1. Jakie są najważniejsze różnice miedzy komputerem, mikrokontrolerem i DSP? (pod względem budowy

i zastosowań)

Komputer:

• Uniwersalny

• Budowany z wielu podzespołów

• Duża moc obliczeniowa (często „marnowana”)

• Wiele programów w pamięci operacyjnej i stałej

• Łatwość przeprogramowania

Mikrokontroler:

• Komputer zintegrowany w jednym układzie

• Wbudowane specjalistyczne moduły (przetworniki A/C, przemysłowe interfejsy komunikacyjne)

• Dedykowany do konkretnego zastosowania

• Mniejsza moc obliczeniowa (ale często szybszy w konkretnym zastosowaniu)

• Jeden wyspecjalizowany program

• Przeprogramowanie zwykle wymaga dodatkowych zabiegów (zewnętrzny programator)

• Obecnie zwykle niski pobór mocy

Procesor sygnałowy DSP:

• Specjalizowane procesory do przetwarzania sygnałów w czasie rzeczywistym

• Podobne do mikrokontrolerów (integracja)

• Sprzętowe dostosowanie do wykonania operacji najczęściej występujących przy przetwarzaniu sygnałów( filtracji FIR i IIR, transformacji Fouriera, korelacji wzajemnej)

• Specjalne instrukcje do przetwarzania sygnałów (np. instrukcje MAC a=a+b*c)

• Potokowe przetwarzanie danych

Programowalny sterownik logiczny PLC

• Specjalizowany układ sterujący z wejściami i wyjściami logicznymi (włącz/wyłącz)

• Cyklicznie powtarzany program: skanowanie wejść, wykonanie „logiki” programu, aktualizacja wyjść

• Przetwarzanie sygnałów w czasie rzeczywistym

• Modułowa konstrukcja – jednostka sterująca + dołączanie bloki wejść i wyjść (głównie logicznych)

• Sterownik wewnętrznie wykorzystuje mikrokontroler

• Przeznaczone do sterowania procesami produkcyjnymi (np. linie montażowe, systemy zbiorników pomp) i urządzeniami (np. windy, światła na skrzyżowaniu)

2. Na czym polega szyfrowanie danych? Czym różnią się szyfry symetryczne i asymetryczne?

Dane są przekształcane za pomocą pewnego algorytmu szyfrującego do postaci zaszyfrowanej. Szyfrowanie odbywa się z użyciem klucza lub pary kluczy.

Szyfr symetryczny:

• klucz służy do zaszyfrowania i odszyfrowania wiadomości

• bezpieczeństwo opiera się na utrzymaniu klucza w tajemnicy

Szyfr asymetryczny-szyfr z parą kluczy:

• do szyfrowania i odszyfrowania potrzebna jest para kluczy: prywatny (znany tylko jego właścicielowi) i publiczny (dostępny każdemu), obydwa klucze są ze sobą powiązane matematycznie

• wiadomość zaszyfrowana jednym z kluczy publicznych może być rozszyfrowana tylko drugim(prywatnym) kluczem

1. Narysuj schemat blokowy funkcji. Jak będzie wyglądał wektor H dla B=3 i B=5?

Dla B=3 H=[0,5;2;4,5] dla B=5 H=[5;5;5;5;5]

1. Podany kod funkcji Matlab zapisz zgodnie z zasadami pisania kodu źródłowego.

function jest_pierwsza=l_pierwsza(liczba)

jest_pierwsza=1;

i=2;

while ((jest_pierwsza==1)&(i<liczba))

r=mod(liczba,i);

if (r==0)

jest_pierwsza=0;

disp(sprintf('%d NIE jest liczba pierwsza',liczba));

else

i=(((i)+1));

end;

end;

if (jest_pierwsza==1)

disp(sprintf('%d jest liczba pierwsza',liczba));

end;

1. Podaj i opisz warstwy modelu OSI/ISO.

• aplikacji (warstwa najwyższa) - specyfikacja interfejsu, który wykorzystują aplikacje do przesyłania danych do niższych warstw, udostępnia aplikacjom gotowe funkcje, pracują w niej aplikacje typu serwer WWW, klient poczty, przeglądarka

• prezentacji – opisuje jak przetworzyć dane z/do aplikacji do postaci kanonicznej zgodnej ze specyfikacją OSI (różne systemy mogą różnie interpretować dane, należy przetworzyć je tak, aby aplikacja zawsze otrzymywała to samo)

• sesji – określa sposoby synchronizacji danych z różnych aplikacji, określa jak definiowane są kierunki przepływu danych, określa zasady wznawiania przerwanej transmisji itp.

• transportowa - protokoły opisane w tej warstwie zapewniają logiczną komunikację między aplikacjami pracującymi na różnych komputerach (dbanie o poprawność przesyłania danych, segregacja danych wg priorytetów, powtarzanie transmisji w wypadku błędów)

• sieciowa - zawiera informacje o topologii połączeń (np. sieci), w przypadku sieci z kilkoma drogami do celu – opisuje sposób wyboru drogi

• łącza danych - opisuje znaczenie i zawartość ramki danych (bity kontrolne i sterujące), określa metody wykrywania i naprawiania uszkodzonych danych

• fizyczna - określa wszystkie składniki niezbędne do obsługi elektrycznego/optycznego/radiowego wysyłania i odbierania sygnałów, składa się z czterech obszarów funkcjonalnych - mechanicznego (porty, złącza), elektrycznego (poziomy napięć), funkcjonalnego (znaczenie poszczególnych bitów), proceduralnego (procedury transmisji).

Często warstwy fizyczną i łącza danych łączy się w jedną.

1. Podaj i opisz warstwy modelu TCP/IP.

• Aplikacji - najwyższy poziom, w którym pracują użyteczne dla człowieka aplikacje takie jak np. serwer WWW czy przeglądarka internetowa. Obejmuje zestaw gotowych protokołów, które aplikacje wykorzystują do przesyłania różnego typu informacji w sieci. (np. HTTP, Telnet, FTP)

• Transportowa - gwarantuje pewność przesyłania danych oraz kieruje właściwe informacje do odpowiednich aplikacji. Opiera się to na wykorzystaniu portów określonych dla każdego połączenia. W jednym komputerze może istnieć wiele aplikacji wymieniających dane z tym samym komputerem w sieci i nie nastąpi wymieszanie się przesyłanych przez nie danych. To właśnie ta warstwa nawiązuje i zrywa połączenia między komputerami oraz zapewnia pewność transmisji.

• Sieciowa - w tej warstwie przetwarzane są datagramy posiadające adresy IP. Ustalana jest odpowiednia droga do docelowego komputera w sieci. Routery, które zajmują się kierowaniem ruchu w Internecie, ponieważ znają topologię sieci, posiadają tę warstwę jako najwyższą

• Dostępu do sieci - jest najniższą warstwą, zajmuje się przekazywaniem danych przez fizyczne połączenia między urządzeniami sieciowymi. Najczęściej są to karty sieciowe lub modemy. Dodatkowo warstwa ta jest czasami wyposażona w protokoły do dynamicznego określania adresów IP.

1. Porównaj modele OSI i TCP/IP

Podobieństwa:

• Oba podzielone są na warstwy

• Oba mają warstwy aplikacji, choć obejmują one różne usługi.

• Oba mają porównywalne warstwy transportu i sieci.

• Zakładana jest technologia komunikacji pakietów, a nie komunikacji obwodów.

Różnice:

• TCP/IP łączy funkcje warstw prezentacji i sesji w warstwie aplikacji.

• TCP/IP łączy warstwy łącza danych i fizyczną modelu OSI w jednej warstwie.

• TCP/IP wydaje się prostszy, ponieważ ma mniej warstw. Model odniesienia OSI jest mniej skomplikowany; ma więcej warstw, a to pozwala na szybszą współpracę i rozwiązywanie problemów.

• Protokół TCP/IP to standardy, na których oparty jest Internet, dlatego jest on bardziej wiarygodny. Sieci zazwyczaj nie są budowane w oparciu o protokoły modelu OSI, choć wykorzystuje się go jako przewodnik.

Warstwa aplikacji w protokole TCP/IP spełnia rolę warstwy Aplikacji, prezentacji oraz części sesji protokołu ISO, a warstwa transportowa części sesji i warstwę transportową protokołu ISO. Dodatkowo Warstwa łącza danych i fizyczna została w TCP/IP uproszczona do warstwy dostępu do sieci. Protokół TCP/IP jest bardziej praktyczny niż ISO, jest mniej ścisły. Model ISO jest mało praktyczny i służy, jako model odniesienia do innych protokołów.

1. Załóżmy, że poznajemy nowy standard jakiegoś interfejsu. W opisie której warstwy/warstw należy szukać informacji o: 1-wymiarach fizycznych złącza, 2-algorytmie obliczania sumy CRC, 3-sposobie identyfikacji pakietów danych?

OSI: 1-warstwa fizyczna, 2-warstwa łącza danych, 3-

TCP/IP: 1-warstwa dostępu do sieci, 2-

1. Jak zbudowany jest dysk twardy (fizycznie i logicznie)? W jaki sposób zapisuje się na nim dane? Czym różnią się klasyczne dyski twarde od dysków SSD?

Dysk twardy składa się z:

• Obrotowych, sztywnych talerzy z nośnikiem magnetycznym

• Głowicy na ruchomym ramieniu

• Napędu talerzy

• Układu pozycjonowania głowicy

Organizacja logiczna:

• Zwykle dysk ma kilka talerzy(każdy talerz ma 2 strony czyli 2 głowice)

• Dane zapisane są na ścieżkach

• Ścieżki podzielone są na sektory

Zapis danych polega na odpowiednim namagnesowaniu wyznaczonych miejsc talerza lecz informacje niesie nie samo namagnesowanie ale zmiana polaryzacji.

Solid State Drive: pamięć masowa zastępujący dysk twardy, wykorzystuje pamięć Flash o dużej pojemności (obecnie do 1TB)

Zalety: duża niezawodność (brak ruchomych części, duży zakres temperatur pracy), duża szybkość (większa niż HDD), bezgłośne, o połowę mniejszy pobór energii;

Wady: wysokie ceny, mniejsze pojemności niż HDD.

Zastosowania: przewidywane wyparcie HDD, zgodność programowa i sprzętowa (te same interfejsy), stosowane głównie w przemyśle, elektronice wojskowej, medycznej, urządzeniach przenośnych (niezawodność, odporność na trudne warunki, nie jest wymagana duża pojemność).

1. Opisz architekturę komputera typu Harvard.

ARCHITEKTURA – modyfikacje

-oddzielna pamięć danych i instrukcji, ale wspólna szyna danych i adresowa

ARCHITEKTURA (opis i różnice miedzy von Neumana)

-rozdzielenie programu i danych

-osobne szyny danych dla pamięci programu i danych

-osobne szyny adresowe i sterujące dla pamięci programu i danych (nie w zmodyfikowanej)

-starsza

-prostsza w realizacji

-szybsza

-droższa (dwie szyny)

pierwsze komputery

-mikrokontrolery i procesory sygnałowe

-pamięć podręczna nowoczesnych procesorów

1. Opisz architekturę komputera von Neumana.

ARCHITEKTURA – modyfikacje:

• zegar pamięci taktowany inaczej niż zegar procesora i inaczej niż zegar szyny danych

• -wieloprocesorowość

• pamięci podręczne (niwelują opóźnienia w transmisji z/do pamięci)

ARCHITEKTURA (opis i różnice miedzy harwardzka)

-wspólna pamięć dla programu i danych

-bardziej złożona w realizacji

-bardziej uniwersalna

-tańsza

-współczesne komputery

1. Co oznaczają skróty LAN, MAN, WAN, PAN?

LAN- Local Area Network- sieć lokalna, łącząca komputery np. w jednym budynku

MAN- Metrpolitan Area Network- sieć rozległa, łącząca komputery w regionie lub mieście

WAN- Wide Area Network- sieć rozległa, łącząca komputery w odległych miejscach

PAN- Private Area Network- sieć lokalna, łącząca komputery (a często także tel. komórkowe, drukarki, palmtopy itp. w małej odległości)

1. Jakie są najważniejsze cechy i założenia systemu DNS?

System nazw domenowych:

• system serwerów oraz protokół komunikacyjny

• zapewniają zamianę ‘przyjaznych’ adresów ‘słownych’ na adresy IP

• hierarchiczna struktura nazw

• domena najwyższego poziomu znajduje się na końcu adresu

• kolejne poziomy oddzielone kropką

• pierwotnie nazwa minimum 3 znaki, z literą jako pierwszą

• obecnie większa dowolność, w tym znaki narodowe

1. Jakie znasz metody autoryzacji użytkowników? Jakie mają zalety i wady?

• nazwa użytkownika i hasło: zalety-łatwa i prosta realizacja; wady-stosunkowo łatwa do złamania

• biometria: zaleta- zapewnia duże bezpieczeństwo

• certyfikaty

• podpis cyfrowy

1. Co to jest podpis cyfrowy? Jak działa i do czego służy?

Technicznie to informacja dołączana do dokumentu służąca do weryfikacji źródła wiadomości i integralności wiadomości oraz jako dowód nadania wiadomości. Użytkowo umożliwia zawieranie pełnoprawnych umów na odległość za pośrednictwem sieci.

Działanie:

• organy certyfikacyjne (tzw. zaufana trzecia strona) rejestrują użytkowników podpisu cyfrowego i wydają klucze oraz certyfikaty

• klucze (prywatny i publiczny) zapisane są na karcie chipowej

• po otrzymaniu wiadomości podpisanej certyfikowanym kluczem, należy sprawdzić poprawność wiadomości kluczem publicznym nadawcy, a następnie sprawdzić certyfikaty klucza, używając klucza publicznego Organu Certyfikacji