Stuur uw goede werk in de kennisbank is eenvoudig. Gebruik het onderstaande formulier

Studenten, afstudeerders, jonge wetenschappers die de kennisbasis gebruiken in hun studie en werk zullen je zeer dankbaar zijn.

Invoering

1. Logische netwerken

1.2 Diagrammen van functionele elementen

1.3 Multiplexers

2. Praktijkgedeelte

Gevolgtrekking

Bibliografie

Invoering

Logische netwerken is een algemene naam voor technologieën die codetransformaties implementeren. Bijvoorbeeld multiplexers en programmeerbare logische arrays.

Multiplexers kunnen worden gebruikt in frequentiedelers, flip-flops, shifters, enz. Ze worden vaak gebruikt om parallelle binaire code naar serieel te converteren. Voor zo'n transformatie volstaat het om een ​​aanvraag in te dienen informatie-ingangen multiplexer parallel binaire code, en stuur signalen naar de adresingangen in een zodanige volgorde dat de ingangen afwisselend met de uitgang worden verbonden, beginnend met de eerste en eindigend met de laatste.

In microprocessortechnologie worden programmeerbare logische matrices (PLM) het meest gebruikt om mite implementeren. Volgens de programmeermethode worden PLM's onderscheiden programmeerbaar in het fabricageproces en geprogrammeerd door de gebruiker.

In de PLM van het eerste type wordt informatie in de matrix ingevoerd door de elementen met de bussen te verbinden vanwege de metallisering van de noodzakelijke secties van het circuit, wat wordt gedaan met behulp van een fotomasker (masker). In dit geval kan de gebruiker tijdens de werking van de PLM geen wijzigingen aanbrengen. Op een soortgelijke manier PLM's zijn vervaardigd om in de MP LSI te worden ingebouwd, evenals stand-alone PLM's van standaardfirmware.

PLM's van het tweede type worden ongeprogrammeerd geleverd en hun functionele oriëntatie wordt uitgevoerd door de gebruiker met behulp van speciale apparatuur, en er zijn PLM's met schrijf een keer informatie en herprogrammeerbare PLM, waarin de opgenomen informatie kan worden gewist door ultraviolet of röntgenstraling.

1. Logische netwerken

1.1 Definitie en implementatie van booleaanse functies

Een multigraaf waarin k hoekpunten (polen) worden geselecteerd, wordt een k-poolnetwerk genoemd. Een net G gedefinieerd door een ongerichte multigraaf met k-polen, waarbij elke rand is gelabeld met een letter uit het alfabet, wordt k-pool genoemd contact diagram.

Figuur 1 toont een voorbeeld van een contactschakeling met twee polen a1 en a6.

Foto 1

(k + 1) - pool circuit, waarbij één pool is geselecteerd (dit wordt de input genoemd), en de andere polen (output) gelijk zijn, wordt een (1, k) -pool genoemd. Als we dus in de tweepolige schakeling van figuur 1 bijvoorbeeld pool a1 als ingang en pool a6 als uitgang beschouwen, dan krijgen we een (1, 1) -pool.

De randen van een contactcircuit worden pinnen genoemd. Een contact dat overeenkomt met een logische variabele wordt sluitend genoemd en wordt aangeduid met. Het sluitcontact geeft stroom door wanneer het contact dat overeenkomt met de letter het openingscontact wordt genoemd en wordt aangeduid als. De stroom gaat er doorheen op Dus de waarde 1 wordt geïnterpreteerd als de status van de schakelaar "stroom vloeit", en 0 - "stroom loopt niet". Functie komt overeen: seriële verbinding contacten en functies - parallelle aansluiting van contacten

Het is gemakkelijk in te zien dat het schema in figuur 1 overeenkomt met: electronisch circuit weergegeven in figuur 2, evenals het contactdiagram weergegeven in figuur 3. De laatste afbeelding toont de contacten afhankelijk van de waarden van de variabelen, evenals het aansluitschema van de contacten.

Afbeelding 2

figuur 3

Laat a, b de polen van het contactcircuit zijn, een ketting van a naar b, de combinatie van letters die aan de randen van de ketting zijn toegewezen. De functie gedefinieerd door de formule waarin de disjunctie wordt genomen over alle eenvoudige circuits van het circuit dat de polen a en b verbindt, wordt de geleidbaarheidsfunctie tussen de polen a en b van de circuits genoemd - ingangspool. (1,1) -polen worden equivalent genoemd als ze dezelfde Booleaanse functie implementeren. De complexiteit van de (1,1) -pool is het aantal contacten. Een (1,1) -pool met de minste complexiteit onder equivalente circuits wordt minimaal genoemd. De complexiteit van de minimale (1,1) -pool die de functie implementeert, wordt de complexiteit van de functie genoemd in de klasse van (1,1) -polen en wordt aangeduid met.

Merk op dat het probleem van het vinden van de minimale (1,1) -pool onder die equivalent aan een gegeven (1,1) -pool gelijk is aan het vinden tussen de functies geïmplementeerd door het circuit van de functie met het minste aantal variabelen . De functie die wordt gerealiseerd door de (1,1) -pool is inderdaad eenvoudig weer te geven in de vorm van een formule die is opgebouwd uit letters in overeenstemming met het contactcircuit en precies zoveel invoeren van variabelen heeft als het circuit contacten heeft. Het diagram in figuur 3 komt bijvoorbeeld overeen met een Booleaanse functie:

wiskundige methode logische matrix probleem

Het probleem van het vinden van de minimale (1,1) -pool wordt dus gereduceerd tot het minimaliseren van de corresponderende Booleaanse functie.

Een effectieve vermindering van het aantal contacten wordt bereikt door de minimale DNF van een Booleaanse functie te vinden.

Laten we de minimale DNF van de functie (1) vinden, geïmplementeerd door het circuit in figuur 2. Door alle mogelijke waarden toe te wijzen aan de logische variabelen, maar aan het circuit of de formule (1), verkrijgen we de waarheidstabel:

Met behulp van de waarheidstabel definiëren we de perfecte DNF:

Met behulp van een van de methoden om de minimale DNF te vinden, verkrijgen we een formule die equivalent is aan formule (1) en overeenkomt met een circuit dat bestaat uit zeven contacten (Figuur 4a).

Figuur 4

Merk op dat het circuit getoond in figuur 4a een vereenvoudiging mogelijk maakt die overeenkomt met de formule getoond in figuur 4b en het minimale circuit is. De complexiteit van het minimale schema is 6:.

1.2 Diagrammen van functionele elementen

Een georiënteerd open circuit-netwerk, waarin de polen zijn verdeeld in input (inputs) en output (outputs), wordt een circuit van functionele elementen genoemd. De invoerpolen zijn gelabeld met variabele symbolen en elk ander hoekpunt dan de invoerpool is gelabeld met een functioneel symbool. In dat geval moet aan de volgende voorwaarden worden voldaan:

1) als a de ingangspool is, dan is de halve graad van binnenkomst van het hoekpunt a gelijk aan nul:;

2) als het hoekpunt a geen pool is en is gemarkeerd met een n-air functioneel symbool, dan worden de bogen in a hernummerd van 1 naar n.

Een functioneel element is elke submultigraaf van een circuit dat bestaat uit een niet-invoerpool a, gemarkeerd met een bijbehorend symbool, en een hoekpunt van waaruit bogen naar een hoekpunt a gaan.

Voorbeeld 1. Figuur 5a toont een diagram van functionele elementen. Hier zijn de invoersymbolen gemarkeerd met variabele symbolen - een enkel functioneel symbool dat overeenkomt met de ontkenningsbewerking; & is een dubbel teken dat overeenkomt met een voegwoordbewerking. - sommige dubbele karakters, - sommige drievoudige karakters. De hoekpunten gemarkeerd met symbolen zijn de uitgangspolen. De termen corresponderen met hen:

Figuur 5b toont een functioneel element gedefinieerd door een hoekpunt gemarkeerd met een symbool. Het apparaat getoond in figuur 5c komt hiermee overeen.

Figuur 5

Voorbeeld 1 laat zien dat elke pin van het circuit een term genereert.

Ze zeggen dat een functie wordt geïmplementeerd door een schakeling als er een zodanige uitgang a van de schakeling is dat de functie die overeenkomt met de term van de uitgang a equivalent is aan de functie.

Diagrammen van functionele elementen met één uitgang, waarbij de ingangspolen zijn gemarkeerd met symbolen en de hoekpunten anders dan de ingangspolen zijn gemarkeerd met symbolen, worden functionele diagrammen genoemd. De complexiteit van een circuit van functionele elementen is het aantal van zijn andere hoekpunten dan de ingangspolen, een functioneel circuit dat een functie implementeert, wordt minimaal genoemd als een ander functioneel circuit dat implementeert een complexiteit heeft die niet minder is dan de complexiteit van het circuit. De complexiteit van het minimale circuit dat de functie implementeert, wordt de complexiteit van de functie genoemd in de klasse van circuits van functionele elementen en wordt aangeduid met

Voorbeeld 2. De complexiteit van de functie valt samen met de complexiteit van de -functionele schakeling getoond in figuur 6, en is gelijk aan 8:.

Figuur 6

1.3 Multiplexers

Een kanaalmultiplexer is een circuit met ingangen en één uitgang waarin wanneer de uitgang de waarde aanneemt waarbij:

Figuur 7 toont een multiplexer.

Figuur 7

Voorbeeld 3. Als dan

Met behulp van een multiplexer, door constante waarden toe te wijzen aan variabelen, kunt u elke Booleaanse functie implementeren

1.4 Programmeerbare logische matrices

Overweeg een circuit bestaande uit ingangen en uitgangen (Figuur 8), waarin de waarden van de uitgangen worden bepaald door de verbindingsmatrix volgens de volgende regels:

Figuur 8

Dus waar en de anderen zijn gelijk aan 0. Het resulterende circuit wordt een rooster genoemd met ingangen en uitgangen van &, dat wordt bepaald door de matrix van verbindingen.

Een programmeerbare logische matrix (PLM) is het circuit weergegeven in figuur 9, verkregen door rooster A te verbinden met 2n-ingangen en k-uitgangen, bepaald door de matrix van verbindingen, en rooster B met k-ingangen en m-uitgangen, bepaald door de matrix van verbindingen .

Laten we de transformaties beschrijven die optreden wanneer de waarden van de variabelen door de PLM gaan. Aangezien op elke ingang een omvormer is aangesloten, worden de waarden van de variabelen geleverd aan de 2n ingangen van het rooster A na het passeren van het rooster EEN h-de uitgang neemt de waarde van de functie, en de daaropvolgende inversiebewerking komt overeen met de functie:

De verkregen k-waarden worden toegevoerd aan de ingangen van het rooster B, na het passeren waardoor de waarde van de functie wordt gevormd aan de uitgang j

Concluderend, na omkering volgens de wetten van de Morgan aan de uitgang j, verkrijgen we de waarde van de functie:

Een functie komt overeen met een disjunctie van conjuncten (gedefinieerd door de formules

) zoals dat

Figuur 9

Met een geschikte keuze van matrices en kan men dus tegelijkertijd willekeurige DNF's realiseren die ten hoogste k verschillende conjuncten van variabelen in

2. Praktijkgedeelte

I. Onderzoek de volledigheid van het systeem van Booleaanse functies. Is het de basis. ...

Monotoon:

lineariteit:

A. - per definitie

Zelf-dualiteit:

Het systeem van functies is compleet. Een systeem van functies wordt een basis genoemd als het compleet is, en het verwijderen van een functie uit dit systeem maakt het onvolledig. Als u een van de bestaande functies verwijdert, wordt het systeem van functies onvolledig. Op deze manier, dit systeem functies is de basis.

II. Gebruik equivalente transformaties en breng de formule naar DNF, CNF; leiden tot SDNF, SKNF met behulp van een analytische en tabellarische methode. Controleer de lineariteit van de Booleaanse functie die door deze formule wordt gegeven met behulp van de Zhegalkin-polynoom en de methode van ongedefinieerde coëfficiënten:

De formule analytisch reduceren tot DNF, CNF, SDNF, SKNF:

De formule reduceren tot DNF, CNF, SDNF, SKNF in tabelvorm:

De lineariteit controleren van de Booleaanse functie die door deze formule wordt gegeven met behulp van de Zhegalkin-polynoom:

Het resulterende Zhegalkin-polynoom is niet-lineair, en daarom is de functie f (X, Y, Z) ook niet-lineair.

Controleren van de lineariteit van de Booleaanse functie die door deze formule wordt gegeven met behulp van de methode van ongedefinieerde coëfficiënten:

III. Minimaliseer op twee manieren:

A. Quine's methode;

B. Geometrische methode.

Quine's methode:

1) Breng de functie naar SDNF;

2) Maak in SDNF allerlei soorten lijmen en vervolgens absorptie;

3) Ga van de gereduceerde SDNF naar de minimale met behulp van de impliciete matrix.

Afgekort SDNF

Het is noodzakelijk om zulke eenvoudige implicaties achter te laten, zodat elke kolom ten minste één "+" bevat, dus - de minimale SDNF.

Geometrische methode:

Geometrische weergave.

Geplaatst op http://www.allbest.ru/

We krijgen dat dit de minimale SDNF is.

IV. Herdefinieer functies zodat - eentonig is; - was lineair; - was zelf-duaal.

Een functie wordt monotoon genoemd als voor elke reeks nullen en enen A = (a1, ..., an), B = (b1, ..., bn) zodat de voorwaarde

De functie wordt lineair genoemd, waarbij.

Een functie wordt zelf-duaal genoemd als deze samenvalt met zijn dual.

Gebruikmakend van de definities van monotone, lineaire en zelf-duale functies, krijgen we de volgende waarheidstabel:

V. Stel een waarheidstabel op. Bewijs de waarheid van de conclusie door deductieve methode. Teken een conclusie-inferentiegrafiek met deductieve methode. Bewijs de waarheid van de conclusie met de resolutiemethode en teken een grafiek van de output van een lege resolutie.

Met behulp van de deductieve methode zullen we de waarheid van de conclusie bewijzen:

Volgens de kettinggevangenisregel:

Conclusie outputgrafiek:

Waarheidstabel voor van deze mening als volgt:

Laten we de waarheid van de conclusie bewijzen met de resolutiemethode:

De gevolgtrekkingsgrafiek van een lege resolvent:

Vi. Vind PNF- en SSF-formules, verenig clausule-atomen.

Laat dan:

Laat y = w, dan:

Laten we naar de SSF brengen:

Laat dan:

Vii. Bewijs dat de functie primitief recursief is:

is de eenvoudigste recursieve functie in één stap - constante functie.

VIII. Vind functies afgeleid van een gegeven numerieke functie met behulp van de bewerking van minimalisatie voor elk van zijn variabelen:

· In andere gevallen is het niet gedefinieerd.

Als de verzameling variabelen zodanig is dat linkerkant de vergelijking logisch is en de vergelijking haalbaar is, dan kunnen we aannemen dat het haalbaar is wanneer y = 0 in de allereerste stap wordt vervangen.

IX. Bouw een Turing-machine die de functie correct evalueert:

Gevolgtrekking

Wiskundige logica bestudeert de toepassing van wiskundige methoden voor het oplossen van logische problemen en het construeren van logische circuits die ten grondslag liggen aan de werking van elke computer.

Wiskundige logica is moderne vorm, de zogenaamde formele logica, van toepassing wiskundige methoden om je onderwerp te onderzoeken. In de formele logica en bijgevolg in de wiskundige logica worden de resultaten van de wetten van de structuur van correcte conclusies verzameld. Conclusie is een denkproces, waardoor nieuwe ontdekkingen ontstaan ​​op basis van bestaande zonder Praktijkonderzoek... In feite is de nieuwe ontdekking die is verkregen als gevolg van de gevolgtrekking in een latente vorm in de eerder beschikbare kennis.

Geplaatst op Allbest.ru

Vergelijkbare documenten

Logische equivalentie van transformatie, de toepassing ervan op wiskundige bewijzen. Toepassing van het apparaat van booleaanse functies op de synthese van combinatorische circuits. Berekening van logische bewerkingen uitgevoerd door de microprocessor. De betekenis van de waarheid van uitspraken.

handleiding, toegevoegd 24/12/2010


Basisbegrippen van de algebra van de logica. Logische fundamenten van een computer. Computerapparatuur als informatieverwerkingsapparatuur. Basisvormen van denken. Overzicht van logische basisbewerkingen. stellingen Booleaanse algebra... Manieren om logische functies te minimaliseren.

test, toegevoegd 17-05-2016


Karaktercodering en numerieke informatie... Basis nummersystemen. Binair systeem afrekening. Apparaten voor informatie-uitvoer. Uitvoeringsregels rekenkundige bewerkingen... Logische fundamenten van constructie, functionele eenheden van een computer. Synthese van logische circuits.

presentatie toegevoegd op 11/08/2016


Generator voor invoerparameters logische elementen. Sleutelbegrippen en ontwerpprincipes functionele diagrammen elektronische apparaten... Diagrammen van sommige computerapparaten. Creatieve Workshop Excel-graphics, poortverhalen van de gebroeders Gates.

handleiding, toegevoegd 16-03-2014


Voorwaardelijke functie... Logische uitdrukkingen. genest logische functies ALS. Kenmerken van het opnemen van logische bewerkingen in tabellarische processors: Eerst wordt de naam van de logische bewerking geschreven (AND, OR, NOT).

samenvatting, toegevoegd 17-11-2002


Concept logische uitdrukkingen, hun doel bij het maken van algoritmen. Lijst met vergelijkingsoperatoren die in de tabel worden gebruikt Excel-editor... De syntaxis van de "if"-functie en voorbeelden van het gebruik ervan. Logische operatoren "en", "of", "niet", "true", "false".

presentatie toegevoegd 03/07/2013


Typische combinatorische circuits. Grondbeginselen van het wiskundige apparaat voor de analyse en synthese van logische apparaten. De functionele volledigheid van de Schaeffer- en Peirce-elementen. Logische poorten een logische basis vormen. Kenmerken van de synthese van circuits met verboden combinaties.

handleiding, toegevoegd op 28-04-2009


Studie van logische operaties en de regels van hun transformaties. Modellering digitale schakelingen bestaande uit logische poorten. Manieren van functiebeschrijving logisch apparaat- waarheidstabellen, timingdiagrammen, analytische functies, digitale schakelingen.

laboratoriumwerk, toegevoegd 03/02/2011


Het concept van een verklaring, bewerkingen op eenvoudige verklaringen, waarheidstabellen. Voorbeelden van het construeren van waarheidstabellen voor complexe uitspraken. Waarheidstabel van implicatie. De wet van identiteit, tegenspraak, dubbele ontkenning. Logische problemen oplossen.

scriptie toegevoegd 23-04-2013


De betekenis van de algebra van de logica. Waarheidstabellen. Logische bewerkingen: disjunctie, conjunctie en negatie. Uitgangssignaal klep. Schakelcircuits. Logische fundamenten van de computer. De waarde van de apparaattrigger als geheugenitem. Opteller en halve opteller.

Geldt voor: System Center 2012 SP1 - Virtuele machine Manager, System Center 2012 R2 Virtual Machine Manager, System Center 2012 - Virtual Machine Manager

Met Virtual Machine Manager (VMM) kunt u eenvoudig virtuele machines verbinden met een netwerk dat een specifieke functie op het netwerk uitvoert, zoals " server onderdeel"," frontend "of" back-up ".

Om dit te doen, moet u de IP-subnetten en (indien nodig) de VLAN's aan elkaar koppelen in benoemde groepen die logische netwerken worden genoemd. Logische netwerken kunnen worden ontworpen volgens de vereisten van uw specifieke omgeving.

Zie voor meer informatie over logische netwerken en hun interactie met andere netwerkconfiguratie-instellingen in VMM Inzicht in het configureren van logische netwerken in VMM.

Vereisten om rekening U moet een beheerder of geautoriseerde beheerder zijn om deze procedure te voltooien. Geautoriseerde beheerders kunnen alleen logische netwerken koppelen aan hostgroepen die onder hun controle vallen.

Logische netwerkcreatie

open doen werkgebied Structuur.

Op het tabblad huis in groep Laten zien Klik Structuur middelen.

In de buurt van Structuur breid het knooppunt uit Netwerk connecties en klik vervolgens op het item Logische netwerken.

Op het tabblad huis in groep Creëren Klik Logisch netwerk maken.

Zal openen logische netwerkwizard.

Op de pagina Naam Volg deze stappen.

1. Voer een naam en optionele beschrijving in voor het logische netwerk.

   Voer bijvoorbeeld de naam in SERVER DEEL en beschrijving - bedrijfsnetwerk . Gebruikt voor back-endservers zoals applicatieservers en databaseservers.

   Als u Service Pack 1 voor System Center 2012 of System Center 2012 R2 gebruikt, vinkt u de vakjes aan gewenste parameters uit de volgende tabel. V anders ga verder met de volgende stap in deze procedure.

   Afhankelijk van het doel van het gebruik van de netwerken virtuele machine die bovenop dit logische netwerk worden geconfigureerd, selecteert u een of meer selectievakjes. Zie de volgende tabel voor aanbevelingen. Aanvullende beschrijvingen voor het gebruik van virtuele-machinenetwerken, zie Algemene netwerkscenario's in System Center 2012 SP1 en System Center 2012 R2 en.

   Het netwerk of virtuele machinenetwerken gebruiken dat bovenop dit logische netwerk wordt gemaakt	Actie in System Center 2012 Service Pack 1	Actie in System Center 2012 R2
   Hyper-V-netwerkvirtualisatie... Meerdere VM-netwerken met isolatie	Vink het vakje aan.	Selecteer alstublieft Eén verbonden netwerk, en toen - Sta nieuwe VM-netwerken die op dit logische netwerk zijn gemaakt toe om netwerkvirtualisatie te gebruiken.
   VLAN-gebaseerde configuratie... Beheer van VLAN's die zijn gemaakt om netwerken binnen een fysiek netwerk te isoleren	Vink het vakje aan Netwerksites op dit logische netwerk zijn niet verbonden. Als u Private VLAN-technologie gebruikt, vink dan ook het vakje aan Netwerksites op dit logische netwerk bevatten privé-VLAN's... (Anders hoeft u het vakje niet aan te vinken.) VM-netwerken en gateways configureren in VMM.	Kies in de meeste gevallen: Afzonderlijke op VLAN gebaseerde netwerken... Maar als u privé VLAN-technologie gebruikt, selecteert u: Privé VLAN's. Zie voor aanvullende stappen in deze configuratie VLAN-gebaseerde configuratie in de lijst onder VM-netwerken en gateways configureren in VMM.
   Eén netwerk van virtuele machines biedt directe toegang tot het logische netwerk... Geen isolatie.	Als dit logische netwerk netwerkvirtualisatie ondersteunt (samen met een netwerk van virtuele machines dat directe toegang tot het logische netwerk biedt), schakelt u het selectievakje in om netwerkvirtualisatie in te schakelen. Als dit netwerk nooit Netwerkvirtualisatie zal gebruiken, schakelt u alle selectievakjes uit.	Selecteer alstublieft Eén verbonden netwerk en dan - Maak een virtueel machinenetwerk met dezelfde naam om toe te staan virtuele machines rechtstreeks toegang krijgen tot dit logische netwerk. Als dit logische netwerk ook netwerkvirtualisatie ondersteunt, schakelt u het selectievakje in om netwerkvirtualisatie in te schakelen. Als de optie is geselecteerd Eén verbonden netwerk maar in dit moment het virtuele-machinenetwerk wordt niet gemaakt, in de toekomst kunt u nog steeds het virtuele-machinenetwerk maken.
   Externe netwerken... Gebruik VMM in combinatie met een virtuele switch-extensie, netwerkbeheerder of netwerkbeheerconsole van een leverancier.	Maak het logische netwerk niet handmatig in VMM. Volg de stappen in Virtual Switch Extension Manager toevoegen in System Center 2012 1 (SP1). De logische netwerkinstellingen worden geïmporteerd uit de database in de NMC van de leverancier (ook bekend als de NMC voor de doorstuurextensie).	Volg de stappen in Een Virtual Switch of Network Manager-extensie toevoegen in System Center 2012 R2 en maak uzelf vertrouwd met de mogelijkheden van de Virtual Switch of Network Manager-extensie die u gebruikt. Mogelijk kunt u logische netwerken configureren in VMM en de instellingen vervolgens exporteren naar een Virtual Switch Extension of Network Manager. In beide gevallen worden, na het toevoegen van een virtuele switch-extensie of netwerkbeheerder, de logische netwerkinstellingen die daarin zijn geconfigureerd, geïmporteerd in VMM.

2. Op de pagina Netwerk netwerk Volg onderstaande stappen.

   Opmerking

Netwerkbetrouwbaarheid;

Prestatie;

Balanceren van het laden van individuele kanalen;

Gemakkelijk nieuwe knooppunten te bevestigen;

De kosten van netwerkapparatuur;

Kosten en gemak van bekabeling;

Unificatie van aansluiting van verschillende modules;

De mogelijkheid om snel toegang tot alle stations op het netwerk uit te zenden;

De minimale totale lengte van communicatielijnen, enz.

Volledig verbonden topologie (Fig. 5.3.1, a).

Mesh-topologie (Fig. 5.3.1, b).

Fysieke netwerkstructurering

Voor fysieke verbinding verschillende kabelsegmenten lokaal netwerk om de totale lengte van het netwerk te vergroten, wordt een repeater gebruikt (Fig. 5.3.4).

Rijst. 5.3.4. Met de repeater kunt u de lengte vergroten Ethernet-netwerken(bijvoorbeeld 10Base2).

Een repeater die meer dan twee poorten heeft, wordt een concentrator of naaf.

Hubs herhalen de ontvangen signalen van een van hun poorten op hun andere poorten.

De Ethernet-hub herhaalt dus de ingangssignalen op al zijn poorten, behalve die waarvan de signalen worden ontvangen (Fig. 5.3.5, a).

Een Token Ring-hub (Fig. 5.3.5, b) herhaalt de ingangssignalen die van een bepaalde poort komen op slechts één poort - die waarop de volgende computer in de ring is aangesloten.

Rijst. 5.3.5. Concentrators van verschillende technologieën.

Logische netwerkstructurering stelt u in staat het verzonden verkeer te herverdelen over verschillende fysieke netwerksegmenten.

Voorbeeld (fig. 5.3.6).

Rijst. 5.3.6. Een netwerk waarin alle fysieke segmenten als één gedeeld medium worden beschouwd, blijkt ontoereikend voor de structuur van informatiestromen binnen groot netwerk.

Distributie van verkeer dat bestemd is voor computers van een bepaald netwerksegment alleen binnen dit segment wordt verkeerslokalisatie genoemd. Logische netwerkstructurering is het proces waarbij een netwerk wordt opgedeeld in segmenten met gelokaliseerd verkeer.

Bruggen, switches, routers en gateways worden gebruikt om het netwerk logisch in te richten.

Rijst. 5.3.7. Logische structurering van het netwerk met behulp van een bridge.

Routers Betrouwbaarder en efficiënter dan bridging, isoleer het verkeer van afzonderlijke delen van het netwerk van elkaar.

poort verbindt netwerken met verschillende soorten systeem- en applicatiesoftware.

conclusies:

1. Een belangrijk kenmerk Een netwerk is een topologie - een soort grafiek waarvan de hoekpunten overeenkomen met de computers van het netwerk (soms andere apparatuur, zoals hubs), en de randen komen overeen met de fysieke verbindingen ertussen. Configuratie fysieke verbindingen bepaald elektrische verbindingen computers onderling en kunnen verschillen van de configuratie van logische verbindingen tussen netwerkknooppunten. Logische links zijn datatransmissieroutes tussen netwerkknooppunten.

2. Typische fysieke link-topologieën zijn: volledige mesh-, mesh-, bus-, ring- en stertopologieën.

3. Voor computer netwerken beide individuele communicatielijnen tussen computers zijn karakteristiek en worden gedeeld wanneer één communicatielijn afwisselend door meerdere computers wordt gebruikt. In het laatste geval zowel puur elektrische problemen om de vereiste signaalkwaliteit te garanderen wanneer meerdere ontvangers en zenders op dezelfde draad zijn aangesloten, als logische problemen om de toegangstijd tot deze lijnen te delen.

4. Voor het adresseren van netwerkknooppunten worden drie soorten adressen gebruikt: hardware-adressen, symbolische namen en numerieke samengestelde adressen. V moderne netwerken in de regel worden alle drie deze adresseringsschema's gelijktijdig toegepast. Een belangrijke netwerk probleem is de taak van het tot stand brengen van een correspondentie tussen adressen verschillende soorten... Dit probleem kan worden opgelost door zowel volledig gecentraliseerde als gedistribueerde middelen.

5. Om beperkingen op de lengte van het netwerk en het aantal knooppunten op te heffen, wordt de fysieke structurering van het netwerk met behulp van repeaters en concentrators gebruikt.

6. Om de prestaties en beveiliging van het netwerk te verbeteren, wordt het gebruikt: logische structurering netwerk, dat erin bestaat het netwerk zodanig in segmenten te verdelen dat het grootste deel van het computerverkeer van elk segment niet verder gaat dan dit segment. Bruggen, switches, routers en gateways zijn de middelen voor logische structurering.

Invoering

Logische netwerken is een algemene naam voor technologieën die codetransformaties implementeren. Bijvoorbeeld multiplexers en programmeerbare logische arrays.

Multiplexers kunnen worden gebruikt in frequentiedelers, flip-flops, shifters, enz. Ze worden vaak gebruikt om parallelle binaire code naar serieel te converteren. Voor een dergelijke conversie is het voldoende om een ​​parallelle binaire code te leveren aan de informatie-ingangen van de multiplexer, en signalen aan de adresingangen te leveren in een zodanige volgorde dat de ingangen afwisselend met de uitgang worden verbonden, beginnend met de eerste en eindigend met de laatste.

In microprocessortechnologie worden programmeerbare logische matrices (PLM) het meest gebruikt om mite implementeren. Volgens de programmeermethode worden PLM's onderscheiden programmeerbaar in het fabricageproces en geprogrammeerd door de gebruiker.

In de PLM van het eerste type wordt informatie in de matrix ingevoerd door de elementen met de bussen te verbinden vanwege de metallisering van de noodzakelijke secties van het circuit, wat wordt gedaan met behulp van een fotomasker (masker). In dit geval kan de gebruiker tijdens de werking van de PLM geen wijzigingen aanbrengen. Op een vergelijkbare manier worden PLM's vervaardigd, ingebouwd in de MP LSI, evenals stand-alone PLM's van standaardfirmware.

PLM's van het tweede type worden ongeprogrammeerd geleverd en hun functionele oriëntatie wordt uitgevoerd door de gebruiker met behulp van speciale apparatuur, en er zijn PLM's met een eenmalige opname van informatie en herprogrammeerbare PLM's, waarin de opgenomen informatie kan worden gewist door ultraviolet of X -stralen.

Logische netwerken

Booleaanse functies definiëren en implementeren

Een multigraaf waarin k hoekpunten (polen) worden geselecteerd, wordt een k-poolnetwerk genoemd. Een netwerk G gedefinieerd door een ongerichte multigraaf met k-polen, waarin elke rand is gelabeld met een alfabetische letter, wordt een k-poolcontactcircuit genoemd.

Figuur 1 toont een voorbeeld van een contactschakeling met twee polen a1 en a6.

Foto 1

(k + 1) - een poolcircuit, waarin één pool is geselecteerd (het wordt de invoer genoemd) en de andere polen (uitvoer) gelijk zijn, wordt een (1, k) -pool genoemd. Als we dus in de tweepolige schakeling van figuur 1 bijvoorbeeld pool a1 als ingang en pool a6 als uitgang beschouwen, dan krijgen we een (1, 1) -pool.

De randen van een contactcircuit worden pinnen genoemd. Een contact dat overeenkomt met een logische variabele wordt sluitend genoemd en wordt aangeduid met. Het sluitcontact geeft stroom door wanneer het contact dat overeenkomt met de letter het openingscontact wordt genoemd en wordt aangeduid als. De stroom gaat er doorheen op Dus de waarde 1 wordt geïnterpreteerd als de status van de schakelaar "stroom vloeit", en 0 - "stroom loopt niet". De functie komt overeen met de seriële aansluiting van de contacten en de functie komt overeen met de parallelle aansluiting van de contacten

Het is gemakkelijk te zien dat het circuit getoond in figuur 1 overeenkomt met het elektrische circuit getoond in figuur 2, evenals het contactdiagram getoond in figuur 3. De laatste figuur toont de contacten afhankelijk van de waarden van de variabelen, zoals evenals het aansluitschema van de contacten.

Afbeelding 2

figuur 3

Laat a, b de polen van het contactcircuit zijn, een ketting van a naar b, de combinatie van letters die aan de randen van de ketting zijn toegewezen. De functie gedefinieerd door de formule waarin de disjunctie wordt genomen over alle eenvoudige circuits van het circuit dat de polen a en b verbindt, wordt de geleidbaarheidsfunctie tussen de polen a en b van de circuits genoemd - ingangspool. (1,1) -polen worden equivalent genoemd als ze dezelfde Booleaanse functie implementeren. De complexiteit van de (1,1) -pool is het aantal contacten. Een (1,1) -pool met de minste complexiteit onder equivalente circuits wordt minimaal genoemd. De complexiteit van de minimale (1,1) -pool die de functie implementeert, wordt de complexiteit van de functie genoemd in de klasse van (1,1) -polen en wordt aangeduid met.

Merk op dat het probleem van het vinden van de minimale (1,1) -pool onder die equivalent aan een gegeven (1,1) -pool gelijk is aan het vinden tussen de functies geïmplementeerd door het circuit van de functie met het minste aantal variabelen . De functie die wordt gerealiseerd door de (1,1) -pool is inderdaad eenvoudig weer te geven in de vorm van een formule die is opgebouwd uit letters in overeenstemming met het contactcircuit en precies zoveel invoeren van variabelen heeft als het circuit contacten heeft. Het diagram in figuur 3 komt bijvoorbeeld overeen met een Booleaanse functie:

wiskundige methode logische matrix probleem

Het probleem van het vinden van de minimale (1,1) -pool wordt dus gereduceerd tot het minimaliseren van de corresponderende Booleaanse functie.

Een effectieve vermindering van het aantal contacten wordt bereikt door de minimale DNF van een Booleaanse functie te vinden.

Laten we de minimale DNF van de functie (1) vinden, geïmplementeerd door het circuit in figuur 2. Door alle mogelijke waarden toe te wijzen aan de logische variabelen, maar aan het circuit of de formule (1), verkrijgen we de waarheidstabel:

Met behulp van de waarheidstabel definiëren we de perfecte DNF:

Met behulp van een van de methoden om de minimale DNF te vinden, verkrijgen we een formule die equivalent is aan formule (1) en overeenkomt met een circuit dat bestaat uit zeven contacten (Figuur 4a).

Figuur 4

Merk op dat het circuit getoond in figuur 4a een vereenvoudiging mogelijk maakt die overeenkomt met de formule getoond in figuur 4b en het minimale circuit is. De complexiteit van het minimale schema is 6:.

6 ... STRUCTURERING ALS MIDDEL OM GROTE NETWERKEN OP TE BOUWEN

6.3. Logische netwerkstructurering

Fysieke netwerkstructurering is op veel manieren nuttig, maar in sommige gevallen, meestal in verband met grote en middelgrote netwerken, is het onmogelijk om te doen zonder logische netwerkstructurering. Het belangrijkste probleem, dat niet kan worden opgelost door fysieke structurering, blijft het probleem van de herverdeling van verzonden verkeer tussen verschillende fysieke netwerksegmenten.

In een groot netwerk ontstaat natuurlijk heterogeniteit van informatiestromen: het netwerk bestaat uit vele subnetten van werkgroepen, afdelingen, vestigingen van een onderneming en andere bestuurlijke entiteiten. Heel vaak wordt de meest intensieve gegevensuitwisseling waargenomen tussen computers die tot hetzelfde subnet behoren, en slechts een klein deel van de oproepen vindt plaats naar de bronnen van computers buiten lokale werkgroepen. Om de efficiëntie van het netwerk te verbeteren, moet daarom rekening worden gehouden met de heterogeniteit van informatiestromen.

Een netwerk met een typische topologie (bus, ring, ster), waarin alle fysieke segmenten als één gedeeld medium worden beschouwd, blijkt niet te voldoen aan de structuur van informatiestromen in een groot netwerk. In een netwerk met een gemeenschappelijke bus neemt de interactie van een willekeurig paar computers het bijvoorbeeld de hele uitwisselingstijd in beslag, daarom wordt de bus een knelpunt bij een toename van het aantal computers in het netwerk. Computers van de ene afdeling zijn genoodzaakt te wachten tot de uitwisseling van een paar computers van een andere afdeling is voltooid, en dit ondanks het feit dat de behoefte aan communicatie tussen computers van twee verschillende afdelingen veel minder vaak voorkomt en zeer weinig bandbreedte vereist.

Deze situatie ontstaat door het feit dat de logische structuur van dit netwerk homogeen blijft - het houdt geen rekening met de toename van de verkeersintensiteit binnen de afdeling en biedt alle paren computers gelijke kansen om informatie uit te wisselen (Fig. 17, a, 6).

Rijst. 17. De tegenstelling tussen logisch kader netwerk en structuur van informatiestromen

De oplossing voor het probleem is om het idee van een enkele homogene gedeelde omgeving los te laten. In het bovenstaande voorbeeld zou het bijvoorbeeld wenselijk zijn ervoor te zorgen dat de frames die door computers van afdeling 1 worden verzonden, buiten dit deel van het netwerk gaan als en alleen als deze frames naar een computer van andere afdelingen worden verzonden. Aan de andere kant mogen alleen die frames die aan de knooppunten van dit netwerk zijn geadresseerd, in het netwerk van elke afdeling komen. Met een dergelijke organisatie van het netwerk zullen de prestaties aanzienlijk toenemen, omdat de computers van de ene afdeling niet inactief zullen zijn terwijl de computers van andere afdelingen gegevens uitwisselen.

Ook in andere gevallen is weigering van een enkel gedeeld gegevensoverdrachtsmedium noodzakelijk. De belangrijkste nadelen van een netwerk in één gedeelde omgeving beginnen te verschijnen wanneer een bepaalde drempel van het aantal aangesloten knooppunten wordt overschreden. Dit komt door het willekeurige karakter van de mediumtoegangsmethode die in alle LAN-technologieën wordt gebruikt.

Het effect van vertragingen en botsingen op de bruikbare bandbreedte van een Ethernet-netwerk wordt goed geïllustreerd door de grafiek in Fig. achttien.

Rijst. 18. Afhankelijkheid van de bruikbare bandbreedte van het Ethernet-netwerk

op de bezettingsgraad

Het aantal nodes waarbij de bezettingsgraad van het netwerk de gevaarlijke grens begint te naderen, hangt af van het type applicaties dat in de nodes functioneert: bij voldoende intensief verkeer neemt hun aantal af. Een soortgelijk probleem komt niet alleen voor in grote netwerken, maar ook op basis van werkgroepen, dus de netwerken van dergelijke afdelingen behoeven extra structurering.

De beperkingen van het gebruik van een gedeeld gedeeld medium kunnen worden overwonnen door het netwerk op te delen in meerdere gedeelde media en de afzonderlijke netwerksegmenten te verbinden met apparaten zoals bridges, switches of routers.

De vermelde apparaten verzenden frames van een van hun poorten naar een andere en analyseren het bestemmingsadres dat in deze frames is geplaatst. Bridges en switches voeren frame forwarding uit op basis van platte adressen link laag(MAC-adressen) en routers op basis van netwerknummer.

Een logisch segment is een enkele gedeelde omgeving. Het opdelen van het netwerk in logische segmenten leidt ertoe dat de belasting van elk van de nieuw gevormde segmenten bijna altijd lager is dan de belasting die het oorspronkelijke netwerk ondervindt.

Het woord "bijna" verklaart het zeer zeldzame geval dat al het verkeer segmentoverschrijdend is. Als dit wordt waargenomen, is het netwerk onjuist verdeeld in logische subnetten, omdat het altijd mogelijk is om een ​​groep computers te selecteren die een gemeenschappelijke taak uitvoeren.

In het algemeen leidt de logische opbouw van het netwerk tot het volgende.

• Segmentatie vergroot de netwerkflexibiliteit ... Door een netwerk te bouwen als een verzameling subnetten, kan elk subnetwerk worden aangepast aan specifieke behoeften. werkgroep of afdeling. Het proces van het verdelen van een netwerk in logische segmenten kan ook in de tegenovergestelde richting worden gezien, als het proces van het creëren van een groot netwerk van modules - reeds bestaande subnetten.
• Subnetten verbeteren de gegevensbeveiliging ... Wanneer gebruikers verbinding maken met verschillende fysieke netwerksegmenten, kunt u de toegang van bepaalde gebruikers tot de bronnen van andere segmenten weigeren. Door verschillende logische filters te installeren op bridges, switches en routers, kunt u de toegang tot bronnen beheren, die repeaters niet toestaan.
• Subnetten vereenvoudigen netwerkbeheer ... Een neveneffect van het verminderen van het verkeer en het verbeteren van de gegevensbeveiliging is het vereenvoudigen van het netwerkbeheer. Problemen zijn vaak gelokaliseerd binnen een segment, omdat problemen op het ene subnet geen invloed hebben op andere. Subnetten vormen logische netwerkbeheerdomeinen.