиіс. Сканер арқылы компьютерге енгізілген мәтінді редакторлеп, өзгеріс жасау үшін, мәтінді Fine Reader программасы арқылы Word мәтіндік редакторы терезесіне жіберу керек.

Графикалық планшет (дигитайзер) – Көркемдеуші графикалық ақпаратты енгізуге арналған құрылғы. Мұндай құрылғылар суретшілер мен иллюстраторлардың қолдануына ыңғайлы.

Команданы басқару құрылғысы - арнайы манипуляторлар. Тышқан көрсеткіші (курсор) екі не үш батырмасы бар, компьютерге электр өткізгіш сым арқылы жалғастырылатын кішкене пластмассалық қорап. Тышқаннан басқа манипулятор типтеріне трекбол, пенмаус, инфрақызыл тышқан жатады. Трекбол алақан арқылы жылжитын қондырғы. Ол тегіс бетте қолданылады. 

Модем (модулятор-демодулятор) — телефон желісі арқылы басқа компьютерлермен ақпарат алмасуға арналған құрылғы, мәлімет алмасу процедурасының белгілі бір стандарттары (хаттамасы) бойынша жұмыс атқарады. Модем - компьютер желісіне (Іnternet, Relсоm, FіdоNеt, т.б.) немесе электрондық поштаға байланысты ең керекті құрылғы - телефон арналарына қосылған.

ЭЕМ-нің мультимедия мүмкіндігі - ақпаратты бейнелеудің ең керекті түрі. Ол экранға мәліметтерді түрлі-түсті мәтіндік, графикалык, дыбыстық мүмкіндіктерді біріктіре отырып шығарады, ЭЕМ-нің барлық жылжыту, сөйлету, музыка беру жақтарын толық пайдаланады. Мультимедиалы компьютер фотоаппараттарды, бейне магнитофондарды, бейне-камераларды қосуға арналған арнаулы бейнелік тақшамен жабдықталады, ол көптеген бейнелік суреттерді өңдегенде қажет болады.

Ауқымды компьютерлік (телекоммуникациялық) желі - бұл бір-бірінен қашықта тұрған жеке компьютерлердің және көптеген жергілікті желілердің бірігуі. Қазіргі уақытта 20-дан аса ауқымды желілер (СоmpuServe, Аmerica On Line, МS Network және басқалар) бар, бірақ олардың ең танымалысы – Internet желісі. Internet - миллиондаған компьютерлерді қосатын, көптеген жергілікті, аймақтық және корпоративті желілерді біріктіретін ауқымды компьютер желісі. Немесе Internet — бір-бірімен байланыс арналары және бірегей мәліметтерді беру, қабылдаудың бірыңғай стандарттары мен біріктірілген өзара байланысқан компьютерлер мен компьютер желілерінің жиынтығы. Ол жер шарын қамтитын ауқымды бүкіләлемдік ақпарат жүйесі болып табылатындығын білдіреді.

20-ғасырдың соңында ақпаратты өңдеу, сақтау, беру ерекше орын ала бастайды. Ақпараттарды алыс жерлерге әр түрлі күйде беру үшін (мәтін, сурет, дыбыс) радио, телетайп, телеарна сондай ақ әлдеқашан пайда болған телекс, телефакс, компьютерлік коммуникациялар сияқты әртүрлі техникалық әдістер жасап шығарылған. Қазіргі уақытта ақпаратты дистанционды берудің бұл түрлерін “телекоммуникация” деп атайды. Гректің tele - алыс, қашық және латынның communicatio - қатынас деген сөздерінен шыққан. 60-жылдардың соңында мемлекеттік ұйымдардың компьютерлерді қолдану масштабының өсуіне байланысты барлық мәліметтерді ортақ пайдалану мүмкіндігін кеңейту қажеттігі туды. Осы мәселені шешу мақсатында ARPA (Advanced Research Projects Agency) ұйымы APRANET деп аталатын компьютерлер торабын құрды. Содан кейін ARPA және басқа үкіметтік ұйымдардың бірлесуі арқылы осы торабқа басқа да бір-бірінен үлкен қашықтықта орналасқан ұйымдар да қосылды. Бұл тораб та APRANET деп аталды. Кейіннен осы тораб Internet-тің бастамасы болды. APRANET торабындағы компьютерлер саны күннен күнге жоғары қарқынмен өсіп отырды. Internet-ке жақындатқан тағы бір қадам 80-жылдарда жасалды. Бұл кезде National Science Foundation (NSF) ұйымы әскери мекемелер мен басқа да ұйымдарға өздерінің суперкомпьютерлерінің ресурстарына кіруге мүмкіндік берген еді. Сөйтіп NSFNET торабы пайда болды. World Wide Web (немесе жай ғана Web) 60-жылдарда жасалған әлемдік компьютерлік торабта Internet-тің қолданылуын ыңғайлатады. Алғашқы кезде Internet-пен жұмыс істеу (сонымен қоса, осы торабқа қосылған компьютерлерден мәлімет алу) қолданушының көптеген командаларды білуін қажет етті.

Internet деген не және ол не үшін қажет?

Бір немесе бірнеше мемлекеттің аумағында орналасқан желілер ғаламдық деп аталады. Internet – миллиондаған компьютерлерді бір алып желіге біріктіретін, ақпаратқа шексіз қол жеткізу және түрлі амалдармен қатынас жасау мүмкіндігін ұсынатын дүние жүзіндегі ең үлкен және ең танымал желі.

Internet сөзі тікелей мағынасында халықаралық желі дегенді білдіреді (INTERnational NETwork). Internet – бұл дүниежүзіндегі компьютерлер мен серверлер жиынтығы, ал қол жеткізуге болатын ақпарат көлемі тіпті бағалаудың өзі қиынға түседі. Internet ең соңғы жаңалықтарды оқып, ауа райы туралы мәлімет алуға, қандай да бір тауарға не ұшақ билетіне тапсырыс беруге, аз ғана уақыт аралығында электронды пошта арқылы хабарламалар алмасуға, бейнеконференциялар өткізуге және тағы да басқа көпетеген мүмкіндіктер ұсынады.

Internet-тегі ақпарат веб-сайттар түрінде ұсынылады. Веб-сайт (сайт, интернет қор көзі, портал) – ортақ тақырыппен, навигациямен, ортақ URL-мекенжайымен біріктірілген, өзара еренсілтемелер көмегімен байланысып, бір серверде орналасқан веб-беттері жиынтығы. Әрбір веб-сайттың өзінің бірегей мекен жайы – URL (ағылш. Uniform Resource Locator) бар, оны желіден осы мекенжай бойынша тауып алуға болады. Веб-сайтқа арналған URL-дің көрінісі мынадай болады: http://www.атауы.үйшік. Веб-сайттың атауы оны сәйкестендіру үшін пайдаланылады (мысалы, ҚР Президенті Н.Ә. Назарбаевтың ресми сайтының мекен жайы – http://www.akorda.kz, ал ҚР Үкіметі сайтының мекенжайы – http://www.government.kz.). Үйшік Internet желісінің ірі бөлігін белгілейді, ол мемлекетті (.kz – Қазақстан, .ru – Ресей, .ua – Украина, .uk – Ұлыбритания, .fr – Франция және т.б.) немесе қызмет саласын (.com – коммерциялық ұйымдар, .org – коммерциялық емес ұйымдар үшін, .edu – білім беру қор көздеріне арналған, т.с.с.) білдіреді. Желі қатысушыларының ортақ пайдалануы үшін бөлінген компьютер сервер деп аталады.

Провайдер — бұл ұйымдар мен жеке тұлғаларға Internet қызметтерін ұсынатын компания. Провайдер ретінде жекеменшік арнайы маманданған фирмалар да, ірі телефон компаниялары да қызмет істей алады. Әдетте провайдерлер біркелкі қызметтер жиынтығын ұсынады, бірақ олардың қызметі түріне және сапасына қарай ерекшеленетіндіктен, төлемақысы да әр түрлі болады.

Өз қажетіңізге лайықты провайдерді таңдай отырып, бірнеше шартты ескерген абзал:

 Мәліметтерді жеткізу жылдамдығы – уақыт бірлігінде модем арқылы өтетін ақпараттың биттер саны. Ұсынылатын жылдамдық провайдер жабдықтарының техникалық мүмкіндіктеріне байланысты.

Қосылым түрі. Коммутацияланатын желі бойынша модем арқылы қосылу – бұл Internet-ке қосылудың ең сенімді, бірақ ең баяу түрі. Қосылымның бұл түрі көптеген Internet-те жұмыс істеу жағдайларын қамтамасыз етеді, бірақ ақпараттың үлкен көлемін (дыбыстық файлдар, жан бітірілген сызбалық файлдар, бейне, интерактивті ойындар) жеткізуде қиындықтар туындауы мүмкін. Енді бір түрі – кабелььді модем, DSL, жерсерігі арқылы кең жолақты қосылым болып табылады. Қосылымның бұндай түрі жоғарғы  жылдамдықпен байланысуға мүмкіндік беріп, шынайы уақыт режімінде аудио және бейне файлдарын жеткізуді қамтамасыз етеді.

Internet желісінде адасып қалмау үшін шолғыш – браузер деп аталатын арнайы бағдарлама қажет.

Браузер – бұл веб-бетінің мәліметтерін Сіздің компьютеріңіздің бейне бетіне шығаруды қамтамасыз ететін, Internet қор көздерін қарауға арналған бағдарлама. Windows амалдық жүйесінің құрамына Internet Explorer браузері кіреді.

Журнал – сіздің Internet-те жасаған саяхатыңыздың барысын қарап шығуға мүмкіндік беретін жүйе. Internet Explorer Сіздің Internet-те жасаған әрбір қадамыңызды өз бетімен тіркеп отырады. Сіз кіріп-шыққан әрбір веб-торабқа деген сілтемелері бар бұл жазбалар Журнал қалтасында сақталып тұрады. Ол қалтаны шақырудың ең оңай тәсілі – шолғыштың жоғарғы үстеліндегі Журнал батырмасын басу.

Чат (chat) сөзі ағылшын тілінде сөйлесу дегенді білдіреді. Internet желісіндегі Чат – бұл Сізге желінің өзге қатынаушыларымен шынайы уақыт режімінде тілдесуге мүмкіндік беретін қызмет.

Форумның міндетті қасиеті – ондағы хабарламалар тредтерге (ағылш. thread – «жіп») біріктірілуінде. Сіз форумдағы бір хабарламаға жауап берген кезіңізде, жауабыңыз бастапқы хабарламаға «байлаулы» болады. Осындай жауаптардың реті, жауапқа жауаптың реті тағы с.с. тредті құрайды. Нәтижесінде форум тредтерден құралған ағаш тәрізді құрылымға ие болады.
Чаттарға қарағанда форумға жіберілген хабарламалар өте ұзақ уақыт сақталуы мүмкін және форумдағы жауап сұрақ берілген күні шығуы міндетті емес. ICQ қызметі – бұл Internet желісінде адамдардың тегін қарым-қатынас жасауы үшін тегін таратылатын бағдарлама. ICQ (ағылш. I Seek You – Мен сені іздеп жүрмін) бүкіл дүние жүзіндегі адамдармен қарым-қатынас жасаудың ең оңай тәсілі болып табылады. ICQ бейнеконференциялар ұйымдастыру, интернет-телефония, файлдарды жеткізу, SMS-хабарламаларды жөнелту, поштаны тексеру сияқты тағы басқа да көптеген тапсырмаларды орындай алады.

Internet желісіне қалай қосылуға болады?

Internet желісіне қосылу үшін компьютерге желілік тақша мен модем қажет.

Компьютер провайдер желісімен байланыс орнату үшін телефон нөмірін тере бастайды. Осыдан кейін модемнің «әнімен» ұштасатын қосылысты орнату процесі басталады. Қосылыстың барлық сатылары қосылым терезесінде түсіндіріліп отырады. Егер деректер дұрыс көрсетілген болса, әдетте бір минут ішінде компьютер провайдермен қосылысып, желіге шығады.

Қосылыс орнағаннан кейін бейне беттің оң жақ төменгі бұрышында белгіше және қосылым сәтті орындалғаны туралы хабарлама пайда болады.
Осы сәттен бастап, компьютер Internet-те болады, ал провайдер сервері компьютердің желіде өткізген уақытын (секундпен) есептей бастайды.
Қарапайым модем арқылы уақыты төлемі бар қосылу кезінде Internet-те жұмыс істеп болғаннан кейін бірден желіден ажыратылу қажет. Internet-тен ажыратылу үшін тінтуірдің оң жақ пернесімен батырмасының мәтінмәндік мәзірін шақырып, Доғару әмірін таңдау керек.

IР-телефония (Skype бағдарламасы)

IP-телефония ретінде қолданыла алатын көптеген алуан түрлі бағдарламалар бар. IP-телефония Internet арқылы дауысты жеткізуге мүмкіндік береді.

Қазіргі таңда бұл бағдарламалар ішіндегі ең танымалы Skype (http://www.skype.com.) болып табылады. Skype бағдарламасын орнату компьютер жөнінде қандайда бір артық білімдерді талап етпейді және ең көбі бір минут уақыт алады. Бағдарлама жақсы дыбыс сапасын қамтамасыз етеді. Оның үстіне, Skype мүлде тегін: өздеріне Skype орнатып алған абоненттермен қалағаныңызша сөйлесе беруге болады.

Веб-камера бар болса, Skype бағдарламасын бейнеқоңыраулар үшін пайдалануға болады. Skype бағдарламасындағы бейнебайланыс жетесі әңгімеле-сушілерге бір-бірін көріп отыруға мүмкіндік береді.
Skype бағдарламасының танымалдығы және оның Internet шектерінен шығуы бағдарламамен жұмыс істеуді барынша қарапайым етуге бағытталған құрылғылардың пайда болуына алып келді.

Қазірдің өзінде арнайы бейімдеуіштер көмегімен Skype терминалы ретінде кәдімгі қалалық телефонды пайдалануға немесе кіретін қоңырауларды ұялы телефонға қабылдап алуға болады Skype бағдарла-масымен сәйкестендірілетін DECT-телефон да пайда болды. Қарапайым да арзан шешім – неғұрлым ыңғайлырақ болуы үшін USB-портқа арнайы IP-телефонды қосуға болады.

Skype желісіне қосылу үшін мына әрекеттерді орындау керек.
Сіздің компьютеріңізге Skype орнатылғаннан кейін жұмыс үстелінде бағдарламаның белгішесі пайда болады.

 

 Қорытынды 

 

         Информациялық техналогияның дамуы логистикалық басқарудың дамуына әсерін тигізеді, оның қажеттілігін арттырумен қатар логистикалық системаның жұмысын арттыру.

         Информациалық прогреске  құраушыны жатқызуға болады: база тілегін дамыту, желі техналогияларын одан әрі дамыту (Firewire(link), Modem, LAN – Gigabit Ethernet), оған қоса сымсыз желі (GSM, GPRS, EDGE, CDMA т.б.), және интернет техналогиялар  (WAP, MMS, WEB); осы техналогиялардың 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 техналогияларының болуы. Бірақ көп қолданысқа түсетін техналогияларға 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 принципі «маркетинкке аз шығын шығарып, көп тауар сату», бұл принципке Интернет-технологиялар өте ыңғайлы. Интернет-технологияларға көбіне WWW, e-mail және WAP, желі технологияларының үлкен жылдамдыққа шығуы, әлемнің әр түпкірінен ақпарат алу болып табылады.

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

 

Әдебиеттер тізімі

 

1.        Основы современных компьютерных технологий: Учебник / Под ред. Проф. А.Д. Хомоненко. – СПб.: КОРОНА принт, 2005. – 672 с.

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

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

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

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

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

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

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

9.        Ташимов М.А. Современные вычислительные системы и сетевые технологии.  – Алматы, 2004. – 285 с.

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

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

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

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

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

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

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

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

18.   Островский В.А. Информатика. – М.: Высшая школа, 2004.

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

20.   Пахомов С. О., Асмаков С. В. «Железо 2006» – СПб.: БХВ-Петербург. – 2005. – 480 с.

21.   Гук М. Аппаратные средства IBM PC – СПб.: ПИТЕР, 2004.- 816 с.

 

 

Мазмұны

 

Кіріспе	4
1 Электрониканың осы заманғы элементтік базасы.Микропроцессорлар, микроконтроллерлер және жады	5
1.1 Микропроцессорлардың дамуының тарихы	5
1.2 Ақпаратты-басқарушы жүйелердің жұмыс істеу принципі	9
2 Цифрлық сұлбалар. Электронды есептеуіштер және регистрлер	13
2.1Схемотехникадағы цифрлық  автоматтар	14
3 Аналогты сұлбалар. Аналогты-цифрлық және цифрлық-аналогты түрлендіргіштер	14
4 Сигналдарды цифрлық өңдеу және сигналдық процессорлер	24
5 Компьютер құрылғылары. Компьютерлік техника және микропроцессорлердің даму кезеңдері	28
5.1 Ақпараттық төңкерістердің рөлі және маңызы	28
5.2 Функционалды - құрылымдық ұйым	30
6 Ақпаратты өңдеудің электрондық технологиялары. Электрондық коммерция	34
6.1 Lotus Notes	35
6.2 Электрондық үкімет
7 Инфокоммуникациялық технологиялар төңірегіндегі стандарттар рөлі, жүйелер және желілер үшін стандарттар түрлері. 7.1Ашық жүйелердің өзара әректтесуінің жеті деңгейлі эталондық үлгісі (OSI үлгісі)	40
7.2 Компьютерлік және телекоммуникациялық желілер	43
8 Жергілікті желі технологиялары. Ethernet және Token Ring. Fast Ethernet. Gigabit Ethernet және 10 G igabit Ethernet	53
8.1 Ену әдiстері және деректердi беру хаттамалары	59
8.1.1 Ethernet ену әдісі	59
8.1.2 Нәзік коаксиалды кабельь	62
8.1.3 Экрандалмалғаны бұралмалы жұп	64
9 Сымсыз жергілікті желілер (WLAN)	65
9.1 Сымсыз енудің технологиялары. Wi-Fi технологиялары	70
10 «Соңғы миля» мәселесі. DSL-технологиясы. HPNA технологиясы. Үй желiлерi. «Алысқа ататын Еthernet»	74
10.1 хDSL технологиясы	75
10.1 HPNA технологиясы
Қорытынды	80