Программное обеспечение систем телеобработки данных. Логическая топология сети. Доступ к среде передачи. Физическая структура сети

Оставьте комментарий 6,950

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Введение

1. Логические сети

1.2 Схемы функциональных элементов

1.3 Мультиплексоры

2. Практическая часть

Заключение

Список литературы

Введение

Логические сети - этот обобщенное название технологий, реализующих кодовые преобразования. Например, мультиплексоры и программируемые логические матрицы.

Мультиплексоры могут использоваться в делителях частоты, триггерных устройствах, сдвигающих устройствах и др. Их часто используют для преобразования параллельного двоичного кода в последовательный. Для такого преобразования достаточно подать на информационные входы мультиплексора параллельный двоичный код, а сигналы на адресные входы подавать в такой последовательности, чтобы к выходу поочередно подключались входы, начиная с первого и заканчивая последним.

В микропроцессорной технике программируемые логические матрицы (ПЛМ) наиболее широко используются для реализации микропрограммных устройств управления. По способу программирования различают ПЛМ программируемые в процессе изготовления и программируемые пользователем.

В ПЛМ первого типа информация заносится в матрицы путем подключения элементов к шинам благодаря металлизации нужных участков схемы, что выполняется с помощью фотошаблона (маски). Никаких изменений пользователь в этом случае в ходе эксплуатации ПЛМ сделать не может. Подобным способом изготовляются ПЛМ, встраиваемые в МП БИС, а также автономные ПЛМ стандартного микропрограммного обеспечения.

ПЛМ второго типа поставляются незапрограммированными, и их функциональная ориентация производится пользователем с помощью специального оборудования, причем существуют ПЛМ с однократной записью информации и репрограммируемые ПЛМ, в которых записанная информация может быть стерта ультрафиолетовым или рентгеновским лучом.

1. Логические сети

1.1 Определение и реализация булевых функций

Мультиграф, в котором выделено k вершин (полюсов), называется k-полюсной сетью. Сеть G, задаваемая неориентированным мультиграфом с k полюсами, в которой каждое ребро помечено буквой из алфавита называется k-полюсной контактной схемой.

На рисунке 1 приведен пример контактной схемы с двумя полюсами а1 и а6.

Рисунок 1

(k+1) - полюсная схема, в которой один полюс выделен (он называется входным), а остальные полюса (выходные) равноправны, называется (1,k)-полюсником. Таким образом, если в приведенной на рисунке 1 двухполюсной схеме рассматривать, например, полюс а1 как входной, а полюс а6, как выходной, то получаем (1, 1)-полюсник.

Ребра контактной схемы называются контактами. Контакт, соответствующий логической переменной называется замыкающим и обозначается через. Замыкающий контакт пропускает ток при Контакт, соответствующий литере называется размыкающим и обозначается как. Через него ток проходит при Таким образом, значение 1 интерпретируется как состояние переключателя “ток проходит”, а 0 -- “ток не проходит”. Функции соответствует последовательное соединение контактов, а функции -- параллельное соединение контактов

Нетрудно заметить, что схеме, показанной на рисунке 1, соответствует электрическая схема, приведенная на рисунке 2, а также схема контактов, изображенная на рисунке 3. На последнем рисунке показаны контакты, зависящие от значений переменных а также схема соединений контактов.

Рисунок 2

Рисунок 3

Пусть a, b -- полюса контактной схемы, -- некоторая цепь из а в b, -- конъюнкция литер, приписанных ребрам цепи. Функция, определяемая формулой в которой дизъюнкция берется по всем простым цепям схемы, соединяющим полюса a и b, называется функцией проводимости между полюсами a и b схем Говорят, что функция реализуется (1, k)-полюсником, если существует такой выходной полюс что где а -- входной полюс. (1,1)-полюсники называются эквивалентными, если они реализуют одну и ту же булеву функцию. Сложностью (1,1)-полюсника называется число контактов. (1,1)-полюсник, имеющий наименьшую сложность среди эквивалентных ему схем, называется минимальным. Сложность минимального (1,1)-полюсника, реализующего функцию называется сложностью функции в классе (1,1)-полюсников и обозначается через.

Заметим, что задача нахождения минимального (1,1)-полюсника среди эквивалентных данному (1,1)-полюснику равносильна нахождению среди функций, реализуемых схемой функции, имеющей наименьшее число вхождений переменных. Действительно, функцию, реализуемую (1,1)-полюсником, нетрудно представить в виде формулы, которая строится из литер в соответствии с контактной схемой и имеет ровно столько вхождений переменных, сколько контактов имеет схема. Например, изображенной на рисунке 3 схеме соответствует булева функция:

математический метод логический матрица задача

Таким образом, задача нахождения минимального (1,1)-полюсника сводится к минимизации соответствующей булевой функции.

Эффективное уменьшение числа контактов достигается с помощью нахождения минимальной ДНФ булевой функции.

Найдем минимальную ДНФ функции (1), реализуемой схемой на рисунке 2. Придавая логическим переменным все возможные значения, но схеме или формуле (1) получаем таблицу истинности:

С помощью таблицы истинности определим совершенную ДНФ:

Используя один из методов нахождения минимальной ДНФ, получаем формулу эквивалентную формуле (1) и соответствующую схеме, состоящей из семи контактов (рисунок 4а).

Рисунок 4

Отметим, что схема, изображенная на рисунке 4а, допускает упрощение, соответствующее формуле которое приведено на рисунке 4б и является минимальной схемой. Сложность минимальной схемы равна 6: .

1.2 Схемы из функциональных элементов

Ориентированная бесконтурная сеть, в которой полюса делятся на входные (входы) и выходные (выходы), называется схемой из функциональных элементов. Входные полюса помечаются символами переменных, а каждая вершина, отличная от входного полюса, некоторым функциональным символом. При этом должны выполняться следующие условия:

1) если а входной полюс, то полустепень захода вершины а равна нулю: ;

2) если вершина а не является полюсом и помечена n-местным функциональным символом то и дуги, входящие в а, перенумерованы от 1 до n.

Функциональным элементом называется всякий подмультиграф схемы, состоящий из невходного полюса а, помеченного соответствующим символом, и вершины, из которых исходят дуги в вершину а.

Пример 1. На рисунке 5а представлена схема из функциональных элементов. Здесь входные символы помечены символами переменных -- одноместный функциональный символ, соответствующий операции отрицания; & -- двухместный символ, соответствующий операции конъюнкции. -- некоторый двухместный символ, -- некоторые трехместные символы. Вершины, помеченные символами, являются выходными полюсами. Им соответствуют термы:

На рисунке 5б изображен функциональный элемент, определяемый вершиной, помеченной символом Ему соответствует устройство, показанное на рисунке 5в.

Рисунок 5

В примере 1 продемонстрировано, что каждый вывод схемы порождает некоторый терм.

Говорят, что функция реализуется схемой, если существует такой выход а схемы, что функция соответствующая терму выхода а, эквивалента функции.

Схемы из функциональных элементов с одним выходом, у которых входные полюса помечены символами а вершины, отличные от входных полюсов, -- символами называются -функциональными схемами. Сложностью схемы из функциональных элементов называется число ее вершин, отличных от входных полюсов, -функциональная схема, реализующая функцию называется минимальной, если всякая другая -функциональная схема, реализующая имеет сложность, не меньшую, чем сложность схемы. Сложность минимальной схемы, реализующей функцию называется сложностью функции в классе схем из функциональных элементов и обозначается через

Пример 2. Сложность функции совпадает со сложностью -функциональной схемы, изображенной на рисунке 6, и равна 8: .

Рисунок 6

1.3 Мультиплексоры

Мультиплексором каналов называется схема с входами и одним выходом в которой при выход принимает значение где:

На рисунке 7 показан мультиплексор.

Рисунок 7

Пример 3. Если то

С помощью мультиплексора, придавая переменным постоянные значения, можно реализовать любую булеву функцию

1.4 Программируемые логические матрицы

Рассмотрим схему, состоящую из входов, и выходов (рисунок 8), в которой значения выходов определяются матрицей соединений по следующим правилам:

Рисунок 8

Таким образом, где а остальные равны 0. Полученная схема называется решеткой с входами и выходами элементов &, которая определяется матрицей соединений.

Программируемой логической матрицей (ПЛМ) называется изображенная на рисунке 9 схема, получающаяся соединением решетки А с 2n входами и k выходами, определяемой матрицей соединений, и решетки В с k входами и m выходами, определяемой матрицей соединений.

Опишем преобразования, которые происходят при прохождении через ПЛМ значений переменных Поскольку к каждому входу присоединен инвертор, на 2п входов решетки А подаются значения переменных После прохождения решетки A h-й выход принимает значение функции а последующей операции инвертирования соответствует функция:

Полученные k значений подаются на входы решетки В, после прохождения которой на выходе j образуется значение функции

В заключение после инвертирования по законам де Моргана на выходе j получаем значение функции:

Функции соответствует дизъюнкция конъюнктов (определяемых формулами

) таких, что

Рисунок 9

Таким образом, при соответствующем выборе матриц и можно одновременно реализовать m произвольных ДНФ, содержащих не более k различных конъюнктов переменных от

2. Практическая часть

I. Исследовать систему булевых функций на полноту. Является ли она базисом. .

Монотонность:

Линейность:

a. - по определению

Самодвойственность:

Система функций является полной. Система функций называется базисом, если она полная, а удаление любой функции из этой системы делает её неполной. Если удалить одну из имеющихся функций, то система функций станет неполной. Таким образом, данная система функций является базисом.

II. С помощью эквивалентных преобразований привести формулу к ДНФ, КНФ; привести к СДНФ, СКНФ с помощью аналитического и табличного способа. Проверить линейность булевой функции, заданной этой формулой, с помощью полинома Жегалкина и методом неопределенных коэффициентов:

Приведение формулы к ДНФ, КНФ, СДНФ, СКНФ аналитическим способом:

Приведение формулы к ДНФ, КНФ, СДНФ, СКНФ табличным способом:

									конъюнкции	дизъюнкции

Проверка линейности булевой функции, заданной этой формулой, с помощью полинома Жегалкина:

Полученный полином Жегалкина является нелинейным, и, следовательно, функция f(X,Y,Z) также нелинейная.

Проверка линейности булевой функции, заданной этой формулой, с помощью метода неопределенных коэффициентов:

III. Минимизировать двумя способами:

a. Методом Квайна;

b. Геометрическим методом.

Методом Квайна:

1) Привести функцию к СДНФ;

2) В СДНФ произвести всевозможные склеивания, а затем поглощения;

3) Перейти от сокращенной СДНФ к минимальной, используя импликантную матрицу.

Сокращенная СДНФ

Необходимо оставить такие простые импликанты, чтобы в каждом столбце был хотя бы один “+”, следовательно, - минимальная СДНФ.

Геометрический метод:

Геометрическое представление.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Получаем, что - минимальная СДНФ.

IV. Доопределить функции так, чтобы - была монотонной; - была линейной; - была самодвойственной.

Функция называется монотонной, если для любых наборов нулей и единиц А=(а1,…,аn), В=(b1,…,bn) таких, что, выполняется условие

Функция называется линейной, где.

Функция называется самодвойственной, если она совпадает с двойственной к ней.

Пользуясь определениями монотонной, линейной и самодвойственной функций, получим следующую таблицу истинности:

V. Составить таблицу истинности. Доказать истинность заключения дедуктивным методом. Нарисовать граф вывода заключения дедуктивным методом. Доказать истинность заключения по методу резолюции и нарисовать граф вывода пустой резольвенты.

Используя дедуктивный метод, докажем истинность заключения:

Согласно правилу цепного заключения:

Граф вывода заключения:

Таблица истинности для данного заключения выглядит следующим образом:

Докажем истинность заключения по методу резолюции:

Граф вывода пустой резольвенты:

VI. Найти формулы ПНФ и ССФ, выполнить унификацию атомов дизъюнктов.

Пусть, тогда:

Пусть y=w, тогда:

Приведём к ССФ:

Пусть, тогда:

VII. Доказать, что функция примитивно рекурсивна:

является простейшей одношаговой рекурсивной функцией - функция константа.

VIII. Найти функции, получаемые из данной числовой функции с помощью операции минимизации по каждой её переменной:

· в остальных случаях не определена.

Если набор переменных таков, что левая часть уравнения имеет смысл и уравнение выполнимо, то можно считать, что оно выполнимо при подстановке y=0 на самом первом шаге.

IX. Построить машину Тьюринга, которая правильно вычисляет функцию:

Заключение

Математическая логика изучает вопросы применения математических методов для решения логических задач и построения логических схем, которые лежат в основе работы любого компьютера.

Математическая логика является современной формой, так называемой формальной логики, применяющей математические методы для исследования своего предмета. В формальной логике и, соответственно, в математической логике, собраны результаты законов структуры правильных выводов. Вывод - это мыслительный процесс, в результате которого появляются новые открытия на основании уже имеющихся без практических исследований. В действительности, новое открытие, полученное в результате вывода, в скрытой форме находится в предварительно имеющихся знаниях.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Логическая равносильность преобразования, его применение к математическим доказательствам. Применение аппарата булевских функций к синтезу комбинационных схем. Вычисление логических операций выполняемых микропроцессором. Значение истинности высказываний.

методичка , добавлен 24.12.2010

Основные понятия алгебры логики. Логические основы работы ЭВМ. Вычислительные устройства как устройства обработки информации. Основные формы мышления. Обзор базовых логических операций. Теоремы Булевой алгебры. Пути минимизации логических функций.

контрольная работа , добавлен 17.05.2016

Кодирование символьной и числовой информации. Основные системы счисления. Двоичная система счисления. Устройства вывода информации. Правила выполнения арифметических операций. Логические основы построения, функциональные узлы ЭВМ. Синтез логических схем.

презентация , добавлен 08.11.2016

Генератор для входных параметров логических элементов. Ключевые понятия и принципы конструирования функциональных схем электронных устройств. Схемы некоторых устройств компьютера. Творческая мастерская Excel-графики, вентильные сказки братьев Гейтс.

методичка , добавлен 16.03.2014

Условная функция. Логические выражения. Вложенные логические функции ЕСЛИ. Особенности записи логических операций в табличных процессорах: сначала записывается имя логической операции (И, ИЛИ, НЕ).

реферат , добавлен 17.11.2002

Понятие логических выражений, их назначение в создании алгоритмов. Список операторов сравнения, используемых в табличном редакторе Excel. Синтаксис функции "если" и примеры ее использования. Логические операторы "и", "или", "не", "истина", "ложь".

презентация , добавлен 07.03.2013

Типовые комбинационные схемы. Основы математического аппарата анализа и синтеза логических устройств. Функциональная полнота элементов Шеффера и Пирса. Логические элементы, образующие логический базис. Особенности синтеза схем с запрещенными комбинациями.

методичка , добавлен 28.04.2009

Изучение логических операций и правил их преобразований. Моделирование цифровых схем, состоящих из логических вентилей. Способы описания работы логического устройства - таблицы истинности, временные диаграммы, аналитические функции, цифровые схемы.

лабораторная работа , добавлен 02.03.2011

Понятие высказывания, операции над простыми высказываниями, таблицы истинности. Примеры построения таблиц истинности сложных высказываний. Таблица истинности импликации. Закон тождества, противоречия, двойного отрицания. Решение логических задач.

курсовая работа , добавлен 23.04.2013

Значение алгебры логики. Таблицы истинности. Логические операции: дизъюнкция, конъюнкция и отрицание. Выходной сигнал вентиля. Переключательные схемы. Логические основы компьютера. Значение устройства триггер как элемента памяти. Сумматор и полусумматор.

Применимо к: System Center 2012 SP1 - Virtual Machine Manager, System Center 2012 R2 Virtual Machine Manager, System Center 2012 - Virtual Machine Manager

Используя Virtual Machine Manager (VMM), можно с легкостью подключать виртуальные машины к сети, которая выполняет определенную функцию в сети, например "серверная часть", "интерфейсная часть" или "резервное копирование".

Для этого необходимо связать IP-подсети и (при необходимости) виртуальные ЛС вместе, объединив их в именованные группы, называемые логическими сетями. Логические сети можно разработать в соответствии с требованиями конкретной среды.

Дополнительные сведения о логических сетях и их взаимодействии с другими параметрами конфигурации сети в VMM см. в разделе Общие сведения о настройке логических сетей в VMM .

Требования к учетной записи Для выполнения этой процедуры необходимо быть администратором или полномочным администратором. Полномочные администраторы могут связывать логические сети только с теми группами узлов, которые входят в область их управления.

Создание логической сети

Откройте рабочую область Структура .

На вкладке Главная в группе Показать щелкните Ресурсы структуры .

В области Структура разверните узел Сетевые подключения , а затем щелкните элемент Логические сети .

На вкладке Главная в группе Создать щелкните Создать логическую сеть .

Откроется мастер создания логической сети .

На странице Имя выполните следующие действия.

Введите имя и необязательное описание логической сети.

Например, введите имя СЕРВЕРНАЯ ЧАСТЬ и описание - корпоративная сеть . Используется для внутренних серверов, таких как серверы приложений и серверы баз данных .

Если используется Пакет обновления 1 для System Center 2012 или System Center 2012 R2, отметьте флажками нужные параметры из следующей таблицы. В противном случае перейдите к следующему этапу данной процедуры.

В зависимости от цели использования сетей виртуальной машины, которые будут настроены поверх данной логической сети, установите один или несколько флажков. Рекомендации см. в следующей таблице. Дополнительные описания способов использования сетей виртуальной машины см. в разделах Распространенные сценарии сетевого взаимодействия в System Center 2012 с пакетом обновления 1 (SP1) и System Center 2012 R2 и .

Использование сети или сетей виртуальной машины, которые будут созданы поверх данной логической сети	Действие в Пакет обновления 1 для System Center 2012	Действие в System Center 2012 R2
Виртуализация сети Hyper-V . Несколько сетей виртуальных машин с изоляцией	Установите флажок .	Выберите Одна подключенная сеть , а затем - Разрешить новым сетям ВМ, созданным в этой логической сети, использовать виртуализацию сети .
Конфигурация на основе виртуальной ЛС . Управление виртуальными ЛС, созданными для изоляции сетей внутри физической сети	Установите флажок Сайты сети в этой логической сети не подключены . Если используется технология частных виртуальных ЛС, также установите флажок Сайты сети в этой логической сети содержать частные виртуальные ЛС . (В противном случае флажок устанавливать не нужно.) Настройка сетей виртуальных машин и шлюзов в VMM .	В большинстве случаев выбирайте Отдельные сети на основе VLAN . Но при использовании технологии частных виртуальных локальных сетей выберите Частные сети VLAN . Сведения о дополнительных этапах данной конфигурации см. в пункте «Конфигурация на основе VLAN» в списке в разделе Настройка сетей виртуальных машин и шлюзов в VMM .
Одна сеть виртуальных машин обеспечивает прямой доступ к логической сети . Без изоляции.	Если эта логическая сеть будет поддерживать виртуализацию сети (наряду с наличием сети виртуальной машины, предоставляющей прямой доступ к логической сети), установите флажок, разрешающий виртуализацию сети. Если эта сеть никогда не будет использовать виртуализацию сети, снимите все флажки.	Выберите Одна подключенная сеть , а затем - Создать сеть виртуальной машины с тем же именем, чтобы разрешить виртуальным машинам доступ к этой логической сети напрямую . Если эта логическая сеть будет также поддерживать виртуализацию сети, установите флажок, чтобы разрешить виртуализацию сети. Если выбран параметр Одна подключенная сеть , но в данный момент не создается сеть виртуальной машины, в дальнейшем можно будет по-прежнему создать сеть виртуальной машины.
Внешние сети . Используйте VMM вместе с расширением виртуального коммутатора, диспетчером сети или консолью управления сетью поставщика.	Не создавайте логическую сеть вручную в VMM. Выполните действия из раздела Как добавить виртуальный диспетчер расширений коммутатора в System Center 2012 1 (SP1) . Параметры логической сети будут импортированы из базы данных в консоли управления сетью от поставщика (известной также как консоль управления для расширения переадресации).	Выполните действия в Добавление расширения виртуального коммутатора или диспетчера сети в System Center 2012 R2 и ознакомьтесь с возможностями используемого расширения виртуального коммутатора или диспетчера сети. Возможно, удастся настроить логические сети в VMM, а затем экспортировать параметры в расширение виртуального коммутатора или диспетчер сети. В любом случае после добавления расширения виртуального коммутатора или диспетчера сети параметры логической сети, настроенные в нем, будут импортированы в VMM.

На странице Сетевой сети выполните указанные ниже действия.

Примечание

Надежность сети;

Производительность;

Балансирование загрузки отдельных каналов;

Простота присоединения новых узлов;

Стоимость сетевого оборудования;

Стоимость и простота разводки кабеля;

Унификация подключения различных модулей;

Возможность быстрого широковещательного обращения ко всем станциям сети;

Минимальная сумарная длина линий связи и др.

Полносвязная топология (рис. 5.3.1, а).

Ячеистая топология (рис. 5.3.1, б).

Физическая структуризация сети

Для физического соединения различных сегментов кабеля локальной сети с целью увеличения общей длины сети используется повторитель (repeater) (рис. 5.3.4).

Рис. 5.3.4. Повторитель позволяет увеличить длину сети Ethernet (например, 10Base2).

Повторитель, который имеет более двух портов, называют концентратором (concentrator) или хабом (hab) .

Концентраторы повторяют пришедшие сигналы, с одного из своих портов, на других своих портах.

Так, концентратор Ethernet повторяет входные сигналы на всех своих портах, кроме того, с которого сигналы поступают (рис. 5.3.5, а).

А концентратор Token Ring (рис. 5.3.5, б) повторяет входные сигналы, поступающие с некоторого порта, только на одном порту - на том, к которому подключен следующий в кольце компьютер.

Рис. 5.3.5. Концентраторы различных технологий.

Логическая структуризация сети позволяет перераспределить передаваемый трафик между различными физическими сегментами сети.

Пример (рис. 5.3.6).

Рис. 5.3.6. Сеть, в которой все физические сегменты рассматриваются в качестве одной разделяемой среды, оказывается неадекватной структуре информационных потоков в большой сети.

Распространение трафика, предназначенного для компьютеров некоторого сегмента сети, только в пределах этого сегмента, называется локализацией трафика. Логическая структуризация сети - это процесс разбиения сети на сегменты с локализованным трафиком.

Для логической структуризации сети используются мосты, коммутаторы , маршрутизаторы и шлюзы.

Рис. 5.3.7. Логическая структуризация сети с помощью моста.

Маршрутизаторы (router) более надежно и более эффективно, чем мосты, изолируют трафик отдельных частей сети друг от друга.

Шлюз (gateway) объединяет сети с разными типами системного и прикладного программного обеспечения.

Выводы:

1. Важной характеристикой сети является топология - тип графа, вершинам которого соответствуют компьютеры сети (иногда и другое оборудование, например концентраторы), а ребрам - физические связи между ними. Конфигурация физических связей определяется электрическими соединениями компьютеров между собой и может отличаться от конфигурации логических связей между узлами сети. Логические связи представляют собой маршруты передачи данных между узлами сети

2. Типовыми топологиями физических связей являются: полносвязная, ячеистая, общая шина, кольцевая топология и топология типа звезда.

3. Для вычислительных сетей характерны как индивидуальные линии связи между компьютерами, так и разделяемые, когда одна линия связи попеременно используется несколькими компьютерами. В последнем случае возникают как чисто электрические проблемы обеспечения нужного качества сигналов при подключении к одному и тому же проводу нескольких приемников и передатчиков, так и логические проблемы разделения времени доступа к этим линиям.

4. Для адресации узлов сети используются три типа адресов: аппаратные адреса, символьные имена, числовые составные адреса. В современных сетях, как правило, одновременно применяются все эти три схемы адресации. Важной сетевой проблемой является задача установления соответствия между адресами различных типов. Эта проблема может решаться как полностью централизованными, так и распределенными средствами.

5. Для снятия ограничений на длину сети и количество ее узлов используется физическая структуризация сети с помощью повторителей и концентраторов.

6. Для повышения производительности и безопасности сети используется логическая структуризация сети, состоящая в разбиении сети на сегменты таким образом, что основная часть трафика компьютеров каждого сегмента не выходит за пределы этого сегмента. Средствами логической структуризации служат мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и шлюзы.

Введение

Логические сети

Определение и реализация булевых функций

На рисунке 1 приведен пример контактной схемы с двумя полюсами а1 и а6.

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3

математический метод логический матрица задача

Эффективное уменьшение числа контактов достигается с помощью нахождения минимальной ДНФ булевой функции.

С помощью таблицы истинности определим совершенную ДНФ:

Рисунок 4

6 . СТРУКТУРИЗАЦИЯ КАК СРЕДСТВО ПОСТРОЕНИЯ БОЛЬШИХ СЕТЕЙ

6.3. Логическая структуризация сети

Физическая структуризация сети полезна во многих отношениях, однако в ряде случаев, обычно относящихся к сетям большого и среднего размера, невозможно обойтись без логической структуризации сети. Наиболее важной проблемой, не решаемой путем физической структуризации, остается проблема перераспределения передаваемого трафика между различными физическими сегментами сети.

В большой сети естественным образом возникает неоднородность информационных потоков: сеть состоит из множества подсетей рабочих групп, отделов, филиалов предприятия и других административных образований. Очень часто наиболее интенсивный обмен данными наблюдается между компьютерами, принадлежащими к одной подсети, и только небольшая часть обращений происходит к ресурсам компьютеров, находящихся вне локальных рабочих групп. Поэтому для повышения эффективности работы сети неоднородность информационных потоков необходимо учитывать.

Сеть с типовой топологией (шина, кольцо, звезда), в которой все физические сегменты рассматриваются в качестве одной разделяемой среды, оказывается неадекватной структуре информационных потоков в большой сети. Например, в сети с общей шиной взаимодействие любой пары компьютеров занимает ее на все время обмена, поэтому при увеличении числа компьютеров в сети шина становится узким местом. Компьютеры одного отдела вынуждены ждать, когда окончит обмен пара компьютеров другого отдела, и это притом, что необходимость в связи между компьютерами двух разных отделов возникает гораздо реже и требует совсем небольшой пропускной способности.

Такая ситуация возникает из-за того, что логическая структура данной сети осталась однородной - она никак не учитывает увеличение интенсивности трафика внутри отдела и предоставляет всем парам компьютеров равные возможности по обмену информацией (рис. 17, а, 6).

Рис. 17. Противоречие между логической структурой сети и структурой информационных потоков

Решение проблемы состоит в отказе от идеи единой однородной разделяемой среды. Например, в рассмотренном выше примере желательно было бы сделать так, чтобы кадры, которые передают компьютеры отдела 1, выходили бы за пределы этой части сети в том и только в том случае, если эти кадры направлены какому-либо компьютеру из других отделов. С другой стороны, в сеть каждого из отделов должны попадать только те кадры, которые адресованы узлам этой сети. При такой организации работы сети ее производительность существенно повысится, так как компьютеры одного отдела не будут простаивать в то время, когда обмениваются данными компьютеры других отделов.

ВНИМАНИЕ

Распространение трафика, предназначенного для компьютеров некоторого сегмента сети, только в пределах этого сегмента, называется локализацией трафика. Логическая структуризация сети - это процесс разбиения сети на сегменты с локализованным трафиком.

Отказ от единой разделяемой среды передачи данных необходим и в других случаях. Основные недостатки сети на одной разделяемой среде начинают проявляться при превышении некоторого порога количества узлов, подключенных к ней. Причина заключается в случайном характере метода доступа к среде, используемом во всех технологиях локальных сетей.

Влияние задержек и коллизий на полезную пропускную способность сети Ethernet хорошо отражает график, представленный на рис. 18.

Рис. 18. Зависимость полезной пропускной способности сети Ethernet

от коэффициента использования

Количество узлов, при которых коэффициент использования сети начинает приближаться к опасной границе, зависит от типа функционирующих в узлах приложений: при достаточно интенсивном трафике их число уменьшается. Подобная проблема возникает не только в крупных сетях, но и на базе рабочих групп, поэтому сети таких отделов нуждаются в дополнительной структуризации.

Ограничения, возникающие из-за использования общей разделяемой среды, можно преодолеть, разделив сеть на несколько разделяемых сред и соединив отдельные сегменты сети такими устройствами, как мосты, коммутаторы или маршрутизаторы .

Перечисленные устройства передают кадры с одного своего порта на другой, анализируя адрес назначения, помещенный в этих кадрах. Мосты и коммутаторы выполняют операцию передачи кадров на основе плоских адресов канального уровня (МАС-адреса ), а маршрутизаторы - на основе номера сети.

Логический сегмент представляет собой единую разделяемую среду. Деление сети на логические сегменты приводит к тому, что нагрузка, приходящаяся на каждый из вновь образованных сегментов, почти всегда оказывается меньше, чем нагрузка, которую испытывала исходная сеть.

Слово «почти» учитывает очень редкий случай, когда весь трафик является межсегментным. Если подобное наблюдается, значит, сеть разбита на логические подсети неверно, поскольку всегда можно выделить группу компьютеров, выполняющих общую задачу.

В целом логическая структуризация сети приводит к следующему.

Сегментация увеличивает гибкость сети . При построении сети как совокупности подсетей каждая подсеть может быть адаптирована к специфическим потребностям рабочей группы или отдела. Процесс разбиения сети на логические сегменты можно рассматривать и в обратном направлении, как процесс создания большой сети из модулей - уже имеющихся подсетей.
Подсети повышают безопасность данных . При подключении пользователей к различным физическим сегментам сети можно запретить доступ определенных пользователей к ресурсам других сегментов. Устанавливая различные логические фильтры на мостах, коммутаторах и маршрутизаторах , можно контролировать доступ к ресурсам, чего не позволяют сделать повторители.
Подсети упрощают управление сетью . Побочным эффектом уменьшения трафика и повышения безопасности данных является упрощение управления сетью. Проблемы очень часто локализуются внутри сегмента, поскольку проблемы одной подсети не оказывают влияния на другие. Подсети образуют логические домены управления сетью.