Пильов В.О., Шеховцов А.Ф. Двигуни внутрішнього згоряння: Серія підручників. Том 4. Основи САПР ДВЗ

Подождите немного. Документ загружается.

З урахуванням вказаного, метою мережної організації САПР є роз-

міщення ЕОМ у місцях виконання проектних робіт та встановлення між

ними такого зв’язку, який є можливим при розв’язанні задач на одному ве-

ликому комп’ютері.

Комп’ютерні мережі забезпечують:

¾ колективну обробку даних користувачами, що підключені до ме-

режі;

спільне використання програм;

¾ спільне використання принтерів та інших периферійних пристроїв.

Безумовно, що кількість користувачів навіть великої ЕОМ практично

є обмеженою. Тому вважається, що комп’ютерні мережі утворюють со-

бою спосіб об’єднання користувачів і ЕОМ, який забезпечує прискорення

обробки і доставки інформації між довільною кількістю користувачів си-

стеми.

Головна

перевага мережної організації САПР – підтримка технології

поетапного впровадження окремих підсистем (часто – територіально

роз’єднаних) з мінімальними витратами на розвиток системи. Разом з цим

комп’ютерні обчислювальні мережі не заміняють, а, навпаки, передбача-

ють наявність у своєму складі всіх типів ЕОМ. Саме такий підхід забезпе-

чує ефективний розвиток системи та її використання

з максимальною

ефективністю.

За мінімальний набір складових мережі приймається:

9 джерело інформації;

9 приймач інформації;

9 середовище передачі даних;

9 повідомлення.

Джерелом і приймачем інформації є два окремих комп’ютери (ПК і

ПК, ПК і велика ЕОМ тощо). Середовищем передачі даних можуть бути

різноманітні технічні засоби (телефонна лінія, спеціальна кабельна

лінія, у

тому числі світловолоконна, засоби радіохвильового, у тому числі супут-

никового зв’язку тощо). Середовище передачі даних зветься каналом

зв’язку. Повідомлення є тією інформацією, яка передається каналом

зв’язку від джерела цієї інформації до приймача.

Функціонування мереж підтримується операційною системою мере-

жі. Прикладом таких систем можуть бути Novell Personal NetWare,

270

NetWare Line, Windows for Workgroups, Windows NT Server, тощо.

З урахуванням вказаного дамо визначення комп’ютерної мережі.

Комп’ютерна мережа є системою, в якій відбувається передача

інформації. Така мережа вміщує апаратне і програмне забезпе-

чення ЕОМ та канали зв’язку, по яким комп’ютери та інше

електронне обладнання можуть взаємодіяти між собою.

Пристрої, що взаємодіють з іншими пристроями в мережі звуться ву-

злами. Кожен вузол мережі має свою особисту адресу. Ця адреса викорис-

товується іншими пристроями для вказівки місця призначення повідом-

лення при посиланні даних. В загальному випадку кількість вузлів може

становити від двох до багатьох тисяч. Окрім комп’ютерів вузлами мережі

виступають

різноманітні периферійні пристрої (принтери, плоттери, ска-

нери тощо).

Мережі часто підрозділяють на три основних типи. Це локальна об-

числювальна мережа – ЛОМ (Local Area Network – LAN), регіональна об-

числювальна мережа – РОМ (Metropolian Area Network – MAN ) та глоба-

льна обчислювальна мережа – ГОМ (Wide Area Network – WAN). ЛОМ

утворює група зв’язаних між собою комп’ютерів, що розміщені на неве-

ликій відстані. РОМ і ГОМ

складаються з ЕОМ, що віддалені між собою на

значні відстані. Тому РОМ і ГОМ називають розподіленими мережами

(РМ). В розподілених комп’ютерних мережах вузлами вважаються ЛОМ, а

канали зв’язку з’єднують ці ЛОМ.

При розгляді структур комп’ютерних мереж розрізняють поняття

сервера (Server) та робочої станції (WorkStation). Сервером називають ву-

зол,

який надає свої ресурси іншим комп’ютерам мережі, в першу чергу

робочім станціям. Робоча станція, або клієнт, використовує ресурси серве-

ра. Таким чином, робочі станції, тобто ПК, мають доступ до ресурсів ме-

режі, а свої ресурси в загальне користування найчастіше не надають.

6.3.2. Локальна обчислювальна мережа

ЛОМ найчастіше функціонує в межах

однієї будівлі, або комплексу

споруд територіально нероз’єднаної частини організації. Вона зв’язує

комп’ютерні системи в групу, що разом використовують дані і периферійні

пристрої.

271

Основне призначення ЛОМ полягає в забезпеченні швидкої

і гнучкої взаємодії між пристроями і користувачами певної

автоматизованої інформаційної системи.

Головною рисою ЛОМ є велика швидкість передачі даних, низький

рівень помилок та використання дешевого середовища передачі інформа-

ції.

Розрізняють однорангові локальні мережі (Peer-to-peer Networks) та

мережі типу клієнт-сервер (Client-server Networks ).

Однорангові мережі. Коли вузли мережі виконують однакові функ-

ції, вони звуться рівними (peer). Комунікації між такими вузлами назива-

ють одноранговими. Однорангові мережі мають найбільш просту

структу-

ру. Вони дозволяють кожній робочій станції працювати сервером. При

цьому з метою підвищення продуктивності мережі програмне забезпечен-

ня і дані розподіляють між багатьма серверами.

Перевагою такого підходу є зменшення обсягів мережного обміну

інформацією. Однак адміністрування такої мережі є складною задачею –

кількість серверів велика, а призначення і можливості їх різні.

Крім цього,

у випадку однорангової мережі сервери працюють повільніше, ніж спеціа-

лізовані файл-сервери.

Мережі типу клієнт-сервер передбачають наявність централізова-

ного доступу до програм і пристроїв. У складі такої мережі є виділений ву-

зол файл-сервера (рис.6.13) та вузли робочих станцій. Файловий сервер во-

лодіє головними ресурсами ЛОМ.

До цих

ресурсів і звертаються ро-

бочі станції.

исунок 6.13 – Зовнішній вигляд сервера

ережі типу клієнт-сервер

В даному випадку, коли ви-

никає необхідність використовува-

ти певний файл групою користува-

чів, то цей файл завжди розміщу-

ють на сервері. При цьому для ви-

конання сумісних робіт над проек-

том адміністратор мережі створює

на сервері спеціальний каталог та

надає до нього доступ

вказаній гру-

272

пі користувачів. Разом з цим користувачу кожної з робочих станцій може

бути особисто виділено певний об’єм зовнішньої пам’яті сервера. В межах

цього об’єму його наділено усіма правами доступу до інформації. З метою

виконання сумісних робіт кожен користувач також може поділяти свої

файли з іншими користувачами. Це означає, що

вже він наділяє інших ко-

ристувачів правами доступу.

Ще раз підкреслимо, що при роботі в ЛОМ з виділеним сервером усі

ресурси загального користування знаходяться на сервері, і користувачам

робочих станцій не потрібно ділити ресурси зовнішньої пам’яті своїх

комп’ютерів з іншими користувачами. З цього приводу вагомою перевагою

таких мереж

є те, що певну робочу станцію можна відключати або здійс-

нювати перезавантаження її ОС, не турбуючись про те, що можуть бути

втраченими файли інших користувачів цього вузла.

Адміністратор, окрім розподілу й контролю ресурсів мережі, здійс-

нює резервне копіювання файлів. Резервні копії інформації також зберіга-

ють на сервері. Інколи для цього може

бути використано окремий

комп’ютер, який зветься сервером резервного копіювання.

Для підвищення надійності зберігання даних можуть бути викорис-

тані файлові сервери спеціальної конструкції. Ці комп’ютери оснащено

спеціальною системою дискової зовнішньої пам’яті. Тут файли, що запи-

сують на основному диску, автоматично відображуються на резервному. У

разі збоїв доступу до

інформації основного диска, здійснюється звертання

до інформації резервного.

Окрім файлового сервера та сервера резервного копіювання локальна

мережа може мати:

• дисковий сервер, що має значні ресурси зовнішньої пам’яті та

який в разі потреби надає ці ресурси робочім станціям чи іншим серверам;

• сервер баз даних;

• обчислювальний сервер, який надає

можливість виконувати обчи-

слення, які неможливо або неефективно виконувати на робочих станціях;

• сервер друку;

• сервер телекомунікацій, який забезпечує зв’язок ЛОМ із зовніш-

німи мережами.

Зрозуміло, що коли потужностей певних серверів вистачає, то на од-

ному сервері можуть бути поєднані функції декількох перелічених вище.

273

Зупинимось окремо на використанні сервера друку. Коли на друк ви-

водяться значні об’єми інформації, то використовують принтери з підви-

щеною швидкістю виведення документів, наприклад 20 сторінок за хвили-

ну (див. рис.6.10, г), та окремий комп’ютер або декілька комп’ютерів – сер-

верів друку.

На сьогодні також розроблено спеці-

альні пристрої, які

утворюють вузол мере-

жі, що підтримує функції сервера друку –

принт-сервери. Принт-сервери дозволяють

підключити один або декілька принтерів, а

також такі пристрої, як плоттер. Зовнішній

вигляд принт-сервера подано на рис.6.14.

Основна мета використання принт-

серв

жі і користувачів САПР для безпосеред-

нього рішення проектних

задач.

Існують різноманітні топол

ера – розвантажити комп’ютери мере-

огії конфігурацій ЛОМ. При виборі то-

полог

мережі;

сті мережі, що ви-

знача

топологія подана на

рис.6.

ії намагаються досягти наступних цілей:

9 забезпечення максимальної надійності

исунок 6.14 – Принт-сервер

для підключення мережних

пристроїв друку

9 забезпечення найбільшої пропускної спроможно

є час відклику системи на мережний запит користувача чи програми.

Наведемо найбільш розповсюджені топології:

1. Радіальна топологія, або „зірка”. Така

15.

а б

исунок 6.15 – Радіальна топологія комп’ютерної мережі:

ції

а – загальна схема; б – можливий варіант розміщення елементів

мережі в організації;

К – узол мережі; – приміщення організа концентратор; – в

274

Тут бачимо, що при використанні радіальної топології з’єднання всіх

вузлів

ез се-

бе. За

о основного недоліку радіальної топології відносять повне пору-

шення

на шина”. При використанні

гориз

мережі здійснюється через центральний вузол. Таку структуру за-

стосовують при невеликій кількості вузлів та на невеликій території.

Центральний вузол тут відповідає за маршрутизацію даних чер

пристрій центрального вузла може бути використано концентратор.

Найбільш часто концентратори мають

від 8 до 48 портів для підключення

інших вузлів. Зовнішній вигляд концентратора подано на рис.6.16.

зв’язку при виході з ладу центрального вузла. Водночас при обриві

одного кабелю (сегмента мережі) перестає працювати лише один вузол, а

пошук пошкодження не викликає труднощів.

2. Горизонтальна

топологія, або „загаль

онтальної схеми, яку подано на рис.6.17, вузли поєднують однією за-

гальною кабельною лінією. Переваги цієї топології полягають в простоті

організації мережі та низькій її вартості. Недоліком такої топології вважа-

ється мала стійкість до пошкоджень – при пошкодженні кабелю в довіль-

ному місці порушується робота всієї мережі

, а пошук несправності затру-

юється.

исунок 6.16 – Концентратор для підключення двадцяти чотирьох

вузлів мережі

исунок 6.17 – Горизонтальна топологія комп’ютерної мережі

(позначення відповідають рис. 6.15)

275

3. Кільцева топологія. Вона передбачає виконання замкненої мережі.

В дан

ологією достатньо легко

може

. Розподілена топологія. Вона є подальшим розвитком кільцевої

мереж

ому випадку кожен вузол мережі з’єднано з двома сусідніми. За ра-

хунок цього отримують надмірність зв’язків, яка в цілому визначає високу

надійність мережі. При пошкодженні кабеля в довільному місці кільця ін-

формацію однаково буде передано одержувачу.

Окрім вказаного, мережа з кільцевою топ

бути розширена, однак

така топологія обумовлює підвищену вартість

ЛОМ. Топологія кільцевої мережі подана на рис.6.18.

исунок 6.18 – Кільцева тополо комп’ютерної мережі: гія

(позначення відповідають рис. 6.15)

і. Тут передбачається, що кожен вузол поєднано не менш, ніж з дво-

ма іншими вузлами. Такий підхід до будови мережі є найбільш надійним і

мобільним. Головна його перевага – багатоваріантність маршрутів переда-

чі даних. Приклад розподіленої топології зображено на рис. 6.19, а.

К К К

исунок 6.19 – Розподілена (а) та гібридна (б)

топології комп’ютерних мереж:

К – концентратор

276

5. Комбіновані (гібридні) топології. Вони передбачають використан-

ня на

використовується для досягнення оптима-

язують з ін-

форма

роль проходження даних по всій мережі або певній

її част

і монітори використову-

ють к

о мережі. В ЛОМ для об-

слуго

різних ділянках мережі різних підходів до конфігурації системи.

Приклад такої будови мережі подано на рис.6.19, б, з якого видно, що роз-

виток системи в даному випадку здійснюють за рахунок її каскадування

концентраторами.

топологія Гібридна

льного використання всіх сегментів локальної мережі.

ибір певної топології мережі на окремих її ділянках зв’В

ційним навантаженням системи, тобто кількістю інформації, що пе-

редається в одиницю часу певними ділянками. Ця величина вимірюється в

мегабайтах за секунду.

Здійснювати конт

ині, виявляти найбільш активних користувачів та найбільш заванта

жені вузли системи дозволяють мережні монітори і аналізатори. Окрім

цих компонентів технічного забезпечення для діагностики роботи ЛОМ

використовують мережні тестери. Останні дозволяють встановити мак-

симальну швидкість роботи ділянок мережі, пошук ділянок, що вийшли з

ладу, визначати відстані до місця пошко-

дження кабеля.

Як мережн

исунок 6.20 – Зовнішній вигляд

ережного тестеру

омп’ютери зі

встановленим спеціаль-

ним програмним забезпеченням. Мережні

аналізатори і тестери є автономними мало-

габаритними приладами, програмне забез-

печення яких можна поновлювати шляхом

з’єднання цих приладів з комп’ютером.

Зовнішній вигляд мережного тестера по-

дано на рис.6.20.

адміністратора Вище вже йшла мова пр

вування користувачів вводять

посаду одного чи кількох адміністра-

торів. Діяльність адміністраторів пов’язана з тим, щоб ресурси ЛОМ раці-

онально розподілялись між користувачами, а обмін інформацією в ЛОМ

здійснювався швидко і ефективно.

277

6.3.3 Розподілені мережі

Певні підсистеми САПР ДВ

територіальну і мають зна

З, наприклад АСКТП, АСКВД, можуть

мати чну функціональну відокремленість від ін-

ших

ті зв

’язків між САПР та зовнішнім середовищем, створюють РМ,

для як

ть

ентралізоване і децентралізоване керування, до єдиної розпо-

мо-

гою телефонних, спеціальних кабельних та наземних мікрохвильових лі-

ній, за

іщуються на великих ЕОМ. Достатньо

часто

підрозділів проектної організації. З цього приводу такі підсистеми

можуть створюватись на базі окремих ЛОМ. Водночас з метою забезпе-

чення високої ефективності інтегрованої САПР виникає необхідність за-

безпечення принципів сумісності всіх

функціональних підсистем та інфо-

рмаційної узгодженості програм. Вказане може бути досягнуто шляхом

поєднання КТЗ окремих ЛОМ в єдину комп’ютерну мережу. В поданому

випадку будемо мати розподілену мережу, що характеризується децентра-

лізацією її вузлів за наявності загального централізованого керування сис-

темою.

В інших випадках, що визначаються дотриманням принципу опти-

мальнос

их є характерним як децентралізація вузлів, так і децентралізація ке-

рування ними. Прикладом таких РМ є системи головних фірм і дочірніх

компаній, системи багатогалузевих об’єднань, РМ асоціацій, до яких залу-

чено системи різних фірм, наприклад, постачальників і споживачів.

Залучення локальних обчислювальних мереж, що маю

діленої мережі утворює регіональну обчислювальну мережу.

Зв’язок між окремими ЛОМ в межах РОМ здійснюється за допо

собів супутникового зв’язку.

Важливою рисою РОМ є надання інформаційно-пошукових послуг з

використанням баз даних, що розм

РОМ забезпечують доступ до суперкомп’ютерних обчислювальних

технологій

. Так, наприклад, метою створення мережі NSFnet (кінець 80-х

років ХХ ст.) було надання доступу широкому загалу користувачів окре-

мих ЛОМ до п’яти суперкомп’ютерних центрів США. До того часу супер-

комп’ютерними технологіями володіли тільки розробники озброєння та

малочисельні підрозділи найпотужніших корпорацій. NSFnet – мережа на-

ціонального наукового фонду США. Вона є

класичним зразком РОМ.

Іншими такими прикладами можуть бути мережа Relcom – регіона-

278

льна мережа країн СНД та мережа URAN – Українська науково-освітня

мереж

ставництво в Internet

мають

клу СТС.

міжм -

гає у

ission Control Protocol / Internet Protocol

(TCP/ e

ємодії комп’ютерів необмеженої кількості ЛОМ. Водно-

час це

ступному рів-

ні – м

а. Остання створюється за рішенням Міністерства освіти і науки

України та Національної Академії Наук України. Першу чергу мережі по-

будовано за ієрархічним принципом: з центральним вузлом в Києві та

п’ятьма регіональними вузлами в Харкові, Львові, Дніпропетровську, Оде-

сі і Донецьку. Регіональний

центр Північно-східного сегменту мережі

URAN створено в Харкові на базі вузла НТУ “ХПІ”.

До ГОМ залучають різнорідні ЛОМ і РОМ. Всесвітньою надвели-

кою ГОМ є мережа Internet. На сьогодні своє пред

практично всі науково-дослідні та проектні організації.

Поєднання окремих ЛОМ і РОМ у форму ГОМ є обов’язковою

сучасною умовою ефективної підтримки життєвого ци

Можливість об’єднання окремих ЛОМ в РОМ та ГОМ називають

режним обміном. Вагомість технологій міжмережного обміну поляе

незалежності дій користувачів від особливостей обладнання довіль-

них вузлів розподілених мереж.

Офіційним мережним стандартом, що описує процес взаємодії

комп’ютерів у мережі, є Transm

IP). Його опубліковано в серії документів під назвою R quest for

Comment (RFC).

Стандарт TCP/IP розроблено для глобальних мереж. Він викорис-

товується для вза

й протокол застосовують для зв’язку окремих мереж певної органі-

зації, навіть коли зв’язок із зовнішніми мережами відсутній.

Стандарт TCP/IP передбачає декілька рівнів. На нижньому рівні він

забезпечує основні способи фізичної організації мереж,

на на

іжмережну взаємодію. За основний протокол міжмережної взаємодії

тут прийнято IP-пртокол (Internet Protocol), який передбачає передавання

інформації в складених мережах з великою кількістю ЛОМ. При цьому

кожне повідомлення, що надсилається, поділяється на частини. Ці частини

називають пакетами. Кожний пакет пересилається окремо від інших паке-

тів. Об’єм одного IP-пакета не

перевищує 1500 байт. Такий розподіл інфо-

рмації не дозволяє монополізувати мережу одним користувачем. Для авто-

матичного поновлення цілісності переданих повідомлень кожен пакет ну-

мерується.

279