Technologie sieciowe: sieci bezprzewodowe

Urządzenia bezprzewodowe działają w określonym paśmie częstotliwości. Pewna część pasm nosi nazwę PNM co oznacza przemysłowe, naukowe, medyczne (ISM – ang. Industrial, Scientific and Medical). W Polsce należy do tej grupy także pasmo S 2.4 – 2.5 GHz (w tym pasmie pracują kuchenki mikrofalowe).

Pasma PNM są zazwyczaj darmowe przy założeniu, że są to urządzenia małych mocy. Jest to z jednej strony pozytywny aspekt, z drugiej zaś powoduje znaczne zaśmiecenie tego typu pasm.

Przykładowo moc typowych kart sieci bezprzewodowej 2.4 GHz wynosi maksymalnie 100

mW. Zasięg tego typu urządzeń to od kilkudziesięciu do kilkuset metrów.

Nośnikiem w sieciach bezprzewodowych mogą być fale radiowe (RF) oraz podczerwień (IR).

Podczerwień nie zyskała jednak większego znaczenia w zakresie sieci komputerowych.

Technologie sieciowe: sieci radiowe

W sieciach radiowych zespół komunikujących się ze sobą stacji nosi nazwę podstawowego zestawu usługowego BSS (ang. Basic Service Set). Komunikacja odbywa się w obszarze o nieokreślonych ściśle i nieostrych granicach. Jeśli stacji znajduje się w obszarze BSS może komunikować się z innymi członkami BSS. Mamy dwa typy BSS-ów: niezależny (bez punktu dostępowego Access Point) i strukturalny (z wykorzystaniem AP).

Istotnym problemem jest przechodzenie stacji mobilnych między BSS'ami oraz bezpieczeństwo sieci bezprzewodowych.

KOMPUTERY RÓWNOLEGŁE

Podstawowe pojęcia

Proces – jest jednostką aktywną kontrolowaną przez system operacyjny. Można powiedzieć , że proces jest aktualnie wykonywany programem.

Wątek – (ang. thread) jest to instancja procedury obliczeniowej, która posiada własne dane lokalne oraz dostęp do danych globalnych,

Różnica pomiędzy wątkiem a procesem: wątki działają wewnątrz pewnego procesu i mają dostęp do wspólnego segmentu danych. Każdy watek posiada własne zmienne lokalne. Zmienne lokalne jednego wątku są dostępne z innych wątków tego samego procesu.

Obliczenia równoległe - określenie dotyczące programów

i procesów wykonywanych jednocześnie.

Wymagana jest większa ilość procesorów

lub połączonych komputerów.

Komputery równoległe

Stosowane powszechnie komputery osobiste posiadają w swojej strukturze (architekturze) najczęściej jeden procesor o określonej mocy obliczeniowej.

Jednostką mocy obliczeniowej maszyn (komputerów) jest 1 Gflops tzn. 109 flops (z ang. floating point operations per seconds flop/s), czyli wykonanie jednego miliarda operacji zmiennopozycyjnych w ciągu jednej sekundy.

Przeciętnie komputery klasy Pentium IV 2.0 GHz posiadają moc obliczeniową około 2.4 Gflops.

Komputery równoległe posiadają większą ilość procesorów i umożliwiają wykonywanie obliczeń równolegle – posiadają znacznie większe moce obliczeniowe.

Mechanizmy potokowe – przetwarzanie równoległe

Pierwsza forma polegała na pobraniu następnego rozkazu w trakcie wykonywania poprzedniego. W tym celu nie jest wymagana większa ilość procesorów, a jedynie specjalna ich konstrukcja. Wydzielone jego części pracują jednocześnie i niezależnie od siebie wykonują składowe części większej operacji.

Fazy:

1 – pobranie rozkazu

3 – wyznaczenie adresu

2 – zdekodowanie

4 – wykonanie operacji

Klasyfikacje maszyn równoległych

W pierwszej, najbardziej ogólnej, klasyfikacji komputerów równoległych tzw. taksonomii Flynna, bierze się pod uwagę funkcje realizowane przez poszczególne procesory oraz dane, którymi dysponują.

Można wyróżnić cztery typy maszyn:

1. SISD (Single Instruction stream Singla data stream)

2. SIMD (Single Instruction stream Multiple Data stream)

3. MISD (Multiple Instruction stream Single Data stream)

4. MIMD (Multiple Instruction stream Multiple Data stream)

z czego zaznaczone kolorem czerwonym zostaną krótko scharakteryzowane.

SISD

Komputery tej grupy wykonują rozkazy sekwencyjnie (jeden za drugim), a o ich architekturze mówi się architektura von Neumanna. Zbudowane są one najczęściej z jednej jednostki sterującej, jednej przetwarzającej (arytmetyczno-logicznej) i jednego bloku pamięci operacyjnej.

Do tej kategorii zaliczane są również komputery, które podczas wykonywania rozkazów wykorzystują mechanizmy przetwarzania potokowego.

SISD

SR

JS

JP

MP

SD

SR – strumień rozkazów, SD – strumienie danych, JS – jedn. Sterująca, JP – jedn. Przetwarzająca, MP – moduł pamięci

SIMD

W komputerach o takiej organizacji wiele jednostek przetwarzających jest przyporządkowanych jednej jednostce sterującej. W praktyce oznacza to, że te same operacje wykonywane są jednocześnie na rożnych danych.

SIMD

JP

SD

1

1

MP1

JP

MP2

JS

2

SD2

SD

MP

JP

m

n

n

SR

SR – strumień rozkazów, SD – strumienie danych, JS – jedn. Sterująca, JP – jedn. Przetwarzająca, MP – moduł pamięci

MIMD

Jest to najważniejsza kategoria maszyn równoległych. W jej organizacji wyróżnić można wiele strumieni rozkazów i danych angażujących wiele jednostek sterujących i jednostek przetwarzających.

W maszynach takich poszczególne procesory wykonują różne operacje na różnych danych, stanowiących różńe części tego samego zadania obliczeniowego.

SR

SD

1

SR

1

1

JS

JP

1

1

MP1

SR

SD

SR2

2

2

JS

JP

MP

2

2

1

SRn

SDn

JS

JP

MP

SRn

n

n

m

SR – strumień rozkazów, SD – strumienie danych, JS – jedn. Sterująca, JP – jedn. Przetwarzająca, MP – moduł pamięci

Rodzaje komputerów MIMD

Maszyna z pamięcią wspólną SM-MIMD (ang. shared memory) zbudowana jest z niezależnie działającej grupy procesorów. Każdy z nich ma dostęp do wspólnego obszaru pamięci (tzw. pamięci globalnej).

Teoretycznie, każdy procesor może uzyskać dostęp do do dowolnego obszaru pamięci w tym samym czasie.

Proc.

Proc.

Proc.

Stan połączeń

Pamięć