Билет 16. Относятся к средствам поддержки режимов реального времени и необходимы для организации системных меток реального времени

В1: Таймеры-счетчики в МК51. Регистр ТМОD. Режимы работы таймеров-счетчиков.

Относятся к средствам поддержки режимов реального времени и необходимы для организации системных меток реального времени. В состав МК51 входят два 16-разрядных таймера/счетчика СТ0, СТ1. Состояние таймеров- счетчиков отражается программно-доступными регистрами:

СТ0 – ТН0 (8CH), ТL0 (8AH)

СТ1 – ТН1 (8DH), ТL1 (8BH)

Режимы таймеров – счетчиков.

Таймер – счет числа машинных циклов, следующих с частотой OSC/12

Счетчик – счет количества переходов из «1» в «0» на соответствующих внешних входах Т0, Т1

Управление режимами осуществляет регистр TMOD (89H):

TMOD.0 М0 – Младший бит кода режима CT0

TMOD.1 М1 – Старший бит кода режима CT0

TMOD.2 С/Т0 – выбор функции: 0 – таймера, 1- счетчика

TMOD.3 GATE0 – флаг управления работой СТ0

TMOD.4 М0 – Младший бит кода режима CT1

TMOD.5 М1 – Старший бит кода режима CT1

TMOD.6 С/Т1 – выбор функции: 0 – таймера, 1- счетчика

TMOD.7 GATE1 – флаг управления работой СТ1

Управление режимами также выполняет регистр TCON (88H)

TCON.0..TCON.3 – управление режимами прерываний (в следующих разделах)

TCON.4- TR0 –Флаг программного запуска/останова СТ0

TCON.5- TF0 –Флаг переполнения СТ0, вызывает прерывание; при подтверждении прерывания аппаратно сбрасывается

TCON.6- TR1 –То же что TR0, но для СТ1

TCON.7- TF1 –То же что TF0, но для СТ1

Каждый из модулей СТ0 и СТ1 имеет четыре режима работы.В режиме счетчика соответствующий вход тестируется в каждом машинном цикле. При обнаружении состояния «1» в одном цикле и состояния «0» в следующем значение связанного со входом счетчика инкрементируется.

Режим 0: модуль таймера представляет собой 8-разрядный счетчик ТНх, на вход которого поступает импульсная последовательность с выхода программно недоступного делителя на 32 (ТНО для таймера 0, ТН1 для таймера 1). Последний выполнен на основе младшего байта счетчика TLx.

При переполнении счетчик ТНх изменяет состояние с 0FFh на 00h и продолжает счет. Одновременно устанавливается триггер переполнения TFx. Коэффициент счета счетчика в режиме 0 составляет 256.

Изменение коэффициента счета требует записи начального кода под управлением прикладной программы каждый раз после наступления события переполнения.

Режим 1: В режиме 1 таймер представляет собой 16-разрядный счетчик. Регистр ТНх - старший байт этого счетчика, TLx - младший байт. При переполнении состояние счетчика изменяется с FFFFh на 0000h, устанавливается триггер переполнения TFx, 16-разрядный счетчик продолжает счет поступающих импульсов. Коэффициент счета счетчика в режиме 1 составляет 2¹⁶. Как и в режиме 0, изменение этого коэффициента требует «программного вмешательства» на каждом периоде работы счетчика.

Режим 2: Работа таймера организована таким образом, что переполнение 8-разрядного счетчика TLx приводит не только к установке флага TFx, но и автоматически перезагружает в TLx содержимое старшего байта счетчика таймера ТНх, которое было задано предварительно.

Перезагрузка оставляет содержимое ТНх неизменным.В режиме 2 возможно задание коэффициента счета в диапазоне 1..256

Режим 3: В режиме 3 может работать только таймер 0. Таймер1 – заблокирован. Таймер0 рассматривается как 2 независимых таймера TH0 и TL0 причем TL0 управляется битом TR0, а TH0 - битом TR1.

В2: Устройства объединения и структурирования сетей.

Устройства объединения сетей обеспечивают связь между сегментами локальных сетей, отдельными ЛВС и подсетями любого уровня.

1) повторитель (repeater) и концентратор (hub) объединяют сети на физическом уровне; Концентратор повторяет приходящий на один порт сигнал на все активные порты.При этом может возникнуть проблема, при которой по двум и более портам приходят пакеты в одно и то же время. Другая проблема — безопасность — все пакеты доходят до всех компьютеров сети, поэтому существует возможность несанкционированного доступа к информации. И, наконец, ещё одной проблемой является то, что копирование пакетов повышает нагрузку на сеть, причём весьма существенно — весь трафик сегмента сети поступает к каждому из компьютеров и тем самым загружает сеть.

2) мост (bridge) и коммутаторы (switche) структурируют сети на канальном уровне и используют функциональные возможности физического уровня. Мосты выполняются на основе компьютера, оснащенного соответствующим ПО. Отличие коммутаторов от мостов в том, что они реализуют свои функции аппаратными средствами и поэтому обладают значительно более высоким быстродействием; Коммутатор хранит в памяти таблицу коммутации (хранящуюся в ассоциативной памяти), в которой указывается соответствие MAC-адреса узла порту коммутатора. При включении коммутатора эта таблица пуста, и он работает в режиме обучения. В этом режиме поступающие на какой-либо порт данные передаются на все остальные порты коммутатора. При этом коммутатор анализирует кадры и, определив MAC-адрес хоста-отправителя, заносит его в таблицу. Впоследствии, если на один из портов коммутатора поступит кадр, предназначенный для хоста, MAC-адрес которого уже есть в таблице, то этот кадр будет передан только через порт, указанный в таблице. Стоит отметить высокую скорость пересылки на каждом порту интерфейса.

3) маршрутизаторы (routers) объединяют сети на сетевом уровне и используют функциональные возможности уровней 1 и 2; Обычно маршрутизатор использует адрес получателя, указанный в пакетах данных, и определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные. Если в таблице маршрутизации для адреса нет описанного маршрута, пакет отбрасывается.

Существуют и другие способы определения маршрута пересылки пакетов, когда, например, используется адрес отправителя, используемые протоколы верхних уровней и другая информация, содержащаяся в заголовках пакетов сетевого уровня. Нередко маршрутизаторы могут осуществлять трансляцию адресов отправителя и получателя, фильтрацию транзитного потока данных на основе определённых правил с целью ограничения доступа, шифрование/дешифрование передаваемых данных и т. д.

4) шлюзы, или межсетевые интерфейсы (gateways), объединяют сети на прикладном уровне и используют функциональные возможности всех нижележащих уровней. Это аппаратный маршрутизатор или программное обеспечение для сопряжения компьютерных сетей, использующих разные протоколы (например, локальной и глобальной).Основная задача сетевого шлюза — конвертировать протокол между сетями.

В3: Реляционная алгебра: теоретико-множественные операции: объединение, пересечение, разность, декартово произведение.

В реляционной алгебре в качестве операндов используются отношения, определены основные операторы, результатом применения которых является новое отношение.

Объединением двух отношений называется отношение, содержащее множество кортежей, принадлежащих либо одному, либо второму отношениям, либо обоим отношениям одновременно, без повторов. R3=R1∪ R2

Пересечением отношений R1 и R2 называется отношение, которое содержит множество кортежей, принадлежащих одновременно и первому и второму отношениям. R4=R1⋂ R2

Разностью отношений R1 и R2 называется отношение, содержащее, множество кортежей, принадлежащих R1 и не принадлежащих R2. R5=R1\R2

Декартово произведение множеств – множество, элементами которого являются всевозможные упорядоченные пары элементов исходных двух множеств. Операция декартова произведения бинарна, меняет степень результирующего отношения. Кортежи формируются путем выполнения конкатенации каждого кортежа 1 отношения с каждым кортежем 2 отношения.

В4: Какое количество триггеров необходимо использовать при реализации памяти автомата.

Память структурного автомата предназначена для хранения состояний автомата. Количество элементов памяти вычисляется по формулеR = ]log₂М[, где М - число состояний автомата, ][ - округление вверх.