Кафедра «Вычислительная техника. Кафедра электронных вычислительных машин Кафедра электронных вычислительных машин

К курсовому проекту

По курсу: «Вычислительные комплексы системы и сети».

На тему: «Блок приёма и обработки пакетов адаптера ЛВС».

Выполнил: Проверил:

ст. гр. 350505 Ламовский Д.В.

Сороковик В.В.

Минск 2007.

Задание к курсовому проекту

Разработать блок приёма и обработки пакетов адаптера (контроллера) ЛВС (локальной вычислительной сети).

Исходные данные:

Введение. 5

Разработка структурной схемы. 8

Разработка функциональной схемы. 12

Выбор, обоснование и описание элементной базы. 14

Разработка принципиальной схемы. 23

Заключение. 24

Литература. 25

Введение

Локальные сети персональных компьютеров появились в нашей стране относительно недавно и быстро завоевали популярность. Оказалось, что объединение компьютеров в единую сеть дает большие возможности, несравнимые с простой передачей файлов из одного компьютера в другой.

Кроме передачи файлов локальные сети позволяют организовать совместное использование дорогостоящей аппаратуры, а также распределенную обработку данных на нескольких компьютерах. Это дает значительную экономию денежных средств.

Другой дорогостоящий ресурс вычислительных систем - дисковая память. В локальной сети вы сможете организовать коллективный доступ к дискам одного или нескольких компьютеров. На диске практически каждого компьютера установлены утилиты MS-DOS или операционная система Windows, какой-нибудь текстовый процессор, утилиты Нортона, справочные базы данных и т. п. Вам незачем хранить все эти программы на всех дисках всех компьютеров, подключенных к сети. Вместо этого можно организовать совместное использование одной копии этих программных средств, расположенной только на одном компьютере. Диски остальных компьютеров при этом можно освободить для решения задач, специфических для пользователей этих компьютеров.

При этом может оказаться, что некоторые компьютеры могут вообще не иметь дисков, ни жестких, ни гибких! Операционная система может загружаться из сети с другого компьютера, данные для обработки могут вводиться с клавиатуры или дисков другого компьютера и после обработки эти данные будут записываться опять-таки на диск другого компьютера!

Еще один пример коллективного использования устройства в сети - совместная работа нескольких пользователей с одним модемом. Хороший модем стоит больших денег, поэтому в нашем случае едва ли стоит покупать десять модемов, когда можно воспользоваться одним.

Можно организовать распределенную обработку данных. Например, если имеется большая база данных, она может располагаться на одном мощном компьютере. Можно организовать доступ к этой базе данных из других компьютеров, подключенных к сети. При этом выборка и предварительная обработка данных будет выполняться мощной машиной, а окончательная обработка и представление данных - менее мощными и менее дорогостоящими персональными компьютерами.

Централизованное хранение базы данных имеет еще и то преимущество, что облегчается процесс сопровождения, обеспечения целостности базы данных и организация архивирования и резервного копирования информации. Совмещение централизованного хранения и распределенной обработки информации может значительно повысить эффективность системы в целом и уменьшить ее стоимость.

Для организации ЛВС необходимо соответствующее структурообразующее оборудование и программное обеспечение.

Структурообразующее оборудование можно подразделить на две группы:

к первой группе можно отнести средства, с помощью которых рабочие станции и другие средства подключаются к каналу передачи данных. Такими средствами являются сетевые адаптеры, модемы.

ко второй группе относятся средства, осуществляющие соединение сегментов сети между собой, подсетей между собой и т.д. Сюда относятся повторители, коммутаторы, концентраторы, мосты, маршрутизаторы, шлюзы.

Сетевой адаптер предназначен для сопряжения рабочих станций с каналом передачи данных. Он осуществляет формирование кадров, управление доступом к моноканалу, физическое сопряжение выхода рабочей станции с физической средой передачи данных.

Научно-исследовательский институт в области информационных технологий, вычислительной техники и микроэлектроники.

Кафедра Электронных Вычислительных Машин ФРТК была создана в МФТИ основателем отечественной вычислительной техники - академиком Сергеем Алексеевичем Лебедевым в 1952г.

Заведующими кафедрой в разные годы были академики С.А.Лебедев, В.С.Бурцев, член-корр. Г.Г.Рябов, к.т.н. С.В.Калин. В настоящее время кафедрой руководит д.ф.-м.н., проф.А.В.Князев.

В разные годы преподавателями кафедры были:

• академики В.С.Бурцев, В.А.Мельников,
• член-корреспонденты РАН Б.А.Бабаян, Л.Н.Королев, Г.Г.Рябов,
• доктора физико-математических наук А.А.Абрамов, Д.Б.Подшивалов,
• доктора технических наук В.В.Бардиж, А.А.Новиков, А.Л.Плоткин, Ю.С.Рябцев, В.Ф.Тюрин, В.М.Пентковский, В.И.Перекатов и другие ведущие специалисты ИТМ и ВТ.

Первый выпуск кафедры ЭВМ состоялся в 1957 году. С 1957г. кафедрой проведено 55 выпусков студентов. Всего выпущено более 400 человек. Среди них стали выдающимися учёными и конструкторами - академики РАН В.С.Бурцев, В.П.Иванников, член-корреспондент РАН Б.А.Бабаян; доктора технических наук А.А.Новиков, В.М.Пентковский, Ю.Х.Сахин, Ю.С.Рябцев.

• Лауреатами Ленинской и Государственных премий СССР стали выпускники кафедры: В.С.Бурцев, Б.А.Бабаян, Ю.С.Рябцев.
• Лауреаты Ленинской премии СССР - А.А.Новиков, Ю.Х.Сахин.
• Лауреаты Государственной премии СССР - В.П.Иванников, В.М.Пентковский, Г.И.Гришаков, И.К.Хайлов, В.С.Чехлов, В.Я.Горштейн.

Выдающимися достижениями прошлых лет являются разработки отечественных высокопроизводительных ЭВМ (БЭСМ, Эльбрус), специализированных управляющих машин (достаточно подробно об этом написано на ), а также современные разработки специалистов института, такие как:

• система цифрового автоматического управления современных силовых установок самолетов;
• специализированная модульная система обработки высокоскоростных потоков информации;
• спецвычислитель радар-процессора для навигационных морских систем;
• специальные разработки в области защиты информации и др.

Они представляют собой существенный вклад в развитие отечественной цифровой вычислительной техники.

Кафедра вычислительной техники ТОГУ осуществляет подготовку инженеров-системотехников по специальности «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» и инженеров по специальности «Многоканальные телекоммуникационные системы». Кафедра организована в 1983 году.

Высококвалифицированные преподаватели, научные работники, специалисты в области вычислительной техники ведут дисциплины по аппаратному и программному обеспечению ПЭВМ, куда входят системное программирование, проектирование ЭВМ, периферийные устройства, схемотехника, электроника, системы и сети и многие другие.

За время обучения студенты профессионально овладевают работой на ЭВМ с использованием широко распространенных приложений. Первые два года студенты получают основы высшего образования, получая знания в области естественнонаучных и общетехнических дисциплин. По специальности изучаются теоретические и практические вопросы информатики и программирования, основы машинной графики.

На старших курсах ведется техническая подготовка. Специальные предметы формируют базовые представления об инженерной специальности будущего выпускника, вводят его в курс прикладных и основных научных проблем в изучаемых предметных областях. Студенты изучают циклы дисциплин по системному программному обеспечению, электронике, схемотехнике, проектированию ПЭВМ и др. Курсовое проектирование ведется с присутствием высокой доли творческой составляющей. При дипломном проектировании широко используются научно-технические разработки ведущих сотрудников кафедры.

Специальная техническая подготовка в области проектирования аппаратуры, изучение методов и практическое освоение прикладных программ формирует навыки инженерных разработок, а также дают возможность получить достаточно полное представление о современной вычислительной технике.

Обучение производится в современных компьютерных классах. Все компьютеры объединены в локальную вычислительную сеть и подключены к глобальной сети Internet.

Наши выпускники работают в области разработки, внедрения и эксплуатации вычислительных систем и средств передачи данных, которые широко применяются в финансовых, управленческих, производственных и исследовательских организациях.

В имеющихся отзывах отмечается высокий профессионализм выпускников и их способность быстро и качественно решать задачи различного уровня. Отмечаются высокий уровень знаний выпускников, связанный с применением, модернизацией и ремонтом вычислительной техники, а также с разработкой электронной аппаратуры и специализированных узлов ЭВМ.

Вы хотите познать мир компьютера, получить профессиональные знания и, в конечном итоге, стать высококвалифицированным инженером-системотехником? Вы хотите получить дополнительное образование в областях компьютерной техники и современных сетевых технологий? Приходите к нам на кафедру вычислительной техники. Ждем!

Заведующий кафедрой ВТ Сай С. В

История кафедры

В 1972 году в Хабаровском политехническом институте при кафедре «Автоматизация производственных процессов» приказом ректора ХПИ Даниловского М.П., была организована предметная комиссия «Вычислительная техника и прикладная математика». Руководителем был назначен Первунинский С.М.

В 1973 году на базе предметной комиссии была создана кафедра «Вычислительная техника и прикладная математика», которой руководил сначала к.т.н., доцент Первунинский С.М. , а потом был назначен профессор, член-корреспондент Академии наук СССР, д.т.н. Бабушкин М.Н. Основной задачей предметной комиссии, а затем и кафедры ВТ и ПМ было освоение и внедрение в учебный процесс дисциплины «Вычислительная техника в инженерных и экономических расчетах» для всех специальностей ХПИ. К этому моменту кафедра имела цифровые вычислительные машины марки «Проминь» в количестве 3 шт., емкость памяти которых составляла 200 чисел с плавающей запятой при максимальной длине программы 160 команд. Кроме того с помощью кафедры АПП (зав. кафедрой Храмов В.А.) , был организован класс аналоговых вычислительных машин на базе АВМ типа МН-7, при кафедре функционировала научно-исследовательская лаборатория на базе аналоговых машин типа МПТ-9 и МБН. Всю вычислительную технику обслуживали инженеры Агеев В.В., Бахрушин А.П., Попов В.А. и лаборанты Савич М.И. , Подзноев В.И. Услугами лабораторий кафедры пользовались студенты и аспиранты различных кафедр ХПИ. При кафедре в 1973 году была открыта аспирантура под руководством Бабушкина М.Н., первыми аспирантами были Бахрушина Г.И., Палькин В.В., Агеев В.В., Никишин А.П., но аспиранты не были обеспечены должным руководством и вниманием со стороны Бабушкина М.Н. и контролем со стороны института, только в 1997 году Бахрушина Г.И. защитила диссертацию по другой теме.

В первые годы (1972-1975 ) кафедра ВТ и ПМ вела курс ВТИЭР для блока экономических специальностей, в дальнейшем этот курс был распространен на строительные, механические, дорожные, и др. специальности.

В 1975-1978 гг . технический потенциал кафедры ВТ и ПМ был усилен более современными для того времени ЭВМ типа «Наири», у которых объем памяти данных и программ в сотни раз превосходил лучшие модели ЭВМ «Проминь».

В 1979 год у каждый студент ХПИ в течение полугода изучал основы программирования на ЭВМ и выполнял цикл лабораторных работ в ходе изучения дисциплины ВТ и ЭР. На кафедре ВТ и ПМ с 1972 по 1981 годы под руководством доцента Первунинского С.М. коллективом в составе преподавателей Сидорова Н.Н., Бахрушина А.П., Бахрушиной Г.И., Корзовой Л.Н., Агеева В.В., Сидорчук Н.Н., Галактионовой Т.У., Палькина В.В., Толщина В.М., Наумова Л.А., Никишина А.П., Барабаш П.И., Тен Т.И., Буркова С.М., Даниэлова Р.Э. и др. была создана учебно-методическая база и разработаны рабочие программы с учетом требований всех инженерных специальностей ХПИ.

В начале 80-х годов в связи с резким развитием вычислительной техники возникла актуальная необходимость в открытии новой специальности по проектированию и эксплуатации средств вычислительной техники и программного обеспечения.

В 1981 году по инициативе Наумова Л.А. и Даниэлова Р.Э., были начаты организационные работы по открытию новой специальности - подготовлены технико-экономические обоснования с учетом требований Дальневосточного региона, командированы на стажировку и ФПК ряд преподавателей кафедры ВТ и ПМ и сотрудников вычислительного центра (Толщин В.М., Палькин В.В., Агеев В.В., Шеломанов А.Е., Бахрушин А.П. и др.), а также приглашены специалисты из других регионов страны.

12 июля 1982 года в краевых органах печати был объявлен дополнительный прием студентов на специальность 0608 «Электронные вычислительные машины» (50 чел.). Новая специальность была открыта на инженерно-экономическом факультете (декан Трунин В. Г.) на базе кафедры ВТ и ПМ. Первый набор характеризовался очень высоким проходным баллом - не более одной «четверки» должны были получить абитуриенты, чтобы быть зачисленными на специальность ЭВМ. К этому моменту лаборатория вычислительной техники (ЛВТ) была преобразована в Вычислительный центр, а сотрудники ВЦ освоили и подготовили к учебному процессу вычислительную технику в составе ЭВМ М-222, ЕС-1022, Наири-К и мини-ЭВМ типа СМ-1, СМ-2. В 1983 году на ИЭФ был произведен второй набор (50 чел.) студентов по специальности ЭВМ.

В 1984 году была организована кафедра ЭВМ в составе: заведующий кафедрой Наумов Л.А., преподаватели - Толщин В.М., Корзова Л.Н., Бахрушина Г.И., Агеев В.В., Сай С.В., Чье Ю.С., которые составили будущий костяк кафедры ЭВМ. В 1984 году набор по специальности ЭВМ производился на Химико-технологический факультет (декан Шкутко В.В.) в количестве 100 чел. В течение 1982-1987 гг. гр. ЭВМ 21-22, 31-32, 41-44 неоднократно занимали первые места в смотре успеваемости по институту среди выпускающих кафедр.

В 1985 год у был создан новый факультет для организации обучения по блоку электронных специальностей - факультет автоматизации технологических процессов (ФАТП), который вскоре получил свое истинное название - факультет электронной техники (ФЭТ). Набор студентов по специальности ЭВМ в 1985 году сохранился на уровне 100 чел., но кроме того были открыты две новые специальности - 0606 «Автоматика и теле механика» и 0629 «Полупроводниковые приборы и микроэлектроника». Вычислительный центр при кафедре ЭВМ был оснащен первым дисплейным классом на базе комплекса ЕС-7906, четыре дисплея позволяли в интерактивном режиме участвовать пользователям в отладке и анализе вычислительных процессов, что позволило студентам ФЭТ непосредственно изучать многообразие и особенности не только вычислительных процессов, но и взаимодействие функциональных узлов вычислительной техники. Обучение студентов ХПИ других специальностей основам компьютерной грамотности и программирования в других областях науки и техники было возложено на кафедру ВТ и ПМ (заведующий кафедрой Бахрушин А.П.),которая благодаря личному участию заведующего кафедрой была в короткий срок оснащена первым компьютерным классом на базе микро-ЭВМ «Искра-1256». При кафедре ЭВМ была организована зональная лаборатория «Автоматизированные системы научных исследований» в состав которой вошли: лаборатория «Океан», лаборатория вычислительной техники (ЛВТ), научно-исследовательская лаборатория электротехники. По итогам успеваемости в 1985 году кафедра ЭВМ заняла 3-е место.

В 1986 году ФЭТ получил официальный статус, новый факультет возглавил новый декан - доцент Наумов Л.А. Состав кафедры был усилен новыми преподавателями, окончившими аспирантуру в московских ВУЗах и защитившими диссертации (Бурков С.М. , Шеломанов А.Е. , Бахрушин А.П.) Заведующим кафедрой П и МП назначен доцент Ри Бак Сон. Набор студентов по специальности ЭВМ сохранился на прежнем уровне (100 чел.). На кафедре ЭВМ в порядке эксперимента по рекомендации Министерства высшего и среднего образования РСФСР и инициативе декана ФЭТ была организована целевая интенсивная подготовка специалистов (ЦИПС), основанная на базе АОС (Автоматизированные обучающие системы) и полной компьютеризации учебного процесса. В основу ЦИПС были положены 3 принципа:

· кооперация - создание учебно-научных производственных объединений: ХПИ - завод «Сплав», ХПИ - предприятие «Изотоп», сквозное курсовое и дипломное проектирование и прохождение производственных практик на предприятиях, модульное распределение специалистов по одной или нескольким специальностям ФЭТ

· гибкость образования, основанная на интенсивных методах АОС, адаптивных под производственные и научные цели учебных планах

· интенсивное обучение студентов, начиная с первого курса, с применением ЭВМ на основе систем автоматизированного проектирования (САПР), системного анализа, автоматизированных банков данных и баз знаний (АБД и БЗ), гибких автоматизированных производств (ГАП).

В 1986 году дисплейный класс на кафедре ЭВМ пополнился новым комплексом ЕС-7920 (8 дисплеев), таким образом было увеличено количество рабочих мест, что позволило увеличить поток пользователей, кроме того была организована круглосуточная работа дисплейных классов. Всю нагрузку по организации и обслуживанию бесперебойной работы дисплейных классов взяли на себя студенты старших курсов специальности ЭВМ. В последующем на базе ЕС-1022 , ЕС-1035 и комплексов ЕС-7906 и ЕС-7920 была организована локальная вычислительная сеть со звездообразной архитектурой. На кафедрах ХПИ были организованы филиалы ВЦ (СМ-3 , СМ-4, СМ-1420, МЕRA-60, ДВК-2М, ДВК-3), которые обслуживались специалистами ВЦ и студентами старших курсов специальности ЭВМ. Впервые в институте при ФЭТ был создан студенческий деканат, который взял на себя обработку документов на всех студентов ФЭТ, распределение по группам, выделение общежитий, организация общественных и сельско-хозяйственных работ. Через студенческий деканат проходили все приказы и распоряжения по факультету относительно студентов. Был организован малый совет факультета, в него: общественный декан, старосты групп, студенческий совет общежития. Общественным деканом работала студентка 2-го курса Галина Макарова.

В 1987 году развивалось студенческое самоуправление - был создан студенческий научно-технический совет: председателем которого был Малых И. , а в состав входили студенты старших курсов - Колесов А., Хламенок В, Иванов М., Мирошниченко И., Долгов С., Климов Ю., Овчинникова Н. Весной организован научно-производственный отряд «Информатика». Отряд в составе 11 студентов обучали основам компьютерной грамотности учащихся 10-х классов школ Краснофлотского района. По итогам обучения были выбраны 18 школьников, которым рекомендовано поступать на специальность ЭВМ, и эти рекомендации отправлены в приемную комиссию ХПИ. Летом студентам был предоставлен автобус, оснащенный как дисплейный класс, который курсировал в пионерские лагеря, где учащиеся средней школы во время каникул осваивали навыки работы на ЭВМ. В роли преподавателей выступали студенты 4-го курса Лобастов А., Долгов С., Иванов М. На кафедре в марте-июне первое в истории кафедры дипломное проектирование. Около половины студентов проходило преддипломную практику и дипломное проектирование на ведущих предприятиях Министерства электронной промышленности городов Новосибирска и Владивостока. Студенты зарекомендовали себя с лучшей стороны. Первый выпуск составил 45 человек, которые были распределены на предприятия Хабаровска, Владивостока и Новосибирска. В ХПИ для работы на кафедре и ВЦ было распределено 9 человек. Первой студенткой, защитившей диплом на кафедре ЭВМ, стала Наталья Кузнецова, ей был вручен памятный подарок от преподавателей кафедры ЭВМ на торжественном заседании ГЭК, посвященном вручению дипломов и присвоению дипломникам квалификации инженер-системотехник по специальности «Электронные вычислительные машины».

В 1992 году специальность ЭВМ получила новое название «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети». В 1995 году кафедра ЭВМ переименована в кафедру вычислительной техники (ВТ). К этому времени кафедра была наполовину оснащена персональными компьютерами типа IBM PC последних моделей на базе процессоров Intel 386-486.

В 2004 году при кафедре создана совместная с Институтом проблем морских технологий ДВО РАН (г. Владивосток) научно-учебная исследовательская лаборатория Интеллектуальных технологий и систем (ЛИТиС). Студенты кафедры активно участвуют в научно-исследовательских работах по созданию аппаратно-программных средств подводных роботов.

С 2005 года кафедра ВТ перешла на трехступенчатую подготовку по направлению «Информатика и вычислительная техника». Студенты специальности ВМ активно участвуют в научных исследованиях и разработках проводимых на кафедре. К основным научным направлениям относятся: «Цифровая обработка и анализ изображений»; «Микропроцессорные системы»; «Подводные роботы и их системы». При кафедре действует аспирантура, в которой обучаются лучшие выпускники. Значительный интерес к студентам и выпускникам нашей кафедры проявляют зарубежные партнеры. В 2000 году между ХГТУ и Саарлендским университетом (Германия) заключен договор о совместной подготовке специалистов в области компьютерных наук. В 2007 году более 10 выпускников специальности ВМ, прошедшие стажировку в Германии, кроме Российского диплома инженера имеют международный сертификат магистра.

В 2009 году штат преподавателей составляет 8 человек, из них 6 со степенями и званиями. Лабораторная база оснащена самыми современными компьютерами, учебными стендами и измерительной техникой.