Send det gode arbeidet ditt i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være veldig takknemlige for deg.

Introduksjon

1. Logiske nettverk

1.2 Diagrammer av funksjonelle elementer

1.3 Multipleksere

2. Praktisk del

Konklusjon

Bibliografi

Introduksjon

Logiske nettverk er et generalisert navn for teknologier som implementerer kodetransformasjoner. For eksempel multipleksere og programmerbare logiske arrays.

Multipleksere kan brukes i frekvensdelere, flip-flops, skiftere osv. De brukes ofte til å konvertere parallell binær kode til seriell. For en slik transformasjon er det nok å søke om informasjonsinnganger multiplekser parallell binær kode, og sender signaler til adresseinngangene i en slik sekvens at inngangene vekselvis kobles til utgangen, starter med den første og slutter med den siste.

I mikroprosessorteknologi er programmerbare logiske matriser (PLM) mest brukt for å implementere mikroprogramkontrollenheter. I henhold til programmeringsmetoden skilles PLM-er ut som programmerbare i produksjonsprosessen og programmeres av brukeren.

I PLM av den første typen legges informasjon inn i matrisen ved å koble elementene til bussene på grunn av metalliseringen av de nødvendige delene av kretsen, noe som gjøres ved hjelp av en fotomaske (maske). I dette tilfellet kan ikke brukeren gjøre noen endringer under driften av PLM. På lignende måte PLM-er er produsert for å bygges inn i MP LSI, så vel som frittstående PLM-er av standard fastvare.

PLM-er av den andre typen leveres uprogrammerte, og deres funksjonelle orientering utføres av brukeren ved bruk av spesialutstyr, og det finnes PLM-er med skrive en gang informasjon og omprogrammerbar PLM, der den registrerte informasjonen kan slettes med ultrafiolett eller røntgen.

1. Logiske nettverk

1.1 Definisjon og implementering av boolske funksjoner

En multigraf der k toppunkter (poler) er valgt kalles et k-polnettverk. Et nett G definert av en urettet multigraf med k poler, der hver kant er merket med en bokstav fra alfabetet kalles k-pol kontaktskjema.

Figur 1 viser et eksempel på en kontaktkrets med to poler a1 og a6.

Bilde 1

(k + 1) - polkrets, der en pol er valgt (det kalles inngangen), og de andre polene (utgangen) er like, kalles en (1, k) -pol. Således, hvis vi i den topolede kretsen vist i figur 1 betrakter for eksempel pol a1 som inngang og pol a6 som utgang, så får vi en (1, 1) -pol.

Kantene på en kontaktkrets kalles pinner. En kontakt som tilsvarer en logisk variabel kalles lukking og er betegnet med. Avslutningskontakten passerer strøm når kontakten som tilsvarer bokstaven kalles åpningskontakt og er betegnet som. Strømmen går gjennom den ved. Dermed tolkes verdien 1 som tilstanden til bryteren "strømstrømmer", og 0 - "strømmen flyter ikke". Funksjon matcher seriell tilkobling kontakter, og funksjoner - parallellkobling av kontakter

Det er lett å se at skjemaet vist i figur 1 tilsvarer elektrisk krets vist i figur 2, samt kontaktskjemaet vist i figur 3. Den siste figuren viser kontaktene avhengig av verdiene til variablene, samt kontaktskjemaet til kontaktene.

Bilde 2

Figur 3

La a, b være polene til kontaktkretsen, være en kjede fra a til b, være sammensetningen av bokstaver tilordnet kantene på kjeden. Funksjonen definert av formelen der disjunksjonen tas over alle enkle kretser i kretsen som forbinder polene a og b kalles konduktivitetsfunksjonen mellom polene a og b i kretsene - inngangspol. (1,1) -poler kalles ekvivalente hvis de implementerer den samme boolske funksjonen. Kompleksiteten til (1,1) -polen er antall kontakter. En (1,1) -pol med minst kompleksitet blant ekvivalente kretser kalles minimal. Kompleksiteten til den minimale (1,1) -polen som implementerer funksjonen kalles kompleksiteten til funksjonen i klassen av (1,1) -poler og er betegnet med.

Merk at problemet med å finne den minimale (1,1) -polen blant de som tilsvarer en gitt (1,1) -pol er ekvivalent med å finne blant funksjonene implementert av kretsen til funksjonen som har det minste antallet forekomster av variabler . Faktisk er funksjonen realisert av (1,1) -polen lett å representere i form av en formel som er konstruert fra bokstaver i samsvar med kontaktkretsen og har nøyaktig like mange oppføringer av variabler som kretsen har kontakter. For eksempel tilsvarer diagrammet vist i figur 3 en boolsk funksjon:

matematisk metode logisk matriseproblem

Dermed er problemet med å finne den minimale (1,1) -polen redusert til å minimere den tilsvarende boolske funksjonen.

En effektiv reduksjon i antall kontakter oppnås ved å finne minimum DNF for en boolsk funksjon.

La oss finne minimum DNF for funksjonen (1), implementert av kretsen i figur 2. Ved å tilordne alle mulige verdier til de logiske variablene, men til kretsen eller formelen (1), får vi sannhetstabellen:

Ved å bruke sannhetstabellen definerer vi den perfekte DNF:

Ved å bruke en av metodene for å finne minimum DNF får vi en formel som tilsvarer formel (1) og tilsvarer en krets bestående av syv kontakter (Figur 4a).

Figur 4

Merk at kretsen vist i figur 4a tillater en forenkling tilsvarende formelen vist i figur 4b og er minimumskretsen. Kompleksiteten til minimalordningen er 6:.

1.2 Diagrammer av funksjonelle elementer

Et orientert åpent kretsnettverk, der polene er delt inn i innganger (innganger) og utganger (utganger), kalles en krets av funksjonelle elementer. Inngangspolene er merket med variable symboler, og hvert hjørne annet enn inngangspolen er merket med et funksjonelt symbol. I dette tilfellet må følgende betingelser være oppfylt:

1) hvis a er inngangspolen, så er den halve inngangsgraden til toppunktet a lik null:;

2) hvis toppunktet a ikke er en pol og er merket med et n-ært funksjonssymbol, blir buene inkludert i a omnummerert fra 1 til n.

Et funksjonelt element er en hvilken som helst submultigraf av en krets som består av en ikke-inngangspol a, merket med et tilsvarende symbol, og et toppunkt hvorfra buer kommer til et toppunkt a.

Eksempel 1. Figur 5a viser et diagram over funksjonelle elementer. Her er inngangssymbolene merket med variable symboler - et enkelt funksjonelt symbol som tilsvarer negasjonsoperasjonen; & er et dobbelttegn som tilsvarer en konjunksjonsoperasjon. - noen dobbeltkarakterer, - noen trippelkarakterer. Toppene merket med symboler er utgangspolene. Vilkårene tilsvarer dem:

Figur 5b viser et funksjonselement definert av et toppunkt merket med et symbol.Anordningen vist i figur 5c tilsvarer det.

Figur 5

Eksempel 1 viser at hver pinne i kretsen genererer en term.

De sier at en funksjon implementeres av en krets hvis det er en slik utgang a fra kretsen at funksjonen som tilsvarer termen til utgangen a er ekvivalent med funksjonen.

Diagrammer av funksjonelle elementer med én utgang, der inngangspolene er merket med symboler og de andre toppunktene enn inngangspolene er merket med symboler, kalles funksjonsdiagrammer. Kompleksiteten til en krets av funksjonelle elementer er antallet av dens toppunkter andre enn inngangspolene, en funksjonell krets som implementerer en funksjon kalles minimal hvis noen annen funksjonell krets som implementerer har en kompleksitet som ikke er mindre enn kompleksiteten til kretsen. Kompleksiteten til den minimale kretsen som implementerer funksjonen kalles kompleksiteten til funksjonen i klassen av kretser av funksjonelle elementer og er betegnet med

Eksempel 2. Kompleksiteten til funksjonen sammenfaller med kompleksiteten til den -funksjonelle kretsen vist i figur 6, og er lik 8:.

Figur 6

1.3 Multipleksere

En kanalmultiplekser er en krets med innganger og én utgang hvor når utgangen får verdien hvor:

Figur 7 viser en multiplekser.

Figur 7

Eksempel 3. Hvis da

Ved å bruke en multiplekser, ved å tilordne konstante verdier til variabler, kan du implementere hvilken som helst boolsk funksjon

1.4 Programmerbare logiske matriser

Tenk på en krets bestående av innganger og utganger (Figur 8), der verdiene til utgangene bestemmes av tilkoblingsmatrisen i henhold til følgende regler:

Figur 8

Dermed hvor og de andre er lik 0. Den resulterende kretsen kalles et gitter med innganger og utganger på &, som bestemmes av matrisen av forbindelser.

En programmerbar logisk matrise (PLM) er kretsen vist i figur 9, oppnådd ved å koble gitter A med 2n innganger og k utganger, bestemt av matrisen av tilkoblinger, og gitter B med k innganger og m utganger, bestemt av matrisen av tilkoblinger .

La oss beskrive transformasjonene som oppstår når verdiene til variablene passerer gjennom PLM. Siden en omformer er koblet til hver inngang, leveres verdiene til variablene til de 2n inngangene til gitteret A etter å ha passert gitteret EN h-te utgang tar verdien av funksjonen, og den påfølgende inversjonsoperasjonen tilsvarer funksjonen:

De oppnådde k-verdiene blir matet til inngangene til gitteret B, etter å ha passert gjennom hvilken verdien av funksjonen dannes ved utgangen j

Avslutningsvis, etter å ha invertert i henhold til de Morgans lover ved utgangen j, får vi verdien av funksjonen:

En funksjon tilsvarer en disjunksjon av konjunkter (definert av formlene

) slik at

Figur 9

Dermed, med et passende valg av matriser og, kan man samtidig realisere m vilkårlige DNFer som inneholder høyst k forskjellige konjunkter av variabler i

2. Praktisk del

I. Undersøk fullstendigheten av systemet med boolske funksjoner. Er det grunnlaget. ...

Monotone:

Linearitet:

en. - a-priory

Selvdualitet:

Systemet med funksjoner er komplett. Et system av funksjoner kalles et grunnlag hvis det er komplett, og fjerning av en funksjon fra dette systemet gjør det ufullstendig. Hvis du sletter en av de eksisterende funksjonene, blir funksjonssystemet ufullstendig. Og dermed, dette systemet funksjoner er grunnlaget.

II. Bruk ekvivalente transformasjoner, bring formelen til DNF, CNF; føre til SDNF, SKNF ved hjelp av en analytisk og tabellbasert metode. Sjekk lineariteten til den boolske funksjonen gitt av denne formelen ved å bruke Zhegalkin-polynomet og metoden for udefinerte koeffisienter:

Å redusere formelen til DNF, CNF, SDNF, SKNF analytisk:

Redusere formelen til DNF, CNF, SDNF, SKNF på en tabellform:

Kontrollere lineariteten til den boolske funksjonen gitt av denne formelen ved å bruke Zhegalkin-polynomet:

Det resulterende Zhegalkin-polynomet er ikke-lineært, og derfor er funksjonen f (X, Y, Z) også ikke-lineær.

Kontrollere lineariteten til den boolske funksjonen gitt av denne formelen ved å bruke metoden med udefinerte koeffisienter:

III. Minimer på to måter:

en. Quines metode;

b. Geometrisk metode.

Quines metode:

1) Ta med funksjonen til SDNF;

2) I SDNF, lag alle typer liming, og deretter absorpsjon;

3) Gå fra den reduserte SDNF til den minimale ved å bruke implikantmatrisen.

Forkortet SDNF

Det er nødvendig å forlate slike enkle implikanter slik at hver kolonne inneholder minst en "+", derav - minimum SDNF.

Geometrisk metode:

Geometrisk representasjon.

Lagt ut på http://www.allbest.ru/

Vi skjønner at det er minimum SDNF.

IV. Omdefiner funksjoner slik at - er monotont; - var lineær; - var selv-dual.

En funksjon kalles monoton hvis for noen sett med nuller og enere A = (a1, ..., an), B = (b1, ..., bn) slik at betingelsen

Funksjonen kalles lineær, hvor.

En funksjon kalles selv-dual hvis den faller sammen med dens dual.

Ved å bruke definisjonene av monotone, lineære og selvdoble funksjoner får vi følgende sannhetstabell:

V. Tegn opp en sannhetstabell. Bevis sannheten av konklusjonen ved deduktiv metode. Tegn en konklusjonsgraf ved deduktiv metode. Bevis sannheten til konklusjonen ved hjelp av oppløsningsmetoden og tegn en graf over resultatet av en tom oppløsning.

Ved å bruke den deduktive metoden vil vi bevise sannheten i konklusjonen:

I følge regelen om kjedefengsling:

Konklusjon utdatagraf:

Sannhetstabell for av denne oppfatningen følgende:

La oss bevise sannheten til konklusjonen ved hjelp av oppløsningsmetoden:

Inferensgrafen til et tomt oppløsningsmiddel:

Vi. Finn PNF- og SSF-formler, foren klausulatomer.

La da:

La y = w, så:

La oss bringe til SSF:

La da:

Vii. Bevis at funksjonen er primitiv rekursiv:

er den enkleste ett-trinns rekursive funksjonen - konstant funksjon.

VIII. Finn funksjoner avledet fra en gitt numerisk funksjon ved å bruke operasjonen for minimering for hver av variablene:

· I andre tilfeller er det ikke definert.

Hvis settet med variabler er slik at venstre side ligningen gir mening og ligningen er gjennomførbar, så kan vi anta at den er gjennomførbar når du erstatter y = 0 på det aller første trinnet.

IX. Bygg en Turing-maskin som evaluerer funksjonen riktig:

Konklusjon

Matematisk logikk studerer bruken av matematiske metoder for å løse logiske problemer og konstruere logiske kretser som ligger til grunn for driften av enhver datamaskin.

Matematisk logikk er moderne form, den såkalte formelle logikken, som gjelder matematiske metoderå forske på emnet ditt. I formell logikk og følgelig i matematisk logikk samles resultatene av lovene for strukturen til korrekte konklusjoner. Konklusjon er en tankeprosess, som et resultat av at nye funn dukker opp på grunnlag av eksisterende uten praktisk forskning... Faktisk er den nye oppdagelsen oppnådd som et resultat av slutningen i en latent form i den tidligere tilgjengelige kunnskapen.

Skrevet på Allbest.ru

Lignende dokumenter

Logisk ekvivalens av transformasjon, dens anvendelse på matematiske bevis. Anvendelse av apparatet med boolske funksjoner til syntese av kombinasjonskretser. Beregning av logiske operasjoner utført av mikroprosessoren. Betydningen av sannheten til utsagn.

manual, lagt til 24.12.2010


Grunnleggende begreper i logikkens algebra. Logisk grunnlag for en datamaskin. Databehandlingsenheter som informasjonsbehandlingsenheter. Grunnleggende former for tenkning. Oversikt over grunnleggende logiske operasjoner. Teoremer Boolsk algebra... Måter å minimere logiske funksjoner.

test, lagt til 17.05.2016


Tegnkoding og numerisk informasjon... Grunnleggende tallsystemer. Binært system regning. Utdataenheter for informasjon. Utførelsesregler aritmetiske operasjoner... Logisk grunnlag for konstruksjon, funksjonelle enheter til en datamaskin. Syntese av logiske kretser.

presentasjon lagt til 11.08.2016


Generator for inndataparametere logiske elementer. Nøkkelkonsepter og designprinsipper funksjonelle diagrammer elektroniske enheter... Diagrammer over noen datamaskinenheter. Kreativt verksted Excel-grafikk, portfortellinger om Gates-brødrene.

manual, lagt til 16.03.2014


Betinget funksjon... Logiske uttrykk. Nestet logiske funksjoner HVIS. Funksjoner for å registrere logiske operasjoner i tabellformede prosessorer: Først skrives navnet på den logiske operasjonen (AND, OR, NOT).

sammendrag, lagt til 17.11.2002


Konsept logiske uttrykk, deres formål med å lage algoritmer. Liste over sammenligningsoperatorer brukt i tabellen Excel-editor... Syntaksen til "hvis"-funksjonen og eksempler på bruken av den. Logiske operatorer "og", "eller", "ikke", "sant", "usant".

presentasjon lagt til 03.07.2013


Typiske kombinasjonskretser. Grunnleggende om det matematiske apparatet for analyse og syntese av logiske enheter. Den funksjonelle fullstendigheten til Schaeffer- og Peirce-elementene. Logiske porter danner et logisk grunnlag. Funksjoner ved syntesen av kretser med forbudte kombinasjoner.

manual, lagt til 28.04.2009


Studie av logiske operasjoner og reglene for deres transformasjoner. Modellering digitale kretser bestående av logiske porter. Måter for stillingsbeskrivelse logisk enhet- sannhetstabeller, tidsdiagrammer, analytiske funksjoner, digitale kretser.

laboratoriearbeid, lagt til 03/02/2011


Konseptet med et utsagn, operasjoner på enkle utsagn, sannhetstabeller. Eksempler på å konstruere sannhetstabeller for komplekse utsagn. Sannhetstabell med implikasjoner. Loven om identitet, motsigelse, dobbel negasjon. Løse logiske problemer.

semesteroppgave lagt til 23.04.2013


Betydningen av logikkens algebra. Sannhetstabeller. Logiske operasjoner: disjunksjon, konjunksjon og negasjon. Ventil utgangssignal. Bytte kretser. Det logiske grunnlaget for datamaskinen. Verdien av enhetsutløseren som et minneelement. Huggorm og halv huggorm.

Gjelder for: System Center 2012 SP1 - Virtuell maskin Manager, System Center 2012 R2 Virtual Machine Manager, System Center 2012 - Virtual Machine Manager

Ved å bruke Virtual Machine Manager (VMM) kan du enkelt koble virtuelle maskiner til et nettverk som utfører en spesifikk funksjon på nettverket, for eksempel " server del"," frontend "eller" backup ".

For å gjøre dette må du koble IP-undernettene og (om nødvendig) VLAN-ene sammen til navngitte grupper kalt logiske nettverk. Logiske nettverk kan utformes i henhold til kravene til ditt spesielle miljø.

For mer informasjon om logiske nettverk og hvordan de samhandler med andre netti VMM, se Forstå konfigurering av logiske nettverk i VMM.

Krav til regnskap Du må være administrator eller autorisert administrator for å fullføre denne prosedyren. Autoriserte administratorer kan bare knytte logiske nettverk til vertsgrupper som faller under deres kontroll.

Logisk nettverksoppretting

Åpne opp arbeidsplass Struktur.

I fanen hjem i en gruppe Forestilling klikk Strukturere ressurser.

I området til Struktur utvide noden Nettverkstilkoblinger og klikk deretter på elementet Logiske nettverk.

I fanen hjem i en gruppe Skape klikk Lag et logisk nettverk.

Vil åpne logisk nettverksveiviser.

På siden Navn Følg disse trinnene.

1. Skriv inn et navn og en valgfri beskrivelse for det logiske nettverket.

   Skriv for eksempel inn navnet SERVERDEL og beskrivelse - bedriftsnettverk . Brukes for back-end-servere som applikasjonsservere og databaseservere.

   Hvis du bruker Service Pack 1 for System Center 2012 eller System Center 2012 R2, merk av i boksene ønskede parametere fra følgende tabell. V ellers fortsett til neste trinn i denne prosedyren.

   Avhengig av formålet med å bruke nettverkene virtuell maskin som vil bli konfigurert på toppen av dette logiske nettverket, velg én eller flere avmerkingsbokser. Se følgende tabell for anbefalinger. Ytterligere beskrivelser for hvordan du bruker virtuelle maskinnettverk, se vanlige nettverksscenarioer i System Center 2012 SP1 og System Center 2012 R2 og.

   Bruke nettverket eller virtuelle maskinnettverk som vil bli opprettet på toppen av dette logiske nettverket	Handling i System Center 2012 Service Pack 1	Handling i System Center 2012 R2
   Hyper-V nettverksvirtualisering... Flere VM-nettverk med isolasjon	Merk av i boksen.	Vennligst velg Ett tilkoblet nettverk, og så - Tillat at nye VM-nettverk opprettet på dette logiske nettverket bruker nettverksvirtualisering.
   VLAN-basert konfigurasjon... Administrering av VLAN opprettet for å isolere nettverk innenfor et fysisk nettverk	Merk av i boksen Nettverkssider på dette logiske nettverket er ikke tilkoblet. Hvis du bruker Private VLAN-teknologi, merk også av i boksen Nettverkssider på dette logiske nettverket inneholder private VLAN... (Ellers trenger du ikke merke av i boksen.) Konfigurere VM-nettverk og gatewayer i VMM.	I de fleste tilfeller velger du Separate VLAN-baserte nettverk... Men når du bruker privat VLAN-teknologi, velg Private VLAN. For ytterligere trinn i denne konfigurasjonen, se VLAN-basert konfigurasjon i listen under Konfigurere VM-nettverk og gatewayer i VMM.
   Ett nettverk av virtuelle maskiner gir direkte tilgang til det logiske nettverket... Ingen isolasjon.	Hvis dette logiske nettverket støtter nettverksvirtualisering (sammen med å ha et virtuelt maskinnettverk som gir direkte tilgang til det logiske nettverket), velg avmerkingsboksen for å aktivere nettverksvirtualisering. Hvis dette nettverket aldri vil bruke nettverksvirtualisering, fjerner du alle avmerkingsboksene.	Vennligst velg Ett tilkoblet nettverk og deretter - Opprett et virtuelt maskinnettverk med samme navn for å tillate virtuelle maskiner få tilgang til dette logiske nettverket direkte. Hvis dette logiske nettverket også støtter nettverksvirtualisering, merk av i avmerkingsboksen for å aktivere nettverksvirtualisering. Hvis alternativet er valgt Ett tilkoblet nettverk men i dette øyeblikket det virtuelle maskinnettverket ikke opprettes, i fremtiden kan du fortsatt opprette det virtuelle maskinnettverket.
   Eksterne nettverk... Bruk VMM i forbindelse med en virtuell svitsjutvidelse, nettverksadministrator eller leverandørens nettverksadministrasjonskonsoll.	Ikke lag det logiske nettverket manuelt i VMM. Følg trinnene i Slik legger du til Virtual Switch Extension Manager i System Center 2012 1 (SP1). De logiske nettverksinnstillingene vil bli importert fra databasen i leverandørens NMC (også kjent som NMC for videresendingsutvidelsen).	Følg trinnene i Legge til en Virtual Switch- eller Network Manager-utvidelse i System Center 2012 R2 og gjør deg kjent med egenskapene til Virtual Switch- eller Network Manager-utvidelsen du bruker. Du kan kanskje konfigurere logiske nettverk i VMM og deretter eksportere innstillingene til en Virtual Switch Extension eller Network Manager. I begge tilfeller, etter å ha lagt til en virtuell svitsjutvidelse eller nettverksadministrator, vil de logiske nettverksinnstillingene som er konfigurert i den, importeres til VMM.

2. På siden Nettverksnettverk følg trinnene nedenfor.

   Merk

Nettverks pålitelighet;

Opptreden;

Balansering av lasting av individuelle kanaler;

Enkelt å feste nye noder;

Kostnaden for nettverksutstyr;

Kostnader og enkel kabling;

Forening av tilkobling av ulike moduler;

Muligheten til å raskt kringkaste tilgang til alle stasjoner på nettverket;

Minste totale lengde på kommunikasjonslinjer osv.

Fullt tilkoblet topologi (fig. 5.3.1, a).

Mesh-topologi (fig. 5.3.1, b).

Fysisk nettverksstrukturering

Til fysisk forbindelse forskjellige kabelsegmenter lokalt nettverk for å øke den totale lengden på nettverket brukes en repeater (fig. 5.3.4).

Ris. 5.3.4. Repeateren lar deg øke lengden Ethernet-nettverk(for eksempel 10Base2).

En repeater som har mer enn to porter kalles en konsentrator eller nav (hab).

Huber gjentar de mottatte signalene, fra en av portene deres, på de andre portene.

Så, Ethernet-huben gjentar inngangssignalene på alle portene sine, bortsett fra den som signalene mottas fra (fig. 5.3.5, a).

En Token Ring-hub (fig. 5.3.5, b) gjentar inngangssignalene som kommer fra en bestemt port på kun én port - den som den neste datamaskinen i ringen er koblet til.

Ris. 5.3.5. Konsentratorer av ulike teknologier.

Logisk nettverksstrukturering lar deg omfordele den overførte trafikken mellom ulike fysiske nettverkssegmenter.

Eksempel (fig. 5.3.6).

Ris. 5.3.6. Et nettverk der alle fysiske segmenter betraktes som ett delt medium, viser seg å være utilstrekkelig for strukturen til informasjonsstrømmene i stort nettverk.

Distribusjon av trafikk destinert for datamaskiner i et bestemt nettverkssegment bare innenfor dette segmentet kalles trafikklokalisering. Logisk nettverksstrukturering er prosessen med å dele et nettverk i segmenter med lokalisert trafikk.

Broer, switcher, rutere og gatewayer brukes til å strukturere nettverket logisk.

Ris. 5.3.7. Logisk strukturering av nettverket ved hjelp av en bro.

Rutere mer pålitelig og mer effektivt enn å bygge bro, isolere trafikken til individuelle deler av nettverket fra hverandre.

Inngangsport kobler nettverk med forskjellige typer system og applikasjonsprogramvare.

Konklusjoner:

1. En viktig egenskap Et nettverk er en topologi - en type graf, hvis toppunkter tilsvarer datamaskinene i nettverket (noen ganger annet utstyr, for eksempel huber), og kantene tilsvarer de fysiske forbindelsene mellom dem. Konfigurasjon fysiske forbindelser fast bestemt elektriske tilkoblinger datamaskiner seg imellom og kan avvike fra konfigurasjonen av logiske forbindelser mellom nettverksnoder. Logiske lenker er dataoverføringsruter mellom nettverksnoder.

2. Typiske fysiske koblingstopologier er: full mesh-, mesh-, buss-, ring- og stjernetopologier.

3. For datanettverk begge individuelle kommunikasjonslinjer mellom datamaskiner er karakteristiske, og delte, når en kommunikasjonslinje brukes vekselvis av flere datamaskiner. I sistnevnte tilfelle er det både rene elektriske problemer med å sikre den nødvendige signalkvaliteten når flere mottakere og sendere er koblet til samme ledning, og logiske problemer med å dele tilgangstiden til disse linjene.

4. For adressering av nettverksnoder brukes tre typer adresser: maskinvareadresser, symbolske navn og numeriske sammensatte adresser. V moderne nettverk som regel brukes alle tre av disse adresseringsordningene samtidig. En viktig nettverksproblem er oppgaven med å etablere en korrespondanse mellom adresser forskjellige typer... Dette problemet kan løses med både fullstendig sentraliserte og distribuerte midler.

5. For å fjerne restriksjoner på lengden på nettverket og antall noder, brukes den fysiske struktureringen av nettverket ved bruk av repeatere og konsentratorer.

6. For å forbedre ytelsen og sikkerheten til nettverket, brukes det logisk strukturering nettverk, som består i å dele nettverket inn i segmenter på en slik måte at hoveddelen av trafikken til datamaskiner i hvert segment ikke går utover dette segmentet. Broer, svitsjer, rutere og gatewayer er virkemidlene for logisk strukturering.

Introduksjon

Logiske nettverk er et generalisert navn for teknologier som implementerer kodetransformasjoner. For eksempel multipleksere og programmerbare logiske arrays.

Multipleksere kan brukes i frekvensdelere, flip-flops, skiftere osv. De brukes ofte til å konvertere parallell binær kode til seriell. For en slik konvertering er det nok å levere en parallell binær kode til informasjonsinngangene til multiplekseren, og levere signaler til adresseinngangene i en slik sekvens at inngangene vekselvis kobles til utgangen, starter med den første og slutter med den siste.

I mikroprosessorteknologi er programmerbare logiske matriser (PLM) mest brukt for å implementere mikroprogramkontrollenheter. I henhold til programmeringsmetoden skilles PLM-er ut som programmerbare i produksjonsprosessen og programmeres av brukeren.

I PLM av den første typen legges informasjon inn i matrisen ved å koble elementene til bussene på grunn av metalliseringen av de nødvendige delene av kretsen, noe som gjøres ved hjelp av en fotomaske (maske). I dette tilfellet kan ikke brukeren gjøre noen endringer under driften av PLM. På lignende måte produseres PLM-er, innebygd i MP LSI, så vel som frittstående PLM-er av standard fastvare.

PLM-er av den andre typen leveres uprogrammerte, og deres funksjonelle orientering utføres av brukeren ved bruk av spesialutstyr, og det er PLM-er med engangsregistrering av informasjon og omprogrammerbare PLM-er, der den registrerte informasjonen kan slettes med ultrafiolett eller X -stråler.

Logiske nettverk

Definere og implementere boolske funksjoner

En multigraf der k toppunkter (poler) er valgt kalles et k-polnettverk. Et nettverk G definert av en urettet multigraf med k poler, der hver kant er merket med en alfabetisk bokstav, kalles en k-pol kontaktkrets.

Figur 1 viser et eksempel på en kontaktkrets med to poler a1 og a6.

Bilde 1

(k + 1) - en polkrets, der en pol er valgt (det kalles inngangen), og de andre polene (utgang) er like, kalles en (1, k) -pol. Således, hvis vi i den topolede kretsen vist i figur 1 betrakter for eksempel pol a1 som inngang og pol a6 som utgang, så får vi en (1, 1) -pol.

Kantene på en kontaktkrets kalles pinner. En kontakt som tilsvarer en logisk variabel kalles lukking og er betegnet med. Avslutningskontakten passerer strøm når kontakten som tilsvarer bokstaven kalles åpningskontakt og er betegnet som. Strømmen går gjennom den ved. Dermed tolkes verdien 1 som tilstanden til bryteren "strømstrømmer", og 0 - "strømmen flyter ikke". Funksjonen tilsvarer seriekoblingen til kontaktene, og funksjonen tilsvarer parallellkoblingen av kontaktene

Det er lett å se at kretsen vist i figur 1 tilsvarer den elektriske kretsen vist i figur 2, samt kontaktskjemaet vist i figur 3. Den siste figuren viser kontaktene avhengig av verdiene til variablene, som samt koblingsskjemaet til kontaktene.

Bilde 2

Figur 3

La a, b være polene til kontaktkretsen, være en kjede fra a til b, være sammensetningen av bokstaver tilordnet kantene på kjeden. Funksjonen definert av formelen der disjunksjonen tas over alle enkle kretser i kretsen som forbinder polene a og b kalles konduktivitetsfunksjonen mellom polene a og b i kretsene - inngangspol. (1,1) -poler kalles ekvivalente hvis de implementerer den samme boolske funksjonen. Kompleksiteten til (1,1) -polen er antall kontakter. En (1,1) -pol med minst kompleksitet blant ekvivalente kretser kalles minimal. Kompleksiteten til den minimale (1,1) -polen som implementerer funksjonen kalles kompleksiteten til funksjonen i klassen av (1,1) -poler og er betegnet med.

Merk at problemet med å finne den minimale (1,1) -polen blant de som tilsvarer en gitt (1,1) -pol er ekvivalent med å finne blant funksjonene implementert av kretsen til funksjonen som har det minste antallet forekomster av variabler . Faktisk er funksjonen realisert av (1,1) -polen lett å representere i form av en formel som er konstruert fra bokstaver i samsvar med kontaktkretsen og har nøyaktig like mange oppføringer av variabler som kretsen har kontakter. For eksempel tilsvarer diagrammet vist i figur 3 en boolsk funksjon:

matematisk metode logisk matriseproblem

Dermed er problemet med å finne den minimale (1,1) -polen redusert til å minimere den tilsvarende boolske funksjonen.

En effektiv reduksjon i antall kontakter oppnås ved å finne minimum DNF for en boolsk funksjon.

La oss finne minimum DNF for funksjonen (1), implementert av kretsen i figur 2. Ved å tilordne alle mulige verdier til de logiske variablene, men til kretsen eller formelen (1), får vi sannhetstabellen:

Ved å bruke sannhetstabellen definerer vi den perfekte DNF:

Ved å bruke en av metodene for å finne minimum DNF får vi en formel som tilsvarer formel (1) og tilsvarer en krets bestående av syv kontakter (Figur 4a).

Figur 4

Merk at kretsen vist i figur 4a tillater en forenkling tilsvarende formelen vist i figur 4b og er minimumskretsen. Kompleksiteten til minimalordningen er 6:.

6 ... STRUKTURERING SOM ET MIDDEL TIL Å BYGGE STORE NETTVERK

6.3. Logisk nettverksstrukturering

Fysisk nettverksstrukturering er nyttig på mange måter, men i noen tilfeller, vanligvis knyttet til store og mellomstore nettverk, er det umulig å klare seg uten logisk nettverksstrukturering. Det viktigste problemet, som ikke kan løses ved fysisk strukturering, er fortsatt problemet med omfordeling av overført trafikk mellom ulike fysiske nettverkssegmenter.

I et stort nettverk oppstår naturlig heterogenitet av informasjonsstrømmer: nettverket består av mange undernett av arbeidsgrupper, avdelinger, grener av et foretak og andre administrative enheter. Svært ofte observeres den mest intensive datautvekslingen mellom datamaskiner som tilhører samme subnett, og bare en liten del av anropene skjer til ressursene til datamaskiner utenfor lokale arbeidsgrupper. Derfor, for å forbedre effektiviteten til nettverket, må det tas hensyn til heterogeniteten i informasjonsstrømmene.

Et nettverk med en typisk topologi (buss, ring, stjerne), der alle fysiske segmenter betraktes som ett delt medium, viser seg å være utilstrekkelig for strukturen til informasjonsstrømmer i et stort nettverk. For eksempel, i et nettverk med en felles buss, opptar interaksjonen mellom et hvilket som helst par datamaskiner det hele utvekslingstiden, og derfor, med en økning i antall datamaskiner i nettverket, blir bussen en flaskehals. Datamaskiner fra en avdeling er tvunget til å vente på at et par datamaskiner fra en annen avdeling skal fullføre utvekslingen, og dette til tross for at behovet for kommunikasjon mellom datamaskiner til to forskjellige avdelinger oppstår mye sjeldnere og krever svært liten båndbredde.

Denne situasjonen oppstår på grunn av det faktum at den logiske strukturen til dette nettverket har forblitt homogen - den tar ikke hensyn til økningen i trafikkintensiteten innen avdelingen og gir alle par av datamaskiner like muligheter til å utveksle informasjon (fig. 17, en , 6).

Ris. 17. Motsetningen mellom logisk rammeverk nettverk og struktur av informasjonsflyt

Løsningen på problemet er å forlate ideen om et enkelt homogent delt miljø. For eksempel, i eksemplet ovenfor, ville det være ønskelig å sørge for at rammene som sendes av datamaskiner i avdeling 1 vil gå utenfor denne delen av nettverket hvis og bare hvis disse rammene sendes til en datamaskin fra andre avdelinger. På den annen side bør bare de rammene som er adressert til nodene til dette nettverket komme inn i nettverket til hver avdeling. Med en slik organisering av nettverket vil ytelsen øke betydelig, siden datamaskinene til en avdeling ikke vil være inaktive mens datamaskinene til andre avdelinger utveksler data.

Avslag fra et enkelt delt dataoverføringsmedium er nødvendig også i andre tilfeller. De største ulempene med et nettverk i ett delt miljø begynner å vises når en viss terskel for antall noder koblet til det overskrides. Dette skyldes den tilfeldige karakteren til middels tilgangsmetoden som brukes i alle LAN-teknologier.

Effekten av forsinkelser og kollisjoner på den brukbare båndbredden til et Ethernet-nettverk er godt illustrert av grafen vist i fig. atten.

Ris. 18. Avhengighet av den nyttige båndbredden til Ethernet-nettverket

på utnyttelsesgraden

Antall noder hvor utnyttelsesgraden til nettverket begynner å nærme seg den farlige grensen avhenger av typen applikasjoner som fungerer i nodene: med tilstrekkelig intensiv trafikk reduseres antallet. Et lignende problem forekommer ikke bare i store nettverk, men også på grunnlag av arbeidsgrupper, så nettverkene til slike avdelinger trenger ytterligere strukturering.

Begrensningene ved å bruke et delt delt medium kan overvinnes ved å dele nettverket i flere delte medier og koble de individuelle nettverkssegmentene med enheter som broer, svitsjer eller rutere.

De oppførte enhetene overfører rammer fra en av portene deres til en annen, og analyserer destinasjonsadressen plassert i disse rammene. Broer og brytere utfører rammevideresending basert på flate adresser lenkelag(MAC-adresser) og rutere basert på nettverksnummer.

Et logisk segment er et enkelt delt miljø. Å dele nettverket inn i logiske segmenter fører til at belastningen på hvert av de nyopprettede segmentene nesten alltid er mindre enn belastningen som det opprinnelige nettverket opplever.

Ordet "nesten" står for det svært sjeldne tilfellet at all trafikk er på tvers av segmenter. Hvis dette observeres, er nettverket delt inn i logiske undernett feil, siden det alltid er mulig å velge en gruppe datamaskiner som utfører en felles oppgave.

Generelt fører den logiske struktureringen av nettverket til følgende.

• Segmentering øker nettverksfleksibiliteten ... Ved å bygge et nettverk som en samling av undernett, kan hvert undernett skreddersys til spesifikke behov. arbeidsgruppe eller avdeling. Prosessen med å dele et nettverk i logiske segmenter kan også ses i motsatt retning, som prosessen med å lage et stort nettverk av moduler - allerede eksisterende undernett.
• Undernett forbedrer datasikkerheten ... Når brukere kobler til forskjellige fysiske nettverkssegmenter, kan du nekte enkelte brukere tilgang til ressursene til andre segmenter. Ved å installere ulike logiske filtre på broer, brytere og rutere, kan du kontrollere tilgang til ressurser, noe repeatere ikke tillater.
• Undernett forenkler nettverksadministrasjon ... En bieffekt av å redusere trafikk og forbedre datasikkerheten er å forenkle nettverksadministrasjonen. Problemer er svært ofte lokalisert innenfor et segment fordi problemer på ett subnett ikke påvirker andre. Undernett danner logiske nettverksadministrasjonsdomener.