Розділ 1. Побудова матричних моделей руху даних комп’ютерних систем

Вступ

Концепція обчислювальних мереж є логічним результатом еволюції комп'ютерної технології. Перші комп'ютери 50-х років - великі, громіздкі і дорогі - призначалися для дуже невеликої кількості обраних користувачів. Такі комп'ютери не призначалися для інтерактивної роботи (режиму діалогу) користувача.

В 60-ті роки почали розвиватися інтерактивні багатотермінальні системи розподілу часу. В таких системах комп'ютер надавався в розпорядження одночасно декільком користувачам. Кожний користувач за допомогою окремого терміналу мав можливість вести діалог з комп'ютером. Термінали вийшли за межі обчислювального центру, і хоча обчислювальна потужність залишалася повністю централізованою, деякі функції, такі як введення та виведення даних, - стали розподіленими. Такі багатотермінальні централізовані системи зовні були дуже схожі з локальними обчислювальними мережами. Дійсно, у користувача створювалася повна ілюзія одноособового володіння комп'ютером, але все ж таки зберігався централізований характер обробки даних.

Однак поява багатотермінальних систем не вирішувала питання об'єднання комп'ютерів, які знаходилися на великій відстані. А така потреба ставала все більш актуальною. Почалося все з вирішення більш простої задачі - доступу до комп'ютера з терміналів, віддалених від нього на багато сотень, а то і тисяч кілометрів. Термінали з'єднувалися з комп'ютерами через телефонні мережі зв'язку за допомогою модемів. Потім з'явилися системи, в яких поряд з віддаленими з'єднаннями типу "термінал-комп'ютер" були реалізовані і віддалені зв'язки типу "комп'ютер-комп'ютер". Комп'ютери отримали можливість обмінюватися даними в автоматичному режимі, що, власне, і є базовим механізмом будь-якої обчислювальної мережі. Таким чином, хронологічно першими з'явились глобальні обчислювальні мережі.

В середині 80-х років з'явилися стандартні технології об'єднання комп'ютерів в мережу - Ethernet, Arcnet, Token Ring. Потужним поштовхом для їх розвитку стали персональні комп'ютери. Швидкість передачі даних мережею становила до 10 МБіт/с. Розробники глобальних мереж мали змогу тільки мріяти про такі швидкості - їм доводилося користуватися тими каналами зв'язку, які були в наявності, а саме: телефонними каналами, які погано пристосовані для високошвидкісної передачі даних. Швидкість в 1200 біт/с була для них хорошим показником.

Об'єктом дослідження є процеси формування, передавання, оброблення та використання даних у розподілених комп’ютерних системах на основі інформаційних технологій побудови моделей руху даних.

Предмет дослідження - методи організації та моделі руху даних в розподілених комп'ютерних системах.

Методи дослідження базуються на використанні теорії інформації, теорії складних систем, теорії моделювання, теорії графів, теорії кореляційного аналізу та теоретичних основ кодування джерел інформації. Розроблення та реалізація інформаційних технологій проектування та аналізу КС здійснювалась з використанням систем автоматизованого проектування.

Метою курсової роботи є закріплення теоретичних знань та практичних навичок побудови комп’ютерних мереж та розробка моделі комп’ютерної мережі в програмному середовищі NetCracker Pro.

Завдання курсової роботи полягає у 1)Побудові матричної моделі руху даних в комп’ютерних мережах 2) Проекціюванні структурної схеми локальної мережі на основі вихідних даних.

Комп’ютерна мережа – система розподіленої обробки інформації, яка містить хоча би два комп’ютери, які взаємодіють між собою за допомогою засобів зв’язку. Засіб зв’язку повинен забезпечувати надійну передачу інформації. Основними функціями комп’ютерів що входять до складу мережі є: керування доступом інформаційних потоків; організація доступу до мережі; надання обчислювальних ресурсів.

На сучасному етапі проектування комп’ютерних систем набуло досить важливого значення. Оскільки правильне проектування мережі дасть змогу в майбутньому уникнути ряду недоліків, які з’являються в комп’ютерній мережі в процесі роботи.

При об'єднанні комп'ютерів в мережу виникає багато проблем, які вирішуються на рівні мережевої технології. В загальному випадку мережева технологія – це узгоджений набір стандартних протоколів і програмно-апаратних засобів (адаптерів, драйверів, кабелів і т.д.), які їх реалізують.

Найбільш поширеними мережевими технологіями є Ethernet, Token Ring, FDDI.

Аналіз світових тенденцій розвитку розподілених комп’ютерних систем показує, що їхні системні функції все більше охоплюють не тільки задачі формування та управління потоками даних, але й задачі штучного інтелекту, прийняття рішень, створення баз знань та ін. Інтенсивний розвиток комп’ютерної техніки, засобів програмування та телекомунікаційних систем дає змогу сьогодні максимально автоматизувати процеси формування, перетворення, передавання, цифрової обробки, архівізації та використання даних у РКС. Зростання об’ємів потоків інформаційних даних на сучасних виробництвах не зменшує актуальності класичних задач оптимізації методів формування інформаційних моделей шляхом ефективного кодування даних, зменшення їх надлишковості, захисту від помилок та несанкціонованого доступу, а також підвищення ефективності методологій і технічних засобів введення, відображення та їх цифрової обробки.

Стандарт Ethernet був прийнятий у 1980 році. Головний принцип, який покладений в основу Ethernet - це випадковий метод доступу до розподіленого середовища передачі даних. Як таке середовище може використовуватися коаксіальний кабель, вита пара, оптоволокно або радіохвилі. В стандарті Ethernet комп'ютери підключаються відповідно до топології "загальна шина". Управління доступом до лінії зв'язку здійснюється мережевими адаптерами Ethernet. Передача даних відбувається зі швидкістю до 100 МБіт/с.

Одиниця даних, якими обмінюються комп'ютери в мережі Ethernet, називається кадром. Мережа Ethernet побудована таким чином, що коли кадр потрапляє в розподілене середовище передачі даних, всі мережеві адаптери одночасно починають приймати цей кадр. Всі вони аналізують адресу призначення і якщо ця адреса співпадає з їх власною адресою, кадр розміщується у внутрішньому буфері мережевого адаптера. Таким чином, комп'ютер-адресат отримує призначені для нього дані. Іноді може виникати ситуація, коли одночасно два або більше комп'ютерів вирішують, що мережа вільна, і починають передавати інформацію. Така ситуація називається колізією і заважає правильній передачі даних. Після виявлення колізії мережеві адаптери, які намагалися передавати свої кадри, припиняють передачу і після паузи випадкової тривалості намагаються знову отримати доступ до середовища і передати той кадр, що викликав колізію.

В мережах із значною кількістю комп'ютерів виникають обмеження на довжину зв'язку між вузлами, а також обмеження на кількість вузлів в мережі. Наприклад, технологія Ethernet на тонкому коаксіальному кабелі дозволяє використовувати кабель довжиною не більше 185 метрів, до якого можна підключити не більше ніж 30 комп'ютерів. Крім того, якщо комп'ютери обмінюються між собою інформацією з досить високою інтенсивністю, доводиться знижувати кількість комп'ютерів до 10-20, щоб кожному комп'ютеру діставалася допустима частка пропускної спроможності мережі. Для зняття цих обмежень використовується спеціальне обладнання, яке називають комунікаційним.

Сьогодні високорозвинені країни світу перебувають у стадії переходу до постіндустріальної фази свого розвитку – інформаційного суспільства, основою якого стане глобальна інформаційна інфраструктура. При цьому спостерігається стрімкий розвиток та вдосконалення інформаційних технологій збирання, формування, передавання, опрацювання, перетворення, захисту та зберігання інформаційних даних [1].

Успішному вирішенню цієї проблеми сприятиме досвід розроблення та застосування розподілених комп’ютерних систем [2]. Розподілені комп’ютеризовані системи передбачають формування та оброблення інтенсивних потоків інформаційних даних у реальному масштабі часу. До складу таких даних входять техніко-економічні показники (ТЕП), діагностичні, технологічні та технолого-економічні дані, а також моделі джерел інформації, фрейми та моделі руху даних (МРД), які становлять основу розподіленого руху потоків даних, що описуються мережами Петрі та

матричними моделями (ММ) [3,4].

 

Час перетворення документів

Д1.03 — 7 доби

Д2.03 — 9 доба

Д3.02 — 15 число

 

Час установлення документів

Д1.04 —22 діб

Д4.03 —2 діб

Час передачі документів

Д1.01 – Д1.03 — 1 доба

Д1.03 – Д1.04 — 4 доба

Д3.01 – Д2.03 — 1 доба

Д3.01 – Д3.02 — 6 діб

Д3.04 – Д2.03 — 2 доби

Д3.02 – Д4.03 — 2 доби

Д2.03 – Д4.03 — 12 діб

Часові моделі

Параметрична часова модель

 

Рисунок 1.3 - Параметрична часова модель

 

Структурно-часова модель

Рисунок 1.4 - Структурно-часова модель

 

Мережевий граф

f1 – Д1.01 f5 – Д2.03

f2 – Д3.04 f6 – Д3.02

f3 – Д3.01 f7 – Д1.04

f4 – Д1.03 f8 – Д4.03

Рисунок 1.5 - Мережевий граф

Граф-алгоритмічна модель

 

Рисунок 1.6 - Граф-алгоритмічна модель

Цикли руху даних

Рисунок 1.7 - Цикли руху даних

Сумарна епюра собівартості

Рисунок 1.9 - Сумарна епюра собівартості циклів руху даних

 

Проектування структури ЛМ

 

Для побудови мережі, необхідно знати в яких приміщеннях будуть стояти робочі станції. Ідеальною умовою була б наявність одного-двох кондиціонерів у кожному приміщенні, де будуть знаходитися комп'ютери. Ми будемо вважати що мережа, яку нам потрібно спроектувати, буде розташована в ідеальних умовах. У будь-якому випадку в приміщеннях повинна бути вентиляція і дотримані всі правила пожежної безпеки.

 

Принцип взаємодії пристроїв

 

Для комутації двох топології, відповідно до завдання, необхідно щоб свіч мав BNC вхід. Сервер підключається розніманнями RJ-45 прямо у свіч, він буде мати власну IP-адресу. Принтер залежить від файлового сервера, якщо файловий сервер буде виключений, користувачі не зможуть друкувати свої документи.

Файловий сервер повинен бути укомплектований HDD-дисками великої ємності, для збереження інформації користувача. Наявність файлового сервера не має на увазі відсутності HDD-дисків на користувальницьких комп'ютерах, але якщо є необхідність здешевлення структури мережі, то комп'ютери користувачів можуть бути без HDD-дисків. У цьому випадку завантаження операційної системи буде вироблятися по мережі і вся інформації буде знаходиться на Файловому сервер. Для більшого зберігання даних, доцільно в даному випадку зробити копію файлового сервера. На випадок виходу з ладу основного файлового сервера, його можна буде замінити резервним.

Якщо укомплектувати кожен комп'ютер користувача власним HDD-диском, то робочі дані можуть знаходитися безпосередньо на ньому, а на файловому сервері будуть міститися копії даних, на випадок виходу з ладу робочої станції.

 

Розрахунок PDV

Для спрощення розрахунків звичайно використовуються довідкові дані, що містять значення затримок поширення сигналів у повторювачах і в різних фізичних середовищах. У табл.2.1 наведені дані, необхідні для розрахунку значення PDV для усіх фізичних стандартів мереж Ethernet, узяті з довідника Technical Reference Pocket Guide (Volume 4, Number 4) компанії Bay Networks.

Таблиця 2.1

Тип сегмента	База лівого сегмента	База проміжного сегмента	База правого сегмента	Затримка середовища на 1 м	Максимальна довжина сегмента
10Base-5	11,8	46,5	169,5	0,0866
10Base-2	11,8	46,5	169,5	0,1026
10Base-T	15,3	42,0	165,0	0,113
10Base-FB	-	24,0	-	0,1
10Base-FL	12,3	33,5	156,5	0,1
FOIRL	7,8	29,0	152,0	0,1
AUI(>2m)				0,1026	2+48

Пояснимо термінологію, використану в цій таблиці, на прикладі заданої нам мережі, зображеної на (рис.2.2).

 

Рисунок 2.2 - Мережі Ethernet, що складається із сегментів різних фізичних стандартів

 

Лівим сегментом називається сегмент, у якому починається шлях сигналу від виходу передавача (вихід Тх) кінцевого вузла. Потім сигнал проходить через проміжні сегменти і доходить до приймача (вхід Rx) найбільш віддаленого вузла найбільш віддаленого сегмента, що називається правим. З кожним сегментом пов'язана постійна затримка, названа базою, що залежить тільки від типу сегмента і від положення сегмента на шляху сигналу (лівий, проміжний або правий). Крім цього, з кожним сегментом пов'язана затримка поширення сигналу уздовж кабелю сегмента, що залежить від довжини сегмента й обчислюється шляхом множення часу поширення сигналу на кожному метрі кабелю на довжину кабелю в метрах.

Загальне значення PDV дорівнює сумі базових і перемінних затримок усіх сегментів мережі. Значення констант у таблиці дані з урахуванням подвоєння величини затримки при круговому обході мережі сигналом, тому подвоювати отриману суму не потрібно.

Тому що лівий і правий сегменти мають різні величини базової затримки, то у випадку різних типів сегментів на вилучених краях мережі необхідно виконати розрахунки двічі: один раз прийняти як лівий сегмент одного типу, а в другий раз - сегмент іншого типу, а результатом вважати максимальне значення PDV. У нашому випадку крайні сегменти мережі належать до різних типів - стандартові 10Base-5 і 10Base-Т, тому потрібний подвійний розрахунок, то в першому випадку потрібно прийняти як лівий сегмент між станцією і концентратором 1, а в другому вважати лівим сегмент між станцією і концентратором 5.

У першому випадку вважатимемо лівим сегмент типу 10Base-5:

Лівий сегмент 1: 11.8 + 250 * 0.0866 = 33,45.

Проміжний сегмент 2: 42,0 + 100 * 0.113 = 53,3.

Проміжний сегмент 3: 33.5 + 250 * 0.1 = 58,5.

Проміжний сегмент 4: 24,0 + 450 * 0.1 = 69.

Проміжний сегмент 5: 46,5 + 120 * 0.1026 = 58,812.

Правий сегмент 6: 165,0 + 70 * 0.113 = 172,91.

PDV = 445,972.

У другому випадку вважатимемо лівим сегмент типу 10Base-Т:

Лівий сегмент 1: 15,3 + 70 * 0.113 = 23,21.

Проміжний сегмент 2: 42,0 + 100 * 0.113 = 53,3.

Проміжний сегмент 3: 33.5 + 250 * 0.1 = 58,5.

Проміжний сегмент 4: 24,0 + 450 * 0.1 = 69.

Проміжний сегмент 5: 46,5 + 120 * 0.1026 = 58,812.

Правий сегмент 6: 169.5 + 250 * 0.0866 = 191,15.

PDV = 453,972.

Значення PDV менше максимально припустимої величини 575. Ця мережа проходить по величині максимально можливої затримки обороту сигналу, незважаючи на те, що її загальна довжина більше 2500 метрів.

Розрахунок PVV

Для розрахунку PVV також можна скористатися табличними значеннями максимальних величин зменшення міжкадрового інтервалу при проходженні повторювачів різних фізичних середовищ. Табл.2.2 узята з довідника Technical Reference Pocket Guide (Volume 4, Number 4) компанії Bay Networks.

Таблиця 2.2

Тип сегмента	Передавальний сегмент	Проміжний сегмент
10Base-5 aбo 10Base-2
10Base-FB	-
10Base-FL	10,5
10Base-T	10,5

Відповідно до цих даних розрахуємо значення PVV для нашого прикладу.

Лівий сегмент 1 10Base-5: 16 bt.

Проміжний сегмент 2 10Base-Т: 8.

Проміжний сегмент 3 10Base-FL: 8.

Проміжний сегмент 4 10Base-FB: 2.

Проміжний сегмент 4 10Base-2: 11.

Сума цих величин дає значення PVV, що дорівнює 45, що менше граничного значення (49 бітових інтервали). У результаті, наведена в прикладі мережа за всіма параметрами відповідає стандартам Ethernet.

 

ВИСНОВКИ

Розвиток інформаційних технологій формалізації руху даних на основі моделювання системних функцій комп'ютерних мереж являє собою складну багатокритеріальну задачу, яка вирішується на базі теорії графів, мереж Петрі, дивергенції та розрізів потоків даних, алгоритмів Форда, Фалкерсона, тупикових потоків, найкоротших шляхів, локально-максимального збільшення, порозрядного скорочення неузгодженостей, моделей на основі матриць суміжностей та інциденцій, а також теорії інтервалів.

В той же час, названі результати розвитку технології проектування КС в недостатній мірі або зовсім не враховували економічні аспекти проектних та експлуатаційних рішень, а також ступінь використання системних ресурсів мережевих об'єктів.

У курсовій роботі:

– проведено аналіз існуючих технологій проектування комп’ютерних мереж;

– обґрунтувано сукупності та розроблення інформаційних технологій побудови похідних моделей руху даних, які будуються на основі матричної моделі КС;

– досліджено та формалізовано матричні моделі архітектур КМ;

– побудовано епюри собівартості руху даних в КС;

У курсовій роботі спроектовано комп’ютерну мережу згідно даного варіанту. Для проектування комп’ютерної мережі було використано уже існуючі моделі руху даних. Сімейство цих моделей сформувалось у процесі комплексних досліджень при плануванні розвитку автоматизованих систем, організації систем обробки інформації на підприємстві при створенні управлінських інформаційних систем. Отже з графіка глобальна характеристика ефективності комп’ютерної системи видно, що наша мережа є прибутковою.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

 

1. Антонов В. М. Сучасні комп’ютерні мережі / В. М. Антонов. ­­– К.: МК-Пресс, 2005. – 480 с.

2. Антонов В. М. Комп’ютерні мережі військового призначення / В. М. Антонов. – К.: МК-Пресс, 2005. – 320 c.

3. Вишневский В.М. Широкополосные беспроводные сети передачи информации / В. М. Вишневський, А. И. Ляхов, С.Л. Портной, И.В. Шахнович. – М.: Техносфера, 2005 – 592 с.

4. Вишневский В.М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей / В. М. Вишневський. – М.: Техносфера, 2003. – 512 с.

5. Колисниченко Д.Н. Сделай сам компьютерную сеть. Монтаж, настройка, обслуживание / Д.Н. Колисниченко.– СПб.: Наука и Техника, 2004. – 400 с.

6. Куинн Л. Fast Ethernet / Л. Куинн, Р. Рассел. – BHV-Киев, 1998.– 267 с.

7. Николайчук Я.М. Теорія моделей руху даних розподілених комп’ютерних систем / Я.М. Николайчук, І.Р. Пітух, Н.Я.Возна.– Тернопіль: ТзОВ “Терно-граф”, 2008–216 с.

8. Николайчук Я.М. Низові обчислювальні мережі.-Учбовий посібник / Я.М. Николайчук.–Київ:УМК ВО, 1990р.-64 с.

9. Олифер В.Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 4-е узд / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер.– СПб.: Питер, 2010. – 944 с.

10. Пітух І.Р. Теоретичні основи побудови моделей економічних епюр руху даних в комп’ютерних мережах з використанням різних теоретико – числових базисів / І.Р. Пітух // Збірник наукових праць. Інститут проблем моделювання в енергетиці НАН України. Київ. – 2006.– № 37. – С.42–46.

11. Пітух І. Інформаційна технологія побудови миттєвих та інтегральних економічних епюр руху даних на основі циклів матричних моделей комп’ютерних систем / І.Р. Пітух // Вісник Технологічного університету Поділля. Технічні науки. – Хмельницький. – 2007. – Т.1.– №3. – С.130-134.

12. Пономаренко В.С. Проектування інформаційних систем / В.С.Пономаренко.-Київ: “Академія”, 2002.-488с.

13. Столингс В. Структурная организация и архитектура компьютерних систем: пер. с англ.-М.: Издательский дом "Вильямс".-2002.-896с

Антонов В. М. Комп’ютерні мережі військового призначення / В. М.

14.Вишневский В.М. Широкополосные беспроводные сети передачи

информации / В. М. Вишневський, А. И. Ляхов, С.Л. Портной, И.В.

Шахнович. – М.: Техносфера, 2005 – 592 с.

15. Вишневский В.М. Теоретические основы проектирования

компьютерных сетей / В. М. Вишневський. – М.: Техносфера, 2003. –

512 с.

16. Куроуз Дж. Компьютерные сети. 2 –е изд. / Дж. Куроуз, К. Росс. –

СПб.: Питер, 2004. – 765 с.

17. Николайчук Я.М. Теорія моделей руху даних розподілених

комп’ютерних систем / Я.М. Николайчук, І.Р. Пітух, 2006– 545 с.

18. Николайчук Я.М. Низові обчислювальні мережі.-Учбовий посібник

/ Я.М. Николайчук.–Київ:УМК ВО, 1990р.-64 с.

19.Николайчук Я.М. Теорія моделей руху даних розподілених

комп’ютерних систем / Я.М. Николайчук, І.Р. Пітух.

20. Танненбаум Э. Компьютерные сети / Э. Танненбаум. – СПб.: Питер,

2002.– 350 с.

 

 

.

 

18. Николайчук Я.М. Теорія моделей руху даних розподілених

комп’ютерних систем / Я.М. Николайчук, І.Р. Пітух.

19. Николайчук Я.М. Низові обчислювальні мережі.-Учбовий посібник

/ Я.М. Николайчук.–Київ:УМК ВО, 1990р.-64 с.

20. Танненбаум Э. Компьютерные сети / Э. Танненбаум. – СПб.: Питер,

2002.– 350 с.

 

 

Вступ

Концепція обчислювальних мереж є логічним результатом еволюції комп'ютерної технології. Перші комп'ютери 50-х років - великі, громіздкі і дорогі - призначалися для дуже невеликої кількості обраних користувачів. Такі комп'ютери не призначалися для інтерактивної роботи (режиму діалогу) користувача.

В 60-ті роки почали розвиватися інтерактивні багатотермінальні системи розподілу часу. В таких системах комп'ютер надавався в розпорядження одночасно декільком користувачам. Кожний користувач за допомогою окремого терміналу мав можливість вести діалог з комп'ютером. Термінали вийшли за межі обчислювального центру, і хоча обчислювальна потужність залишалася повністю централізованою, деякі функції, такі як введення та виведення даних, - стали розподіленими. Такі багатотермінальні централізовані системи зовні були дуже схожі з локальними обчислювальними мережами. Дійсно, у користувача створювалася повна ілюзія одноособового володіння комп'ютером, але все ж таки зберігався централізований характер обробки даних.

Однак поява багатотермінальних систем не вирішувала питання об'єднання комп'ютерів, які знаходилися на великій відстані. А така потреба ставала все більш актуальною. Почалося все з вирішення більш простої задачі - доступу до комп'ютера з терміналів, віддалених від нього на багато сотень, а то і тисяч кілометрів. Термінали з'єднувалися з комп'ютерами через телефонні мережі зв'язку за допомогою модемів. Потім з'явилися системи, в яких поряд з віддаленими з'єднаннями типу "термінал-комп'ютер" були реалізовані і віддалені зв'язки типу "комп'ютер-комп'ютер". Комп'ютери отримали можливість обмінюватися даними в автоматичному режимі, що, власне, і є базовим механізмом будь-якої обчислювальної мережі. Таким чином, хронологічно першими з'явились глобальні обчислювальні мережі.

В середині 80-х років з'явилися стандартні технології об'єднання комп'ютерів в мережу - Ethernet, Arcnet, Token Ring. Потужним поштовхом для їх розвитку стали персональні комп'ютери. Швидкість передачі даних мережею становила до 10 МБіт/с. Розробники глобальних мереж мали змогу тільки мріяти про такі швидкості - їм доводилося користуватися тими каналами зв'язку, які були в наявності, а саме: телефонними каналами, які погано пристосовані для високошвидкісної передачі даних. Швидкість в 1200 біт/с була для них хорошим показником.

Об'єктом дослідження є процеси формування, передавання, оброблення та використання даних у розподілених комп’ютерних системах на основі інформаційних технологій побудови моделей руху даних.

Предмет дослідження - методи організації та моделі руху даних в розподілених комп'ютерних системах.

Методи дослідження базуються на використанні теорії інформації, теорії складних систем, теорії моделювання, теорії графів, теорії кореляційного аналізу та теоретичних основ кодування джерел інформації. Розроблення та реалізація інформаційних технологій проектування та аналізу КС здійснювалась з використанням систем автоматизованого проектування.

Метою курсової роботи є закріплення теоретичних знань та практичних навичок побудови комп’ютерних мереж та розробка моделі комп’ютерної мережі в програмному середовищі NetCracker Pro.

Завдання курсової роботи полягає у 1)Побудові матричної моделі руху даних в комп’ютерних мережах 2) Проекціюванні структурної схеми локальної мережі на основі вихідних даних.

Комп’ютерна мережа – система розподіленої обробки інформації, яка містить хоча би два комп’ютери, які взаємодіють між собою за допомогою засобів зв’язку. Засіб зв’язку повинен забезпечувати надійну передачу інформації. Основними функціями комп’ютерів що входять до складу мережі є: керування доступом інформаційних потоків; організація доступу до мережі; надання обчислювальних ресурсів.

На сучасному етапі проектування комп’ютерних систем набуло досить важливого значення. Оскільки правильне проектування мережі дасть змогу в майбутньому уникнути ряду недоліків, які з’являються в комп’ютерній мережі в процесі роботи.

При об'єднанні комп'ютерів в мережу виникає багато проблем, які вирішуються на рівні мережевої технології. В загальному випадку мережева технологія – це узгоджений набір стандартних протоколів і програмно-апаратних засобів (адаптерів, драйверів, кабелів і т.д.), які їх реалізують.

Найбільш поширеними мережевими технологіями є Ethernet, Token Ring, FDDI.

Аналіз світових тенденцій розвитку розподілених комп’ютерних систем показує, що їхні системні функції все більше охоплюють не тільки задачі формування та управління потоками даних, але й задачі штучного інтелекту, прийняття рішень, створення баз знань та ін. Інтенсивний розвиток комп’ютерної техніки, засобів програмування та телекомунікаційних систем дає змогу сьогодні максимально автоматизувати процеси формування, перетворення, передавання, цифрової обробки, архівізації та використання даних у РКС. Зростання об’ємів потоків інформаційних даних на сучасних виробництвах не зменшує актуальності класичних задач оптимізації методів формування інформаційних моделей шляхом ефективного кодування даних, зменшення їх надлишковості, захисту від помилок та несанкціонованого доступу, а також підвищення ефективності методологій і технічних засобів введення, відображення та їх цифрової обробки.

Стандарт Ethernet був прийнятий у 1980 році. Головний принцип, який покладений в основу Ethernet - це випадковий метод доступу до розподіленого середовища передачі даних. Як таке середовище може використовуватися коаксіальний кабель, вита пара, оптоволокно або радіохвилі. В стандарті Ethernet комп'ютери підключаються відповідно до топології "загальна шина". Управління доступом до лінії зв'язку здійснюється мережевими адаптерами Ethernet. Передача даних відбувається зі швидкістю до 100 МБіт/с.

Одиниця даних, якими обмінюються комп'ютери в мережі Ethernet, називається кадром. Мережа Ethernet побудована таким чином, що коли кадр потрапляє в розподілене середовище передачі даних, всі мережеві адаптери одночасно починають приймати цей кадр. Всі вони аналізують адресу призначення і якщо ця адреса співпадає з їх власною адресою, кадр розміщується у внутрішньому буфері мережевого адаптера. Таким чином, комп'ютер-адресат отримує призначені для нього дані. Іноді може виникати ситуація, коли одночасно два або більше комп'ютерів вирішують, що мережа вільна, і починають передавати інформацію. Така ситуація називається колізією і заважає правильній передачі даних. Після виявлення колізії мережеві адаптери, які намагалися передавати свої кадри, припиняють передачу і після паузи випадкової тривалості намагаються знову отримати доступ до середовища і передати той кадр, що викликав колізію.

В мережах із значною кількістю комп'ютерів виникають обмеження на довжину зв'язку між вузлами, а також обмеження на кількість вузлів в мережі. Наприклад, технологія Ethernet на тонкому коаксіальному кабелі дозволяє використовувати кабель довжиною не більше 185 метрів, до якого можна підключити не більше ніж 30 комп'ютерів. Крім того, якщо комп'ютери обмінюються між собою інформацією з досить високою інтенсивністю, доводиться знижувати кількість комп'ютерів до 10-20, щоб кожному комп'ютеру діставалася допустима частка пропускної спроможності мережі. Для зняття цих обмежень використовується спеціальне обладнання, яке називають комунікаційним.

Сьогодні високорозвинені країни світу перебувають у стадії переходу до постіндустріальної фази свого розвитку – інформаційного суспільства, основою якого стане глобальна інформаційна інфраструктура. При цьому спостерігається стрімкий розвиток та вдосконалення інформаційних технологій збирання, формування, передавання, опрацювання, перетворення, захисту та зберігання інформаційних даних [1].

Успішному вирішенню цієї проблеми сприятиме досвід розроблення та застосування розподілених комп’ютерних систем [2]. Розподілені комп’ютеризовані системи передбачають формування та оброблення інтенсивних потоків інформаційних даних у реальному масштабі часу. До складу таких даних входять техніко-економічні показники (ТЕП), діагностичні, технологічні та технолого-економічні дані, а також моделі джерел інформації, фрейми та моделі руху даних (МРД), які становлять основу розподіленого руху потоків даних, що описуються мережами Петрі та

матричними моделями (ММ) [3,4].

 

РОЗДІЛ 1. ПОБУДОВА МАТРИЧНИХ МОДЕЛЕЙ РУХУ ДАНИХ КОМП’ЮТЕРНИХ СИСТЕМ