Нормативныессылки
В данных методических указаниях используются ссылки на следующиенормативные документы:
ГОСТ 7.9-95 СИБИД. Реферат и аннотация. Общие требования.
ГОСТ 7.1-2003 СИБИД. Библиографическая запись. Библиографическоеописание. Общие требования и правила составления.
ГОСТ 7.12-93 СИБИД. Библиографическая запись. Сокращения слов на русскомязыке. Общие требования и правила.
ГОСТ Р 1.5-2002 ГСИ РФ. Стандарты. Общие требования к построению,изложению, оформлению, содержанию, обозначению.
ГОСТ Р ИСО 19011-2003. Руководящие указания по аудиту.
ГОСТ 8.417-2002 ГСИ. Единицы величин.
ГОСТ 2.301-68 ЕСКД. Форматы.
ОК 015-94. Общероссийский классификатор единиц измерения.
ГОСТ 19.101-77 ЕСПД. Виды программ и программных документов.
ГОСТ 19.103-77 ЕСПД. Обозначения программ и программных документов.
ГОСТ 19.104-78 ЕСПД. Основные надписи.
ГОСТ 19.202-78 ЕСПД. Спецификация. Требования к содержанию и оформлению.
ГОСТ 2.316-68 ЕСКД. Правила нанесения на чертежах надписей, техническихтребований и таблиц.
ГОСТ 3.1103-82 ЕСТД. Основные надписи.
ГОСТ 19.401-78 ЕСПД. Текст программы. Требования к содержанию и оформлению.
ГОСТ 19.402-78 ЕСПД. Описание программы.
ГОСТ 19.404-79 ЕСПД. Пояснительная записка. Требования к содержанию иоформлению.
СТП Куб ГТУ 4.2.6 – 2004 СМК. Учебно-организационная деятельность.Курсовое проектирование.
СТП Куб ГТУ 1.9.2 – 2003 СМК. Документирование системы менеджментакачества. Стандарт предприятия.
Реферат
Пояснительнаязаписка к курсовому проекту содержит 27 листов, 4 рисунка, 4 литературныхисточников, 1 приложение. К пояснительной записке прилагается 1 диск с программами«транслятор» и материалами к ней.
ЛВС, РАДИОСТАНЦИЯ, СТРУКТУРА, СЕТЬ, ПАРАМЕТРЫ, СЕРВЕР, ПРОТОКОЛ, UDP, TCP,
Объекты: разработка приложения для передачи звука по локальной сети.
Предмет: поток данных, звуковая подсистема.
Цель: закрепление знаний по предмету «Сети ЭВМ», разработка программы дляпередачи звука по локальной сети.
В работе выполнено передача потоковых данных. Приведена программа,которая позволяет транслировать «звук» по локальной сети в реальном времени.
Содержание
Введение
1 Понятие информационной технологии
1.1 Обобщенная структура компьютерной сети
1.2 Структура потока
2 Теоретическая разработка программного продукта
2.1 Теоретический материал по теме «Локальныевычислительные сети»
2.2 Решение поставленной задачи
2.3 Практическая реализация передачи звука по сети
3 Разработка программного продукта
3.1 Общая схема взаимодействия программы и звуковойподсистемы
3.2 Постановка задачи по разработке программногопродукта
3.3 Создание приложения передачи звука. Программнаяреализация приложения «транслятор»
3.4 Результаты тестирования
Заключение
Список используемой литературы
/>/>Введение
Современныеинформационные системы продолжают возникшую в конце 70-х гг. тенденциюраспределенной обработки данных. Начальным этапом развития таких систем явилисьмногомашинные ассоциации – совокупность вычислительных машин различной производительности,объединенных в систему с помощью каналов связи. Высшей стадией системраспределенной обработки данных являются компьютерные (вычислительные) сетиразличных уровней – от локальных до глобальных.
В первойглаве данной работы рассмотрены характеристики объекта проектирования
Во второйглаве – рассмотрены варианты реализации программного продукта.
Третей главе– разработка программного продукта
Результатом выполнениякурсового проекта является: программа позволяющая передавать звук, как по локальной,так и глобальной сети интернет.
/>/>/>1 Понятие информационной технологии
Технологияпри переводе с греческого (techne) означает искусство, мастерство, умение, а нечто иное, как процессы. Под процессом следует понимать определённуюсовокупность действий, направленных на достижение поставленной цели. Процессдолжен определяться выбранной человеком стратегией и реализовываться с помощьюсовокупности различных средств и методов.
Под технологиейматериального производства понимают процесс, определяемый совокупностью средстви методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырьяили материала. Технология изменяет качество или первоначальное состояние материив целях получения материального продукта.
Информация является однимиз ценнейших ресурсов общества наряду с такими традиционными материальнымивидами ресурсов, как нефть, газ, полезные ископаемые и др., а значит, процессаеё переработки по аналогии с процессами переработки материальных ресурсов можновоспринимать как технологию. Тогда справедливо следующее определение.
Информационная технология- процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки ипередачи данных (первичной информации) для получения информации нового качествао состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).
Цель технологииматериального производства — выпуск продукции, удовлетворяющей потребностичеловека или системы.
Цель ИТ — производствоинформации для её анализа человеком и принятия на его основе решения повыполнению какого — либо действия.
Известно, что, применяяразные технологии к одному и тому же материальному ресурсу, можно получитьразные изделия, продукты. То же самое будет справедливо и для технологиипереработки информации.
1.1 Обобщеннаяструктура компьютерной сети
Компьютерные сетиявляются высшей формой многомашинных ассоциаций.
Выделим основные отличиякомпьютерной сети от многомашинного вычислительного комплекса.
Первое отличие —размерность. В состав многомашинного вычислительного комплекса входят обычнодве, максимум три ЭВМ, расположенные преимущественно в одном помещении.Вычислительная сеть может состоять из десятков и даже сотен ЭВМ, расположенныхна расстоянии друг от друга от нескольких метров до десятков, сотен и даже тысячкилометров.
Второе отличие —разделение функций между ЭВМ. Если в многомашинном вычислительном комплексефункции обработки данных, передачи данных и управления системой могут бытьреализованы в одной ЭВМ, то в вычислительных сетях эти функции распределенымежду различными ЭВМ.
Третье отличие —необходимость решения в сети задачи маршрутизации сообщений. Сообщение от однойЭВМ к другой в сети может быть передано по различным маршрутам в зависимости отсостояния каналов связи, соединяющих ЭВМ друг с другом.
Объединение в одинкомплекс средств вычислительной техники, аппаратуры связи и каналов передачиданных предъявляет специфические требования со стороны каждого элементамногомашинной ассоциации, а также требует формирования специальной терминологии.
Абоненты сети – объекты,генерирующие или потребляющие информацию в сети. Ими могут быть отдельные ЭВМ,комплексы ЭВМ, терминалы, промышленные роботы, станки с числовым программнымуправлением и т.д. Любой абонент сети подключается к станции.
Станция – это аппаратура,которая выполняет функции, связанные с передачей и приёмом информации.
Совокупность абонента истанции принято называть абонентской системой. Для организации взаимодействияабонентов необходима физическая передающая среда.
На базе физическойпередающей среды строится коммуникационная сеть, которая обеспечивает передачуинформации между абонентскими системами.
Такой подход позволяетрассматривать любую компьютерную сеть как совокупность абонентских систем икоммуникационной сети. 1.2 Структура потока
Наименьшей единицейзвукового потока является блок. Соответственно, размер каждого передаваемогозвуковой подсистеме буфера должен быть кратен размеру блока, и объем данных,возвращаемый устройством ввода, всегда будет кратен размеру блока.
В PCM блоком считаетсянабор отсчетов, передаваемых за один период частоты дискретизации, то есть — один отсчет для монофонических потоков, два — для стереофонических, и такдалее. Таким образом, блоки следуют друг за другом с частотой дискретизации, аотсчеты в блоках размещаются, начиная с левого (нулевого) канала. Когда отсчетзанимает более одного байта — байты размещаются в порядке возрастаниястаршинства, как это принято в процессорах Intel.
8-разрядные отсчеты в PCMпредставляются в виде беззнаковых целых чисел; за нуль сигнала принято«центральное» значение 128 (шестнадцатеричное 80). Таким образом,предельной отрицательно амплитуде сигнала соответствует нулевое значениеотсчета, а предельной положительной — значение FF. Для пересчета значений отсчетовв знаковую двуполярную форму в диапазоне от -128 до +127 из них нужно вычитать128 (0x80) (или прибавлять то же самое смещение, вычисляя по модулю 256, чтодает такой же результат).
Отсчеты с разрядностьюболее 8 представляются в виде целых чисел со знаком в стандартном форматеIntel; за нуль сигнала принято нулевое же значение отсчета. Здесь может безкаких-либо ограничений применяться обычная целая арифметика — например, над типамиshort (16-разрядный) и long (32-разрядный).
Если разрядность отсчетапревышает 16, она может быть не кратна байту — современные звуковые адаптерымогут использовать 18-, 20- и 22-разрядные отсчеты. В таком случае отсчетвыравнивается по старшей границе трех- или четырехбайтового слова, а лишниемладшие разряды заполняются нулями. Такое представление позволяет работать сотсчетами любой разрядности, как с 24- или 32-разрядными; от фактическойразрядности отсчета зависит лишь точность получившегося числа.
24-разрядные трехбайтовыеслова — достаточно неудобная для современного компьютера единица данных,поэтому некоторые адаптеры и драйверы для оптимизации могут использовать дляотсчетов с разрядностью более 16 четырехбайтовые, 32-разрядные слова. В любомслучае, фактическая разрядность отсчета задается параметром разрядности формата,а размер слова, в котором размещается отсчет, определяется из размера блока,путем деления его на количество каналов в потоке.
В форматах других типовразмер и структура блока подчиняются собственным правилам; зачастую блоксводится к одному байту.
2 Теоретическая разработка программного продукта
2.1 Теоретический материал по теме
«Локальные вычислительные сети»
Локальнаявычислительная сеть (ЛВС) – это совокупность компьютеров и других средстввычислительной техники (активного сетевого оборудования, принтеров, сканеров ит. п.), объединенных с помощью кабелей и сетевых адаптеров и работающих подуправлением сетевой операционной системы.
Вычислительныесети создаются для того, чтобы группа пользователей могла совместнозадействовать одни и те же ресурсы: файлы, принтеры, модемы, процессоры и т. п.Каждый компьютер в сети оснащается сетевым адаптером, адаптеры соединяются спомощью сетевых кабелей и тем самым связывают компьютеры в единую сеть.Компьютер, подключенный к вычислительной сети, называется рабочей станцией илисервером, в зависимости от выполняемых им функций.
Эффективноэксплуатировать мощности ЛВС позволяет применение технологии «клиент/сервер». Вэтом случае приложение делится на две части: клиентскую и серверную. Один илинесколько наиболее мощных компьютеров сети конфигурируются как серверыприложений: на них выполняются серверные части приложений. Клиентские частивыполняются на рабочих станциях; именно на рабочих станциях формируются запросык серверам приложений и обрабатываются полученные результаты.
Различаютсети с одним или несколькими выделенными серверами и сети без выделенныхсерверов, называемые одноранговыми сетями. Рассмотрим сначала локальные сети свыделенным сервером. В сетях с выделенным сервером именно ресурсы сервера, чащевсего дисковая память (винчестер), доступны всем пользователям. Серверы,разделяемым ресурсом которых является дисковая память, называютсяфайл-серверами. Можно сказать, что сервер обслуживает все рабочие станции.Файловый сервер обычно используется только администратором сети и непредназначен для решения прикладных задач. Файловые серверы почти всегдасодержат несколько быстродействующих накопителей. Сервер должен быть высоконадежным,поскольку выход его из строя приведет к остановке работы всей сети. На файловомсервере, как правило, устанавливается сетевая операционная система.
На рабочихстанциях, как правило, устанавливается обычная операционная система, например,Windows.
Рабочаястанция — это индивидуальное рабочее место пользователя. Полноправнымвладельцем всех ресурсов рабочей станции является пользователь. В то же времяресурсы файл-сервера разделяются всеми пользователями. В качестве рабочейстанции может использоваться компьютер практически любой конфигурации. Но, вконечном счете, все зависит от тех приложений, которые этот компьютер используют.
Существуетнесколько признаков, по которым можно узнать, работает компьютер в составе сетиили автономно. Если компьютер является сетевой рабочей станцией, то, во-первых,после его включения появляются соответствующие сообщения, во-вторых, для входав сеть необходимо пройти процедуру регистрации и, в-третьих, после регистрациив нашем распоряжении оказываются новые дисковые накопители, принадлежащиефайловому серверу.
Отметим ещеодну важную функцию файлового сервера — управление работой сетевого принтера.Сетевой принтер подключается к файл-серверу, но пользоваться им можно с любойрабочей станции. То есть каждый пользователь может отправить на сетевой принтерматериалы, предназначенные для печати.
Регулироватьочередность доступа к сетевому принтеру будет файловый сервер.
В случае сЛВС с выделенным сервером при выборе компьютера на роль файлового серверанеобходимо учитывать следующие факторы:
–быстродействие процессора;
– скоростьдоступа к файлам, размещенным на жестком диске;
– емкостьжесткого диска;
– объемоперативной памяти;
– уровеньнадежности сервера;
– степеньзащищенности данных.
Возникаетвопрос, зачем файл-серверу высокое быстродействие, если прикладные программывыполняются на рабочих станциях. Во время работы большой ЛВС файловый серверобрабатывает огромное количество запросов на обслуживание файлов, а на это затрачиваетсязначительное процессорное время. Для того, чтобы ускорить обслуживание запросови создать у пользователя впечатление, что именно он является единственнымклиентом сети, необходим быстродействующий процессор.
Но все женаиболее важным компонентом файлового сервера является дисковый накопитель. Нанем хранятся все файлы пользователей сети. Быстрота доступа, емкость инадежность накопителя во многом определяют, насколько эффективным будет использованиесети.
Сетевые ОС свыделенным файл-сервером обычно имеют более высокую производительность,поскольку они оптимизированы именно под выполнение операций с файлами. Впринципе, никаких более важных действий на выделенном файл-сервере невыполняется. Значительного повышения производительности работы сервера можнодобиться, увеличивая его оперативную память. В одноранговой сети 128 мегабайтпамяти может быть вполне достаточно, в то время как для крупной сети свыделенным файл-сервером желательна память объемом 512 и более мегабайт. Еслифайловый сервер снабжен оперативной памятью достаточного объема, то он имеетвозможность именно в оперативной памяти хранить те области дисковогопространства, к которым обращаются наиболее часто. Такой метод хорошо известен,часто применяется для ускорения доступа к данным на обычных ПК и называетсяметодом кэширования.
Ведь еслиидет обращение к файлу, данные которого в данный момент находятся в кэше,сервер может передать искомую информацию, не обращаясь к диску. В результатеэтого будет достигнут значительный временной выигрыш.
Сетевойадаптер, установленный на файловом сервере — это такое устройство, черезкоторое проходят практически все данные, функционирующие в локальной сети. Всвязи с этим необходимо, чтобы этот адаптер работал быстро. Сетевой адаптерстановится более быстродействующим в результате, во-первых, повышения егоразрядности и, во-вторых, увеличения объема его собственного ОЗУ. Нафайл-сервере должен быть установлен сетевой адаптер для шины PCI, что позволяетподдерживать высокую скорость передачи данных.
Водноранговых сетях любой компьютер может быть и файловым сервером, и рабочейстанцией одновременно. Преимущество одноранговых сетей заключается в том, чтонет необходимости копировать все используемые сразу несколькими пользователямифайлы на сервер. В принципе любой пользователь сети имеет возможностьиспользовать все данные, хранящиеся на других компьютерах сети, и устройства,подключенные к ним. Основной недостаток работы одноранговой сети заключается взначительном увеличении времени решения прикладных задач. Это связано с тем,что каждый компьютер сети отрабатывает все запросы, идущие к нему со стороныдругих пользователей. Следовательно, в одноранговых сетях каждый компьютерработает значительно интенсивнее, чем в автономном режиме.
Затраты наорганизацию одноранговых вычислительны сетей относительно небольшие, Однако приувеличении числа рабочий станций эффективность их использования резкоуменьшается Пороговое значение числа рабочих станций составляет, по оценкамфирмы Novell, 25-30. Поэтому одноранговые сети используются только для относительнонебольших рабочих групп.
Что касаетсяархитектуры ЛВС, то различают три наиболее распространенные сетевыеархитектуры, которые используются и для одноранговых сетей и для сетей с выделеннымфайл- сервером. Это так называемые шинная, кольцевая и звездообразная структуры.
В случаереализации шинной структуры все компьютеры связываются в цепочку.
Причем на ееконцах надо разместить так называемые терминаторы, служащие для гашениясигнала. Если же хотя бы один из компьютеров сети с шинной структурой оказываетсянеисправным, вся сеть в целом становится неработоспособной. В сетях с шиннойархитектурой для объединения компьютеров используется тонкий и толстый кабель.Максимальная теоретически возможная пропускная способность таких сетейсоставляет 10 Мбит/с, Такой пропускной способности для современных приложений,использующих видео- и мультимедийные данные, явно недостаточно, Поэтому почтиповсеместно применяются сети с звездообразной архитектурой.
Дляпостроения сети с звездообразной архитектурой в центре сети необходиморазместить концентратор. Его основная функция — обеспечение связи междукомпьютерами, входящими в сеть. То есть все компьютеры, включая файл- сервер,не связываются непосредственно друг с другом, а присоединяются к концентратору.Такая структура надежнее, поскольку в случае выхода из строя одной из рабочихстанций все остальные сохраняют работоспособность. В сетях же с шиннойтопологией в случае повреждения кабеля хотя бы в одном месте происходит разрывединственного физического канала, необходимого для движения сигнала. Крометого, сети с звездообразной топологией поддерживают технологии Fast Ethernet иGigabit Ethernet, что позволяет увеличить пропускную способность сети в десяткии даже сотни раз (разумеется при использовании соответствующих сетевыхадаптеров и кабелей).
Кольцеваяструктура используется в основном в сетях Token Ring и мало чем отличается отшинной. Также в случае неисправности одного из сегментов сети вся сеть выходитиз строя. Правда, отпадает необходимость в использовании терминаторов.
В сети любойструктуры в каждый момент времени обмен данными может происходить только междудвумя компьютерами одного сегмента. В случае ЛВС с выделенным файл-сервером — это файл-сервер и произвольная рабочая станция; в случае одноранговой ЛВС — этолюбые две рабочие станции, одна из которых выполняет функции файл-сервера.Упрощенно диалог между файл-сервером и рабочей станцией выглядит так: открытьфайл — подтвердить открытие файла; передать данные файла — пересылка данных;закрыть файл – подтверждение закрытия файла. Управляет диалогом сетеваяоперационная система, клиентские части которой должны быть установлены нарабочих станциях.
Остановимсяподробнее на принципах работы сетевого адаптера. Связь между компьютерами ЛВСфизически осуществляется на основе одной из двух схем — обнаружения коллизий ипередачи маркера. Метод обнаружения коллизий используется стандартами Ethernet,Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, а передачи маркера — стандартом Token Ring. Всетях Ethernet адаптеры непрерывно находятся в состоянии прослушивания сети.Для передачи данных сервер или рабочая станция должны дождаться освобожденияЛВС и только после этого приступить к передаче. Однако не исключено, чтопередача может начаться несколькими узлами одного сегмента сети одновременно,что приведет к коллизии. В случае возникновения коллизии, узлы должны повторитьсвои сообщения. Повторная передача производится адаптером самостоятельно безвмешательства процессора компьютера. Время, затрачиваемое на преодолениеколлизии, обычно не превышает одной микросекунды. Передача сообщений в сетяхEthernet производится пакетами со скоростью 10, 100 и 1000 Мбит/с.
Естественно,реальная загрузка сети меньше, поскольку требуется время на подготовку пакетов.Все узлы сегмента сети принимают сообщение, передаваемое компьютером этогосегмента, но только тот узел, которому оно адресовано, посылает подтверждение оприеме. Основными поставщиками оборудования для сетей Ethernet являются фирмы3Com, Bay Networks (недавно компания Nortel купила Bay Networks), CNet.
В ЛВС спередачей маркера сообщения передаются последовательно от одного узла к другомувне зависимости от того, какую архитектуру имеет сеть — кольцевую илизвездообразную. Каждый узел сети получает пакет от соседнего.
Если данныйузел не является адресатом, то он передает тот же самый пакет следующему узлу.Передаваемый пакет может содержать либо данные, направляемые от одного узладругому, либо маркер. Маркер — это короткое сообщение, являющееся признаком незанятостисети. В том случае, когда рабочей станции необходимо передать сообщение, еесетевой адаптер дожидается поступления маркера, а затем формирует пакет,содержащий данные, и передает этот пакет в сеть. Пакет распространяется по ЛВСот одного сетевого адаптера к другому до тех пор, пока не дойдет до компьютера — адресата, который произведет в нем стандартные изменения. Эти измененияявляются подтверждением того, что данные достигли адресата. После этого пакетпродолжает движение дальше по ЛВС, пока не возвратится в тот узел, который егосформировал. Узел — источник убеждается в правильности передачи пакета ивозвращает в сеть маркер. Важно отметить, что в ЛВС с передачей маркерафункционирование сети организовано так, что коллизии возникнуть не могут.Пропускная способность сетей Token Ring равна 16 Мбит/с.
Оборудованиедля сетей Token Ring производит IBM, 3Com и некоторые другие фирмы.
Небольшаясеть обычно состоит из:
– ПК ипериферийных устройств, таких как принтеры;
– сетевыхадаптеров для ПК и сетевых кабелей;
– сетевогооборудования, такого как концентраторы и коммутаторы, которые соединяют междусобой ПК и принтеры;
– сетевойоперационной системы, например Windows.
Кроме того,может потребоваться и другое оборудование.
В ПК длятого, чтобы его можно было использовать в сети, необходимо установить сетевыеадаптеры. Некоторые ПК имеют заранее установленный сетевой адаптер. Сетевойадаптер должен быть по скорости совместим с концентратором, к которому ПКподключается. Так, сетевой адаптер Ethernet соответствует концентратору Ethernet,а сетевой адаптер Fast Ethernet — концентратору Fast Ethernet.
Концентратори коммутатор относятся к разным типам активного сетевого оборудования, котороеиспользуется для соединения устройств сети. Они различаются способом передачи всеть поступающих данных (трафика).
Термин«концентратор» иногда используется для обозначения любого сетевогоустройства, которое служит для объединения ПК сети, но на самом делеконцентратор — это многопортовый повторитель. Устройства подобного типа простопередают (повторяют) всю информацию, которую они получают — то есть всеустройства, подключенные к портам концентратора, получают одну и ту жеинформацию.
Концентраторыиспользуются для расширения сети. Однако чрезмерное увлечение концентраторамиможет привести к большому количеству ненужного трафика, который поступает насетевые устройства. Ведь концентраторы передают трафик в сеть, не определяяреальный пункт назначения данных. ПК, которые получают пакеты данных,используют адреса назначения, имеющиеся в каждом пакете, для определения,предназначен ли пакет им или нет. В небольших сетях это не является проблемой,но даже в сетях среднего размера с интенсивным трафиком следует использоватькоммутаторы, которые минимизируют количество необязательного трафика.
Коммутаторыконтролируют сетевой трафик и управляют его движением, анализируя адресаназначения каждого пакета, Коммутатор знает, какие устройства соединены с егопортами, и направляет пакеты только на необходимые порты. Это дает возможностьодновременно работать с несколькими портами, расширяя тем самым полосупропускания.
Такимобразом, коммутация уменьшает количество лишнего трафика, что происходит в техслучаях, когда одна и та же информация передается всем портам,
Коммутаторы иконцентраторы часто используются в одной и той же сети; концентраторы расширяютсеть, увеличивая число портов, а коммутаторы разбивают сеть на небольшие, менееперегруженные сегменты. Однако применение коммутатора оправдано лишь в крупныхсетях, т. к, его стоимость на порядок выше стоимости концентратора.
В небольшойсети (до 20 рабочих мест) концентратор или группа концентраторов вполне могутсправиться с сетевым трафиком. В этом случае концентратор просто служит длясоединения всех пользователей сети. В сети большего размера (около 50 пользователей)может появиться необходимость использовать коммутаторы для разделения сети насегменты, чтобы уменьшить количество необязательного трафика.
Приформировании сети из нескольких устройств необходимо соблюдать ряд правил,относящихся к:
– числу концентраторов,которые можно соединять друг с другом,
– длинеиспользуемого кабеля,
– типуиспользуемого кабеля.
Эти правилааналогичны для Ethernet и Fast Ethernet. Если имеется дело с концентраторами,поддерживающими соединения двух типов — Ethernet и Fast Ethernet, то нужно использоватьEthernet — или Fast Ethernet-правила в зависимости от типа подключаемого кконцентратору оборудования. Если же соединяется два концентратора вместе, тодолжно иметь место Fast Ethernet- соединение.
Когданеобходимо подключить к сети больше пользователей, вы можете простоиспользовать еще один концентратор, подключив его к существующему оборудованиюсети, Концентраторы работают не так, как другое оборудование сети. Они простопередают поступающую к ним информацию на все остальные порты, Существуетограничение на число концентраторов, которые можно соединять вместе, посколькубольшое число концентраторов вызывает чувствительность сети к коллизиям.
В сетяхEthernet 10Ваsе-Т максимальное количество расположенных подряд концентраторовне должно превышать четырех.
Проблемаможет быть решена путем размещения между концентраторами одного коммутатора.Как известно, коммутаторы разделяют сеть на сегменты. В данном случаекоммутатор следует расположить так, чтобы между ПК и коммутатором находилось неболее двух концентраторов. Именно такая структура соответствует требованиямEthernet и гарантирует корректную работу сети.
Максимальноечисло концентраторов в одной ветви сети Ethernet на витой паре — четыре. Можноиспользовать кабель на витой паре категорий 3 или 5. Максимальная длинакабельного сегмента – 100 м.
Максимальноечисло концентраторов в одной ветви сети Fast Ethernet на витой паре — два. Длястандарта 100Base-TX необходим кабель на витой паре категории 5. Максимальнаядлина сегмента кабеля – 100 м. Общая длина кабеля на витой паре, проходящегочерез непосредственно соединенные концентраторы, не должна превышать 205 м.
Еслииспользуется концентратор с портами как Ethernet, так и FastEthernet, тонеобходимо убедиться в том, что сеть удовлетворяет требованиям как дляEthernet, так и для Fast Ethernet. Любое взаимодействие между устройствамиEthernet и Fast Ethernet, присоединенными к такому концентратору,осуществляется через внутренний коммутатор, так что специальных правил дляустройств Ethernet/ Fast Ethernet не существует.
Категориивитой пары:
– (1) подходиттолько для передачи голосовых сообщений на скорости до 4 Мбит/с;
– (2) подходитдля передачи голоса и данных на скорости до 4 Мбит/с;
– (3) подходитдля передачи голоса и данных на скорости до 16 Мбит/с. Используется в сетяхEthernet, Token Ring;
– (4) подходитдля передачи данных на скорости до 20 Мбит/с;
– (5) улучшенная3-я категория. Подходит для передачи данных на скорости до 100 Мбит/с.Используется в сетях Fast Ethernet, Token Ring;
– (5+) подходитдля передачи данных на скорости до 155 Мбит/с. Используется в сетях ATM.
При выборесетевой карты, нужно обратить внимание на то, с какой шиной – PCI или ISA, –она работает. Сейчас большинство сетевых карт предназначено для размещения вPCI-слоты. Поскольку шина PCI более быстродействующая, ее предпочтительноиспользовать в сетях Fast Ethernet.
Обычно насетевой карте имеется несколько индикаторов, представляющих собой обычныесветодиоды. Индикаторы показывают, в каком режиме работает сетевая карта ипередает она в данный момент данные или нет. Чаще всего используется три-четыреиндикатора. Перечислим информацию, передаваемую индикаторами:
– исправностьсетевого соединения;
– режимработы: полу или полнодуплексный;
– скоростьпередачи данных 10 или 100 Мбит/с;
– идетпередача данных или нет.
Дляотображения режима работы и скорости передачи могут использоваться не дваиндикатора, а один. Например, компания 3Com для демонстрации скорости передачииспользует два индикатора, a SMC – один, цвет которого меняется в зависимостиот значения скорости – 10 или 100 Мбит/с.
Существуетеще ряд характеристик, которые в ряде случаев следует учитывать при выборесетевых карт. К ним относятся: наличие Boot ROM, то есть возможность загрузки ссетевой карты (а не, например, с винчестера); наличие режима Bus master, тоесть возможность независимой работы с шиной; поддержка удаленного управления иадминистрирования (например, SNMP). Кроме того, многие производители сетевогооборудования и ПО, разработали программные средства, позволяющие увеличитьпроизводительность работы сетевых адаптеров: Dynamic Access 3Com, Adaptive Technology Intel и т. д.
2.2Решение поставленной задачи
Вы, возможно,не знали о том, что компоненты, которые устанавливаются вместе с Windows MediaPlayer 9 (и более поздними версиями) содержат встроенные средства широковещательнойпередачи аудио-данных. Фактически каждый подключенный к сети компьютер, накотором установлен Windows Media Player, может быть превращен в сетевую радиостанцию.Для этого можно воспользоваться готовыми программами. Можно написатьсобственную программу, используя напрямую интерфейсы, предоставляемые WindowsMedia System (такие как IWMWriterNetworkSink, IWMProfile, IWMCodecInfo) и ещедесяток функций и интерфейсов (их описание содержится в Windows Media SDK).
2.3Практическая реализация передачи звука по сети
Мы рассмотримдругое решение — создание собственной Интернет-радиостанции с помощью Delphi икомпонентов New Audio Components (NewAC). Мы увидим, что в простейшем примеренам будет достаточно соединить два компонента и настроить их свойства.
Что дает намнаписание собственной программы передачи аудио-данных? Прежде всего — свободу.Можно организовать передачу аудио с помощью микрофона, подключенного к вашемукомпьютеру.
Можнопередавать содержимое аудио-записей с вашего компьютера (для этого надо будетзадействовать компоненты чтения аудио-данных из различных форматов, входящие всостав NewAC). Можно просто транслировать все, что звучит в вашей системе.
Посколькупередача данных выполняется в формате Windows Media Audio, ее можно будетпрослушивать с любого компьютера, на котором установлен Windows Media Player,или совместимый проигрыватель. Стоит отметить, что за последние годы качествопотокового аудио-формата Windows Media Audio заметно улучшилось, так что дажепри скорости передачи данных 16 кбит/сек мы можем получить звук вполнеприемлемого радио-качества. При этом передача данных создаст незначительнуюнагрузку на локальную сеть. Разумеется, ничто не мешает нам организоватьпередачу данных с более высоким битрейтом, (а, следовательно, — качеством), нонагрузка на сеть в этом случае, естественно, возрастет. При наличии DSL-модемаи видимого из внешней сети IP-адреса вы даже можете организовать трансляцию вглобальную сеть, хотя число клиентов, способных принимать вашу радиопередачубудет не очень велико.
3Разработка программного продукта
/>/>3.1 Общая схема взаимодействия программы и звуковойподсистем
Если программебезразлично, с каким конкретно устройством она будет работать, либо работаведется только со стандартным системным устройством, программа можеториентироваться только на службу переназначения. В противном случае программаопределяет количество имеющихся в системе устройств ввода и/или вывода припомощи функций GetNumDevs.
При необходимостипрограмма может запросить параметры и имена звуковых устройств при помощифункций GetDevCaps — например, чтобы сформировать меню доступных устройств дляпользователя или найти устройство, удовлетворяющее заданным требованиям.
Работа программы сустройством начинает с его открывания функцией Open. При этом программауказывает требуемый формат звукового потока, а также способ уведомления овыполнении запрошенных операций.
Затем программа создает(обычно — в динамической памяти) один или несколько звуковых буферов сзаголовками и заполняет заголовки в соответствии с установленными правилами.Программа может также сразу подготовить все звуковые буферы к передаче драйверуфункциями Prepare, либо делать это непосредственно перед передачей каждогоочередного буфера.
Цикл записи начинается снакопления в очереди драйвера нескольких буферов при помощи функции AddBuffer.После накопления нужного количества буферов программа запускает запись потокафункцией Start. В этот момент драйвер запускает АЦП адаптера, и звуковыеотсчеты начинают поступать в первый буфер из очереди.
Дождавшись завершенияобработки очередного буфера или получив его в результате уведомления отдрайвера, программа обрабатывает записанные данные, определяя их размер по полюdwBytesRecorded в заголовке буфера. Затем освобожденный буфер может быть вновьпередан драйверу функцией AddBuffer.
Цикл воспроизведенияначинается с заполнения одного или нескольких буферов звуковыми данными, послечего они передаются драйверу устройства вывода функцией Write. После полученияпервого же буфера драйвер запускает ЦАП адаптера, который начинает извлекатьзвуковые отсчеты. Драйвер всегда воспроизводит каждый буфер полностью, в соответствиисо значением поля dwBufferLength в его заголовке. После возврата отработанныхбуферов приложению они вновь заполняются данными и опять передаются драйверу.
При необходимостиприостановить движение потока вызывается функция Stop/Pause. При этом устройствоввода сразу же возвращает очередной буфер приложению — возможно, заполненныйлишь частично. Не полностью проигранный буфер устройства вывода остается вочереди. Остальные буферы устройств обоих типов также остаются в очереди ивключаются в работу только после перезапуска потока функциями Start/Restart.
Для устройств вывода,поддерживающих расширенные функции управления, программа может регулироватьгромкость звука функцией SetVolume, а также изменять высоту тона и скоростьвоспроизведения функциями SetPitch/SetPlaybackRate. Более общим способом регулировкигромкости является обращение к микшеру (mixer), который является устройствомкласса Aux.
Для аварийного прерыванияобработки потока используется функция Reset, немедленно останавливающая процессзаписи или воспроизведения и возвращающая все буферы из очереди приложению.
После завершенияиспользования буферов их необходимо освободить от фиксации в памяти функциями Unprepare,после чего буферы могут быть возвращены в пул динамической памяти (heap).
При полном завершенииработы с устройством оно закрывается функцией Close.
3.2Постановка задачи по разработке программного продукта
Разработатьпрограмму для передачи звука по локальной сети.
Приложения оформить в виде визуальныхприложений.
Входные данные: параметры сети.
Выходные данные: выведенная найденнаяинформация.
Функции:
– определениепортов сети;
– вывод временирадиовещания.
3.3 Создание приложения передачи звука. Программнаяреализация приложения «транслятор»
Класс программы«Транс»– «Form1». Его описание– на рисунке 1.Класс «Form1» Открытые поля public string dan public string ip StartButton.Enabled := True; Открытые методы TForm1.StopButtonClick TForm1.Timer1Timer TForm1.WMStreamedOut1ThreadException TForm1.FormCreate
Рисунок 1 – описаниекласса Form1
/>/>Поле ip используется для обращения ip-адреса приложения. Метод Timer1 используетсядля посчета интервала времени. В нём производится сбор информации об адаптерах,остальная информация собирается с помощью методов, вызванных в коде этогометода.
Листинг метода OSNMET() с комментариями:
unit Main;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics,Controls, Forms,
Dialogs, ACS_Classes, StdCtrls, ComCtrls, ACS_DXAudio, Spin,ExtCtrls, ACS_Wave,
ACS_WinMedia;
type
TForm1 = class(TForm)
StartButton: TButton;
StatusBar1: TStatusBar;
StopButton: TButton;
Timer1: TTimer;
Label2: TLabel;
SpinEdit2: TSpinEdit;
Label3: TLabel;
Label4: TLabel;
PauseButton: TButton;
DXAudioIn1: TDXAudioIn;
WMStreamedOut1: TWMStreamedOut;
procedure StartButtonClick(Sender: TObject);
procedure OutputDone(Sender: TComponent);
procedure StopButtonClick(Sender: TObject);
procedure Timer1Timer(Sender: TObject);
procedure FormCreate(Sender: TObject);
procedure SpinEdit2Change(Sender: TObject);
procedure PauseButtonClick(Sender: TObject);
procedure FormClose(Sender: TObject; var Action:TCloseAction);
procedure WMStreamedOut1ThreadException(Sender: TComponent);
private
{ Private declarations }
public
{ Public declarations }
end;
var
Form1: TForm1;
implementation
{$R *.dfm}
procedure TForm1.StartButtonClick(Sender: TObject);
begin
StartButton.Enabled := False;
SpinEdit2.Enabled := False;
WMStreamedOut1.Run;
Timer1.Interval := 1000;
end;
procedure TForm1.OutputDone(Sender: TComponent);
begin
StartButton.Enabled := True;
SpinEdit2.Enabled := True;
end;
procedure TForm1.StopButtonClick(Sender: TObject);
begin
WMStreamedOut1.Stop;
end;
procedure TForm1.Timer1Timer(Sender: TObject);
begin
Label2.Caption := Format('Продолжительность: %d секунд', [WMStreamedOut1.TimeElapsed]);
end;
procedure TForm1.WMStreamedOut1ThreadException(Sender:TComponent);
begin
Self.StatusBar1.Panels[0].Text :=WMStreamedOut1.ExceptionMessage;
end;
procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
begin
SpinEdit2.MaxValue := DXAudioIn1.DeviceCount — 1;
SpinEdit2.MinValue := 0;
SpinEdit2.Value := 0;
Label4.Caption := DXAudioIn1.DeviceName[SpinEdit2.Value];
end;
procedure TForm1.SpinEdit2Change(Sender: TObject);
begin
Label4.Caption := DXAudioIn1.DeviceName[SpinEdit2.Value];
DXAudioIn1.DeviceNumber := SpinEdit2.Value;
end;
procedure TForm1.PauseButtonClick(Sender: TObject);
begin
if WMStreamedOut1.Status = tosPlaying thenWMStreamedOut1.Pause;
if WMStreamedOut1.Status = tosPaused thenWMStreamedOut1.Resume;
end;
procedure TForm1.FormClose(Sender: TObject; var Action:TCloseAction);
begin
WMStreamedOut1.Stop(False);
end;
end. По нажатию на кнопку «Запуск» полю для хранения IP-адреса серввера присваиваетсязначение, находящееся в поле для ввода IP-адреса. Зпускается timer1, отвечающий за отправление информации серверу, и форма становитсяпрозрачной.
/>
/>/>3.4Результаты тестирования
Для запуска программы необходимо открыть файл RadioStation.exe на каком-либо компьютере сети. После запуска программы намостается выбрать аудиоустройство, с которого мы будем транслировать звук, ищелкнуть кнопку «Старт» рис 2.
/>
Рисунок 2 – Выбор устройства
Для того чтобы «настроиться» на нашу радиостанцию,нужно запустить проигрыватель Windows Media, выбрать команду «Файл>> Открыть URL-адрес…» и в открывшемся окне ввести адрес видаmms://:
В результате, в окне будут отображаться, данные как показанона рисунке 3.
/>
Рисунок 3 – Открытие URL-адреса
После этого вы можете насладитьсяпрослушиванием рисунок 4.
/>
Рисунок 4 – Результат тестирования программы
Заключение
Для полученияправдоподобного звучания эффектов обычно делается несколько последовательныхзадержек звука, в которых копия исходного сигнала постепенно ослабляется. Вприведенной программе для простоты делается только одна задержка, причем копиясигнала не ослабляется.
При выполнении данного курсового проекта были закрепленынавыки работы с локальными вычислительных сетями, программирование сетевыхприложений, теоретические знания по предмету «Сети ЭВМ».
В курсовом проекте была разработана:
Программа позволяющая передавать звук,как по локальной сети, так и по глобальной сети интернет;
— программа «транслятор»,которая позволяет передавать звук по сети;
Список используемой литературы
1) Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети ителекоммуникации: Учеб.пос. для вузов. – 2002. ISBN 5-318-005300-6
2) ЗимянинЛ.Ф.Программирование сетевых протоколов: Учеб. метод. пособие по курсу«Компьютерные сети» для студ. спец. Н.08.02.00 – «Информатика». – Минск.:Белгосуниверситет, 1998. – 37 с.
3) ЛарионовА.М. и др. Вычислительные комплексы, системы и сети. / А.М. Ларионов, С.А.Майоров, Г.И. Новиков. – Ленинград. ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ. Ленинградское отделение.1987.
4) Фаронов В.В. Программирование на языке Delphi/–СПб.: Питер, 2007. –240 с.: ил.