Informatyka Nr 6; Organ Komitetu Naukowo-Technicznego NOT ds. Informatyki - Digital Library of the Silesian University of Technology

1988

C y fro w e generow anie o b razó w Sieć D -L in k

Tran sp u ter

Cena 200 zł

informatyka ^{6 1988}

N r 6

M iesięcznik C zerw iec

Rok XXIII

1988

O rgan K o m ite tu

N a u k o w o - T ech n icz n eg o N O T ds. In fo rm a tyk i

K O LEG IU M REDAKCYJNE:

M g r Jaro s ław D E M IN E T.

dr inż. W a c ła w ISZ K O W S K I.

m gr Teresa JAB ŁO ŃSK A (sekretarz red akcji), W ład ys ła w KLEPACZ (red ak to r naczelny), d r inż. M a re k M A C H U R A , dr inż. W ik to r RZECZKOW SKI, m gr łnź. Jan RYŹKO, m gr Hanna W Ł O D A R S K A , d r inż. Janusz ZALEW SKI (zastępca redaktora naczelnego).

PR ZEW O D N IC ZĄ C Y R ADY PR O G R A M O W EJ:

P rof. dr hab.

Juliusz Lech K U LIK O W SK I

M a te ria łó w nie zam ó w io nych redakcja nie zw raca

Redakcja: 01 -517 W arszaw a, ul. M ic k ie w ic za 18 m . 17, te l.3 9 -1 4 -3 4

R SW „P R A S A -K S IĄ 2 K A -R U C H "

PRASO W E ZA K ŁA DY G R A FIC ZN E ul. D w o rc o w a 13. 8 5-950 BYDG OSZC Z Zam . 2 370/88. U -40

Obj. 4,0 ark. druk. N akład 8950 egz.

ISSN 0542-9951. IN D E K S 36124

Cena egzem plarza 200 zł P renum erata roczna 2400 zł

WYDAWNICTWO

SIGMA

00-950 W t n a w t skrytki pocztowa 1004

u L B M a *

W NUMERZE: Strona

C yfrow e generowanie obrazów (1) J a n Z a b ro d z k i

Ję z y k i wysokiego poziomu do przetwarzania napisów - C O M IT , S N O B O L 4 i Icon (3)

R a lp h E. G risw o ld , Madge T. G riswold.

Lo k a ln a sieć kom puterowa D -Lin k (1) A n d rz e j T u ro w icz

Transputer - narzędzie przetwarzania równoległego D a riu s z Caban

S ie ć kom puterowa Jednolitego System u S K JS 2 , w ersja 1 A n d rz e j H u z a r, A n d rz e j K a liś

P R O M IS - System Zarządzania Bazą D an ych (2)

H a lin a Ciechomska, Teresa W ójciekian, E w a Z aborow ska Turbo C. Preprocesor i m akrodefinicje

J a n Bielecki

Jeszcze raz o Turbo Pascalu opr. M a riu s z K u c ZE ŚWIATA

W pogoni za efektyw nością kom puterów Kom p ilator A d y dla I B M P C / A T Rodzina kom puterów ET A 10

Bardzo szybka jednostka centralna firm y Inm os

Zagrożenie planów opracowania szybkich kom puterów w Ja p o n ii

TERMINOLOGIA 31

System p lik ó w (1)

10

14

16

19

.

21 26

W NAJBLIŻSZYCH NUMERACH:

• Hans-Jurgen Appelrath charakteryzuje system wyszukiw ania informacji ODIR z wyko­

rzystaniem laserowej płyty wizyjnej

• Sławomir Błaszczak omawia język Occam przeznaczony do programowania transpu- terów

• Piotr Fuglewicz i Tadeusz Korniak przedstawiają założenia i sposób realizacji wielodo­

stępnego systemu operacyjnego MASTER

• Wojciech Mokrzycki prezentuje techniki obrazowania Informacji o trójwymiarowych zdyskretyzowanych scenach

0

• Mariusz Kuc charakteryzuje skrośny system firmy Alsys wspomagania projektowania w Adzie

JAN ZABRODZKI Instytu t Inform atyki

Politechnika W arszawska

W .

P O L S K I E T O W A R Z Y S T W O I N F O R M A T Y C Z N E

g £ \ \ .O

P ierw sza w ersja a rtyk u łu została p rzedstaw ion a podczas Szkoły Jesiennej PTI „W spółczesne k ie­

ru n ki rozw oju in fo r m a ty k i” - M rągow o, 7-11 gru d nia 1987 r.

C yfrow e generow anie obrazów (1)

Rozwój tech n ologii u k ład ów scalon ych p ociąga za sobą rozwój w ie lu in n ych dziedzin. D otyczy to m. in. rastrow ej techniki graficzn ej. W spółczesne u k ła d y VLSI oraz m onitory graficzne u m ożliw iają k o n stru ow an ie stosu n k ow o tanich urządzeń dla cyfrow ego gen ero w a n ia i w y św ie tla n ia obrazów 0 dobrej ja k o śc i i w stosu n k ow o k rótkim czasie. O bserw uje się rozwój k on stru k cji tak ich urządzeń ja k stacje graficzn e, zdolnych do sam odzielnej p racy bądź d o'w spółpracy z w ię k ­ szym system em , celem od ciążania go od obliczeń typow o

„graficznych”.

Celem a rty k u łu je s t p rzed sta w ien ie p od staw ow ych proble­

mów zw iązan ych z cyfrow ym gen erow an iem obrazów przy w ykorzystan iu tech n ik i rastrow ej, zw łaszcza z p un ktu w id ze­

nia k on stru k cji sprzętu.

Po wprowadzeniu w zagadnienia techniki rastrowej przedsta­

wione są kolejno problem y związane z: konstruow aniem pam ięci obrazu, w yśw ietlaniem na m onitorach kolorow ych (łącznie z o- mówieniem ich podstawowych cech) i generowaniem realistycz­

nych obrazów w czasie rzeczywistym . Pierw szą część artyku łu kończy prezentacja najnowszych układów V L S I, projektow a­

nych dla potrzeb konstruow ania urządzeń grafiki kom putero­

wej.

W drugiej części przedstawiono w spółczesne konstrukcje sta­

cji graficznych oraz wybraną m etodę rozw iązyw ania zagadnień związanych z wyznaczaniem obiektów widocznych i ich ośw ie­

tleniem - tzw. m etodę śledzenia prom ieni. Metoda ta rokuje duże nadzieje, jeśli chodzi o m ożliwość cyfrowego generow ania realis­

tycznych obrazów, jednak jej złożoność obliczeniow a przekracza możliwości obecnie produkowanych specjalizow anych urządzeń 1 jej stosow anie w ym aga dużych system ów kom puterowych.

Przykłady takich system ów są przedstawione w zakończeniu.

TECHNIKA RASTROWA /

W technice rastrowej obraz jest tw orzony w postaci prostokąt­

nego zbioru punktów. Każdem u z tych punktó w jest przypisany odpowiedni odcień szarości lub kolor. E fe k t spójności obrazu uzyskuje się dzięki skończonej rozdzielczości oka ludzkiego.

Jakość obrazu zależy od liczby punktów i jest tym większa im większa jest rozdzielczość obrazu określona przez w ym ia ry tablicy punktów.

Cyfrowe generowania obrazów wiąże się z koniecznością rozwiązywania w ie lu problem ów, zwłaszcza w ted y gdy celem jest generacja obrazów ja k najw ierniej odzwierciedlających obiekty rzeczywiste. P ro b le m y te w yn ik a ją głównie z konieczno­

ści reprezentowania obrazu w postaci skw antowanej i za pomocą sprzętu o określonych wartościach param etrów funkcjonalnych.

Rozwój techniki rastrowej jest związany w ięc z jednej strony z poszukiwaniem coraz to doskonalszych algorytm ów dla gene­

rowania obrazów, a z drugiej strony ze stałym ulepszaniem parametrów sprzętu obliczeniowego i wyśw ietlającego genero­

wane obrazy. Obie te g rupy zagadnień wzajem nie się przenikają i uzupełniają. O pracow yw an e są algorytm y, które pozwalają w sposób op tym alny w ykorzystać istniejący sprzęt, ja k też stosowane są rozwiązania sprzętowe optym alizowane z punktu widzenia realizacji określonych algorytm ów.

W największym uproszczeniu każdy system grafiki rastrowej można przedstawić za pomocą schem atu blokowego ja k na rys. 1.

C entralnym elem entem system u jest pam ięć obrazu, w której zapisana jest inform acja o każdym punkcie (pikselu) obrazu.

Inform acje te są w ytw arzane przez blok cyfrowego generowania obrazu. Natom iast za prezentację obrazu zawartego w pamięci obrazu odpowiedzialny jest blok w yśw ietlania.

Rys. 1. Schem at blokowy systemu rastrowego

Pojem ność pam ięci obrazu musi być co najm niej równa liczbie pikseli w yśw ietlanego obrazu. Przykładow o, dla ekranu o roz­

dzielczości 1024 x 1024 i ośmiobitowej inform acji o kolorze pikse­

la m inim alna pojemność pamięci obrazu wynosi 1 M B . O ile uzyskanie pam ięci o odpowiedniej pojemności nie stanowi obec­

nie istotnego problemu, to trudności związane są z zapewnie­

niem' dostępu do tej pamięci przez oba współpracujące z nią bloki.

D la uniknięcia efektu migotania obraz powinien być w yśw ie ­ tlany z częstotliwością rzędu 60 Hz. Oznacza to w krańcow ym w ypadku konieczność zapisywania do pam ięci 60 obrazów w cią­

gu sekundy, czyli generowania inform acji o kolejnych pikselach (co wiąże się z w ykonaniem pewnej liczby operacji arytm etycz­

nych) i zapisywaniu ich do pam ięci co około 16 ns ". Rów nocześ­

nie z tą samą częstotliwością, 60 obrazów na sekundę, muszą być w yprowadzane informacje na ekran. Uw zględniając ogranicze­

nia w ynikające z konstrukcji monitorów okazuje się, że inform a­

cja o kolejnych pikselach powinna być odczytywana z pam ięci co około 11 ns. Bio rą c łącznie oba aspekty pod uwagę, czas dostępu do pam ięci powinien być na poziomie 5 ns. Ja k dotychczas nie istnieją pamięci o takich czasach dostępu i wym aganej pojemno­

ści.

Rys. 2. Zadania realizowane przez blok cyfrowego generowania obrazu

N a rys. 2 przedstawiono zestaw zadań realizowanych przez blok cyfrowego generowania obrazu. Inform acje w yjściow e dla procesu generowania obrazu są dostarczane przez program aplikacyjny. Pozw alają one określić poszczególne obiekty sceny a następnie skomponować scenę z tych obiektów. Opis sceny, np.

w postaci zbioru w ielokątów z odpowiednim i atrybutam i, jest pam iętany w pam ięci sceny. Opis trójw ym iarow ej sceny służy z kolei za podstawę dla utworzenia obrazu sceny w d w u w ym ia ­ rowej płaszczyźnie ekranu. Dokonują tego odpowiednie proce­

dury geometryczne (zmiana układu współrzędnych, obrotu, przesunięcia, skalowanie, rzuty perspektywiczne, obcinanie itd.). Często, dla uproszczenia obliczeń, operacji tych dokonuje się na ograniczonym zbiorze punktów, np. na zbiorze wierzchoł-

n D la porównania przypomnijmy, że czas wykonania pojedynczej instrukcji przez mikroprocesor 8086 wynosi kilkaset ns.

Informatyka nr 6, 1988

1

ków w ielokątów tw orzących scenę. W takiej sytuacji po zakoń­

czeniu obliczeń konieczne jest generowanie inform acji o pozos­

tałych punktach obrazu, np. przez w ypełn ian ie w ielokątów odpowiednim i koloram i. Zależnie od stopnia złożoności sceny i w ym aganej w ierności odtworzenia sceny rzeczywistej w yk o n u ­ je się różne zestawy algorytm ów o różnej złożoności oblicze­

niowej.

D la zilustrowania problem u rozważm y operacje związane tylko z transform acjam i geom etrycznym i. W celu w ykonania operacji skalow ania, przesunięcia, obrotu i rzutu perspektyw icz­

nego jednego punktu o trzech w ym iarach trzeba w ykonać 20 operacji zm iennoprzecinkowych (9 dodawań, 9 mnożeń i 2 dzielenia). W tabeli podane są przykładowe czasy transfor­

macji obrazu o 2 0 0 0 w ierzchołków za pomocą program u w syste­

mie z m ikroprocesorem 8086, przy w ykorzystaniu koprocesora arytm etycznego 8087 i specjalnych układów m nożących (np.

Am29325 lub W eitek 1032) [31.

Czasy tran sfo rm acji obrazu o 2000 w ierzchołków

Metoda

Czas mno­

żenia

Czas doda­

w a n ia [fis]

r

Czas dzie­

lenia b<s]

Czas trans­

form acji 2000 w ierz­

chołków

Liczba ob­

razów na sekundę

Progra­

mowa (B086)

1600 1600 3200 70,4 s 0,015

Z koproce­

sorem

(8087)

.

Układ

mnożący 0,2 0,2 0,8 10,4 ns 96

B lo k w yśw ietlan ia obrazu zawiera układy, które um ożliwiają przesłanie z odpowiednią szybkością inform acji pobieranych z pam ięci obrazu do monitora. U k ła d y te muszą zapewnić konwersję sygnałów cyfrow ych na postać analogową, w ym aga­

ną przez układy wejściow e monitora, oraz w ytw orzenie sygna­

łów synchronizujących proces w yśw ietlania. Ponadto często stosowanym elem entem w bloku w yśw ietlan ia jest tablica kolo­

rów. Je s t to pomocnicza pamięć, na której wejścia adresowe jest podawana z pam ięci obrazu inform acja o kolorze piksela, np. 8- -bitowa, i na której trzech wyjściach, 4- lub 8-bitowych, pojaw ia­

ją się kody składow ych koloru R , G, B . Pozw ala to na korzystanie z dużej gam y kolorów za pomocą krótkich słów niosących inform ację o kolorze piksela.

Rys. 3. B lok w y św ietlan ia z mapą kolorów

D la przykładu, pam ięć koloróv* o 256 słowach 24-bitowych pozwala korzystać z palety 16 m ilionów kolorów. Pam ię ć kolo­

rów m usi być pam ięcią bardzo szybką. W czasie przeznaczonym na w yśw ietlen ie jednego piksela (w podanym wyżej przykładzie 1 1 ns) konieczne jest dokonanie zarówno konw ersji kolorów ja k i konw ersji cyfrowo-analogowej. Rys. 3 poglądowo przedstawia omówione wyżej funkcje bloku w yśw ietlania.

MONITORY KOLOROWE

Podstaw o w ym elem entem monitora kolorowego jest kineskop kolorow y. Pozostałe u k ład y monitora służą do sterowania kines­

kopem. M o n ito ry kolorowe w ysokiej jakości przyjm ują inform a­

cję przeznaczoną do w yśw ietlan ia w postaci napięć, podanych na

wejścia sterujące działam i elektronow ym i związanym i z kolora­

m i czerwonym (R ), zielonym (G ) i niebieskim (B ).

P rz y odtwarzaniu obrazu kolorowego w ykorzystuje się w łaści­

wości oka ludzkiego i jego zdolność w idzenia barw . Oko ludzkie nie rozróżnia poszczególnych elem entów kolorowych, jeżeli powierzchnie elem entów b arw n ych oglądane z pewnej odległoś- ; ci są odpowiednio małe. E k ra n kineskopu kolorowego powinien j św iecić w trzech kolorach podstaw ow ych R , G , B ..S ą to kolory, które poprzez odpowiednie sum owanie pozwalają uzyskać inne kolory. D la przykładu, kolor b iały uzyskuje się przy sum owaniu w proporcjach 0,3R, 0,59G, 0,1 I B . Bezwładność oka w widzeniu barw um ożliw ia odtwarzanie obrazu kolorowego zarówno przy jednoczesnym, ja k i przy kolejnym rozświetlaniu lum inoforów , ; o podstaw ow ych kolorach R , G, B . P rz y zasadzie kolejnego świecenia m usi być zachowany w aru n ek dostatecznie dużej częstotliwości rozświetlania luminoforów.

Obecnie w m onitorach kolorow ych są stosowane trzy typy kineskopów m askow ych, tzw. kineskopy d e lta ,'P IL (ang. preci- sion in line) oraz trynitron.

W k in esk op ach typu d elta lum inofory są nałożone na ekran w postaci okrągłych „p a s tyle k ” o średnicy rzędu ułam ka m ilim e­

tra. P a s ty lk i te są ułożone wzdłuż lin ii poziomych w kolejności R, G, B , R, G , B , R itd. W sąsiednich liniach pastylki są przesunięte j względem siebie tak, żeby trzy sąsiednie pastylki wyznaczały w ierzchołki trójkąta równobocznego. Liczba takich trójek (triad) zależy od rozm iarów ekranu. W kineskopie znajdują się trzy w yrzutnie elektronów, każda przeznaczona do pobudzania pas­

tylek innego koloru, rozmieszczone w w ierzchołkach trójkąta równobocznego. W odległości kilkunastu m ilim etrów przed ekranem znajduje się cienka blacha z dużą liczbą otworów, tzw.

m askownica. W celu uzyskania obrazu o dobrej jakości, trzy strum ienie elektronow e po w in ny przecinać się w środku każde- j go otw oru m askow nicy, a następnie „rozchodzić się” padając na odpowiednie pastylki luminoforów. D la danego strum ienia, przy dowolnym jego odchyleniu, pastylki dwóch inn ych luminoforów po w in ny być zasłonięte przez m askownicę. Przedstawioną zasa- i dę poglądowo ilustruje rys. 4a. Strum ienie elektronów z trzech 1 w yrzu tn i R , G, B , są odchylane w kieru n kach pionow ym i pozio- <

m ym za pomocą jednego wspólnego zespołu odchylającego.

R

Rys. 4. Zasada pracy kineskopu typu delta (a) i typu P IL (b)

V 1

W k in esk op ach typu PIL ekran jest p o kryty w ąskim i paskami lum inoforów ułożonym i pionowo. O tw o ry w m askow nicy mają kształt pionow ych szczelin, o jednakow ej długości. Działa elek­

tronowe są umieszczone obok siebie w płaszczyźnie poziomej.

Zasadę działania kineskopu ilustruje rys. 4b. W porównaniu z metodą delta, w technice P I L upraszcza się problem zbieżności strum ieni elektronow ych oraz upraszczają się w związku z tym u kłady sterowania kineskopem. Zaletą metody delta jest w ięk­

sza rozdzielczość.

K in eskop y typu tryn itron są stosowane w zasadzie wyłącznie w m onitorach firm y Sony. Podobnie ja k w kineskopach typu P IL , lum inofor jest naniesiony w postaci w ąskich pionowych pasków i na m askow nicy znajdują się pionowe szczeliny. Zasad­

nicza różnica polega na odmiennej konstrukcji działa. W syste­

mie tym stosowane jest jedno działo o trzech katodach umiesz-

2

I

ciunych poziomo. Rozwiązanie to pozwala uzyskać bardzo dobrą rozdzielczość, jest jed n ak trudne technologicznie.

Rozwój m onitorów kolorow ych do zastosowań w technice graficznej zmierza w k ieru n k u uzyskania ja k największej roz­

dzielczości. W śród m onitorów produkow anych obecnie i dostęp­

nych handlowo największa rozdzielczość w ynosi 1280 x 1024 (przy odległości między triadam i - 0,31 mm). S ą to m onitory 19- -calowe o częstotliwości przeszukiwania poziomego 64 kH z i paśmie w izyjn ym rzędu 1 0 0 M Hz.

Sterow anie ruchem w iązek elektronów w kineskopie jest następujące. Poczynając od górnego lewego rogu, strum ień przesuwa się poziomo w prawo, w ybierając wszystkie pu nkty należące do pierwszej lin ii obrazu. Z kolei, następuje przesunię­

cie strum ienia do początku drugiej lin ii i rozpoczyna się w yb iera ­ nie punktów należących do tej lin ii itd. W czasie każdego powrotu strum ienia do początku lin ii nie jest w yśw ietlan a żadna informacja (prom ień jest wygaszany). Z tego punktu widzenia czas powrotu jest czasem m artw ym . Podobnie czasem m artw ym jest czas powrotu plam ki z pu nktu końcowego ostatniej linii do początku ekranu (przy w yśw ietlan iu z tzw. w ybieraniem mię- dzyliniowym w pierwszej fazie w ybierane śą linie parzyste, a w drugiej linie nieparzyste).

Dla monitora o rozdzielczości 1208 x 1024 przy odświeżaniu obrazu 60 razy na sekundę przyjm ując, że czas powrotu pionowe­

go plam ki jest około 600 /js otrzym uje się, że częstotliwość wybierania linii poziomych jest około 64 kHz. Stąd czas na w yśw ietlenie jednej linii w ynosi około 13 fis (po odjęciu czasu powrotu poziomej plam ki 4 /is). P rz y 1280 punktach w yśw ie tla­

nych w lin ii oznacza to, iż czas w yśw ietlan ia pu nktu jest rzędu 1 0 ns. Stąd w ym agane pasmo w izyjne jest rzędu 100 M Hz. Podane param etry ma np. monitor H M 4619 firm y H ita c h i.'

UKŁADY VLSI DLA ZASTOSOWAŃ GRAFICZNYCH W ostatnich k ilk u latach opracowano w iele specjalizowanych układów scalonych przeznaczonych do konstruow ania urządzeń grafiki kom puterowej. D zięki tym układom stało się możliwe opracowanie urządzeń o szybkości i jakości tworzenia obrazów porów nyw alnych z param etram i osiąganym i do niedaw na jed y­

nie za- pomocą dużych systemów, budow anych z w ykorzysta­

niem układów segm entowych i techniki E C L . Wśród now ych układów w yróżnić można k ilk a grup.

W-grupie pamięci, obok różnego typu układów pam ięci u n i­

w ersalnych D R A M o pojemności 1 M b, po jaw iły się układy, pamięci V R A M Ja n g . video R A M ). S ą to pam ięci o dwóch rodzajach odstępu: klasycznym - ró w nęległym i n ow ym - szere­

gowym. Schem at blokow y w yjaśn iający konstrukcję tego typu pamięci jest podany na rys. 5 (jest to schem at układu A m 90C644 firmy A M D ). Obok bloku pam ięci dynamicznej o pojemności 64 K b x 4 (i organizacji wew nętrznej 256 x 256 x 4) w strukturze znajduje się rejestr szeregowy o pojemności 256 słów 4-bitowych.

Poza norm alnym trybem zapisu i odczytu pam ięci'(przy czasie dostępu-190 nś) m ożliwe jest równoczesne przepisanie w czasie jednego cyk lu dostępu do pam ięci 256 słów 4-bitowych do rejestru szeregowego. Od tej ch w ili inform acja może być w yp ro ­ wadzana z rejestru szeregowo, niezależnie od pracy pamięci w trybie równoległego dostępu (z dużą częstotliwością rzędu 25 MHz). Podobnie, w razie potrzeby, można w prowadzać inform a­

cję szeregowo, a następnie w czasie jednego cyk lu zapisać ją do m atrycy pamięci D R A M . Zasadniczą zaletą tego typu pam ięci jest wzrost procentowego udziału czasu dostępu do pam ięci dla celów wprowadzania nowej inform acji. Zaleta ta jest mniej istotna w w yp ad ku dublow ania pam ięci obrazu. P rz y takiej konstrukcji, do jednego bloku pam ięci jest w prowadzany now y

Rys. 5. Schemat blokowy pam ięci z dostępem rów noległym 1 szeregowym

obraz, podczas gdy z drugiego bloku obraz jest w yprow adzany w celu w yśw ietlania. P o zakończeniu pełnego c y k lu role bloków, pamięci zmieniają się.

D la u łatw ienia konstrukcji bloków w yśw ietlan ia opracowano różnego rodzaju zestawy układów przetw orników w izyjnych cyfrowo-analogowych. W iele z nich oprócz przetw orników za­

w iera inne pomocnicze układy, np. rejestry czy tablicę kolorów.

Dostępne są układy z pojedynczym i przetwornikam i, ja k też z zestawami trzech przetw orników D A 4- lub 8-bitowych i częs­

totliwościach konwersji do 200 M H z (np. T E K 8120 firm y T ek tro ­ nix lub A H 8308 firm y Analogie - potrójny zestaw, 150 M H z ).'

D la celów generacji sygnałów sterujących w yśw ietlaniem inform acji są produkowane specjalne układy, zarówno do zasto­

sowań znakowych, ja k i graficznych. Je d n y m z bardziej popular­

nych układów tego typu jest układ 6845 firm y Motorola, stosowa­

n y m. in. w m ikrokom puterach I B M P C . Bardziej zaawansowane układy są przystosowane do pracy w system ach typowo graficz­

nych. Można tu w ym ien ić układy M C 68486/487,82716, TMS34061 oraz A m 8150. Um ożliw iają one sterowanie w yśw ietlaniem przy rozdzielczości do 640 x 480 pikseli. Niektóre z nich mają wbudo­

wane funkcje zarządzania systemem okien.

In n a grupa układów, tzw. sterow niki ze stałą listą rozkazów graficznych, ma zadanie odciążyć procesor centralny od funkcji związanych z w ypełnianiem pam ięci obrazu. Je d n y m z najbar­

dziej rozpowszechnionych układów tego typu jest sterownik graficzny //PD 7220 firm y N E C . U k ła d ten, oprócz funkcji sterowania w yśw ietlaniem oraz odświeżaniem pam ięci D R A M , realizuje funkcje rysow an ia'lin ii, łuków , prostokątów, znaków 8x8, zapełnianie pól, powiększanie fragm entów obrazu oraz przesuwanie obiektów po ekranie. Najszybsze w ersje tego u k ła­

du pozwalają w yryso w ać piksel w czasie 500 ns. Podstawową w adą tego układu jest rozłączność w czasie funkcji tworzenia obrazu i w yprowadzania go na ekran. Prób ę rozwiązania tego konfliktu podjęli projektanci układu sterow nika H D 63484-8 firm y Hitachi. W układzie tym w podstawowym cyk lu 1000 ns przewidziano czas zarówno na zapis do pam ięci obrazu ja k i na odczyt dla celów w yśw ietlania. U k ła d w ykonuje 38 ro zkazó w ' rysowania. Może on sterować pam ięcią obrazu o pojemności do 2 M B z 1, 2, 4, 8 lub 16 bitam i na piksel.

Do w spółpracy z pam ięciam i video R A M przystosowany jest układ sterownika A m 95C60 A M D . Je s t to układ o strukturze 16- -bitowej, realizujący 60 rozkazów graficznych. M aksym alna . rozdzielczość sterowanego układu w ynosi 4096 x 4096. U k ła d ma w budow any algorytm wygładzania lin ii z w ykorzystaniem dwóch lub czterech poziomów cieniowania.

Najbardziej złożonymi układam i projektow anym i z m yślą 0 zastosowaniach graficznych są układy procesorów graficznych.

Przedstaw icielem tej grupy układów jest procesor T M S 34010 firm y Texas Instrum ents. Je s t to układ 32-bitowego m ikroproce­

sora ze zredukowaną listą rozkazów o szybkości 6 M IP S . U kład jest w yk o n an y w technologii C M O S (o szerokości ścieżek 1,8 ¿im)

1 zawiera około 180 000 tranzystorów. Pozw ala na w yk o n yw an ie operacji przesyłania bloków pikseli. W układzie T M S 34010 w budowana jest pam ięć podręczna (ang. cache) o pojemności 256 bajtów. Um ożliw ia to pam iętanie 128 rozkazów i przyspieszanie w yk o n yw an ia pętli.

Obok sam ych układów scalonych możliwe jest korzystanie z gotowych pakietów grafiki kolorowej, przystosowanych do w spółpracy z określonym i systemami. Przykładow o, firm a Im- graph produkuje pakiet A G C - 1024-8 przystosowany do współ­

pracy z system am i IB M PC /X T /A T /R T. W pakiecie tym w y k o ­ rzystano następujące u kłady graficzne: sterow nik HD-63484, pam ięć video R A M oraz układ przewodników w izyjn ych D A A M D 8151. P a k ie t um ożliwia w yśw ietlan ie z częstotliwością 60 Hz obrazów o rozdzielczości 1024 x 1024. K ażdy piksel jest repre­

zentowany za pomocą 8 bitów, co daje m ożliwość w yśw ietlania 256 kolorów z palety 16,8 m iliona kolorów. P a k ie t realizuje podstawowe instrukcje graficzne oraz operacje na blokach bitów, sprzętowe obcinanie, podział ekranu. M aksym aln a szyb­

kość w prowadzania inform acji do pam ięci obrazu w ynosi 5 m in pikseli/s, a częstotliwość w yprow adzania na ekran 87 M Hz.

L IT E R A T U R A

(1] Demetrescu D.: Moving pictures. Byte, pp. 207-217, November 1985.

Informatyka nr 6, 1988

3

RALPH E. GRISWOLD MADGE T. GRISWOLD

Departm ent o f Computer Science U niw ersytet stanu Arizona, Tucson USA

Języki w ysokiego poziomu do przetw arzania napisów

- C O M IT , SIMOBOL4 i Icon (3)

A czko lw iek S N O B O L 4 stanowi silne narzędzie m anipulow a­

nia napisam i i pozwala zaprogram ować w sposób ła tw y i zw arty w iele skom plikow anych zadań, jest cokolw iek niezgrabny.

Przykładow o, brak struktur sterowania zmusza programistę do budowania pętli przy użyciu etykiet, w yrażeń w aru n ko w ych i skoków.

t

S N O B O L 4 ma złożoną budowę. Zaw iera bowiem k onw en­

cjonalne środki do obliczeń num erycznych i innych, nie- związa­

nych z przetwarzaniem napisów, natomiast w sferze działań dotyczących dopasowywania wzorców istnieje odrębny zestaw operacji powiązanych ze specyficznym mechanizmem n aw ro­

tów w sterowaniu. Rozdział między tym i dwom a aspektam i języka S N O B O L 4 ilustrują choćby dw ie form y przypisania:

s = ’’H ello w o rld ”

w konwencjonalnej składowej języka i LEN (11) . s

w składowej dotyczącej dopasow yw ania wzorców. T ym sam ym podobne działania mają odmienne postaci, a programista musi kształtować konstrukcje program owe w różny sposób, w zależ­

ności od kontekstu.

Ję z y k program owania Icon*1, opracowany w U n iw ersytecie stanu Arizona przez R alph a E . Griswolda, D avid a R. Hansona i Jo h n a T. Korba, w yew o lu o w ał z dążeń do przezwyciężenia podobnych problem ów (niejednorodności) i chęci odnalezienia n ow ych sposobów w yrażania wysoko zorganizowanych działań przetwarzania napisów. Icon pod w ielom a względam i jest po­

dobny do S N O B O L U 4 . Pojęcie łańcucha jest takie samo, w obu językach podobnie zarządza się strukturam i danych. Icon i

S N O B O L 4 różnią się w obu istotnych aspektach:

• Icon ma konwencjonalne stru k tu ry sterowania, a jego skład­

nia nawiązuje do rozwiązań zastosowanych w najnowszych językach program owania;

l* Ja k wyjaśniają E. R. Griswold i D. R. Hanson w Icon Newsletter (June, 3, 1980), nazwa języka Icon nie jest skrótem żadnych wyrazów. W uzasadnieniu wyboru nazwy Icon dla języka programowania autorzy podają dwa znaczenia tego wyrazu w języku angielskim: znak ikoniczny (czyli znak, którego forma jest podobna do tego, co ten znak oznacza) oraz ikona (przyp. tłum.)-

• konwencjonalne środki obliczeniowe i m echanizm y dopaso­

w yw an ia wzorców są w języku Icon zintegrowane i koncepcyjnie spójne, co um ożliwia stosowanie techniki naw rotów w sterowa­

niu w obliczeniach każdego rodzaju.

Jednocześnie, Icon nie zawiera niektórych spośród bardziej ezoterycznych cech języka S N O B O L 4 , w tym odwołań pośred­

nich i kom pilacji w toku programu.

O peracje w aru n k u jące i gen eratory

Icon zachowuje snobolową koncepcję w yrażeń w aru n k u ją ­ cych, co więcej, używ a właściw ości spełniania się bądź niespeł- niania w yrażeń do nadzorowania w ykonania rozm aitych kon­

w encjonalnych struktur. Przykładow o:

w h ile lin e : = read () do w rite (line)

kopiuje plik w ejściow y na wyjście. K lau zu la do nie jest niezbęd­

na, a powyższe w yrażenie można napisać w sposób bardziej zwięzły:

w h ile w r ite (readO)

co da się odczytać następująco: „dopóki udaje się czytać, wypisuj każdy przeczytany wiersz na w yjście” .

Podobnie ja k w języku S N O B O M , istnieje w iele wyrażeń określających w arunki. W yrażen ia te, gdy się spełniają, w ytw a ­ rzają użyteczne (w trad ycyjn ym rozum ieniu) w yn ik i. Za przy­

kład może posłużyć wyrażenie:

find (sl,s2)

które określa miejsce w ystępow ania podłańcucha s l w łańcuchu s2, jeśli podłańcuch taki istnieje, w przeciwnym zaś razie się nie spełnia. Załóżm y, na przykład, że s2 ma wartość:

"try b a ck tra ck in g ” Wówczas

find (” y ” ,s2)

w ytw arza wartość 3, a

R A L P H E. G R IS W O L D jest absolwentem Uniwersytetu w Stanford, gdzie w roku 1956 uzyskał dyplom (B .S.) w dziedzinie fizyki a następnie tytuł magistra (M.S.) i doktora (Ph.D.) w dziedzinie inżynierii elektrycznej (electri- cal engineering) 196(1 1962 r. Od roku 1962 pracownik B e ll Laboratories, w roku 19G9 mianowany szefem Departamentu Badań Języków Programowa­

nia. Działo się to wiatach, gdy powstawały odmiany S N O B O Lu . W roku 1971 otrzymał nominację profesora informatyki w Uniwersytecie stanu Arizona.

Tam pod jego kierunkiem opracowano język Icon. Prócz projektowania i realizacji języków programowania, jego zainteresowania badawcze obejmu­

ją programowanie nienumeryczne i systemy opracowywania dokumentów.

M A D G E T. G R IS W O L D ukończyła uniwersytet w Syracuse w roku 1962 o specjalizacji dziennikarskiej i lingwistycznej. W tym samym roku podjęła pracę w B e ll Laboratories jako redaktor techniczny, by w roku 1969 przejść do Departamentu Badań Języków Programowania i kontynuować prace badaw­

cze nad systemami opracowywania dokumentów i komputerowo wspomaga­

nym składaniem tekstów. W roku 1974 uzyskała tytuł magistra nauk humani­

stycznych (M.A.) w dziedzinie historii na Uniwersytecie stanu Arizona. Jest niezależną pisarką (free-lance writer) i konsultantem do spraw zastosowań techniki obliczeniowej i technik wydawniczych wspomaganych kompu­

terami.

4

find (” 6" ,s2) nie spełnia się.

P L/I ma podobną funkcję, o nazwie IN D E X . Wszelako tam, zamiast niespełnienia - jeśli podłańcuch nie istnieje - funkcja IN D E X oddaje wartość 0. W konsekwencji w P L / I, aby określić czy wartość funkcji I N D E X stanowi dopuszczalny num er znaku, czy tylko sygnalizuje niemożność odnalezienia takowego, należy wykonać dodatkowe sprawdzenie w artości IN D E X .

W języku S N O B O L 4 w aru n ek dopasowania składowej wzorca może się nie spełnić, zostać spełniony, względnie - dopasowanie składowej wzorca może stać się źródłem ciągu w yn ików , je ś li' odbywa się dopasow yw anie z nawrotam i. W Iconie uogólniono tę koncepcję na w szelkie w yrażenia. W yrażen ie w Iconie może nie w ytw arzać żadnego w y n ik u21 (niepowodzenie), może w ytw arzać jeden w yn ik , lecz także może być źródłem w ielu w yników . Wyrażenie produkujące więcej niż jeden w yn ik nazyw a się generatorem .

W ykorzystanie zdolności w ytw arzania więcej niż jednego w yniku można zilustrować, kontynuując przykład poprzedni, za pomocą w yrażenia:

find (”t ”,s2)

które może przyjąć jak o swoje w y n ik i zarówno 1, ja k i 9. Użycie podobnego generatora w kontekście w ym agającym tylko jed n e­

go w yn ik u powoduje w ytw orzenie tylko pierwszego w yn ik u z potencjalnej sekw encji w yn ik ó w generatora. Toteż w przypisa­

niu:

i := find (”t ”,s2)

zmienna i otrzym uje wartość 1.

Istnieją dw a konteksty, w k tórych generator może w ytw orzyć więcej niż jeden w yn ik : iteracja i ob liczen ie u k ieru n k ow an e celem ang. (goal-directed evaluation). Iteracja, zapisywana w postaci w yrażenia:

every exp^ do expr2

powoduje ustawiczne podejmowanie obliczania w yrażenia exprj, w celu uzyskania ciągu w szystkich m ożliw ych w yn ikó w , jak ie dane w yrażenie jest w stanie w yprodukow ać. D la każdego w yn ik u wytworzonego przez exprj oblicza się exp r2. W konsek­

wencji:

every i : = find(”t ”,s2) do w rite (i) '

spowoduje w ypisanie 1 i 9. Człon do można pominąć, zapisując to wyrażenie w zwięźlejszej postaci:

every w rite (find(”t ”,s2))

Obliczanie sterowane celem jest niejaw ną właściw ością algo­

rytm u ew aluacji w yrażeń w Iconie i przypom ina postępowanie przy dopasow yw aniu wzorców w jęz yku S N O B O L 4 . W Iccjnie algorytm obliczania wyrażeń, dążąc zawsze do spełnienia (w y ­ produkowania w y n ik u innego niż żaden) całego wyrażenia, powoduje autom atyczne podejm owanie działania generatorów dla w ytw orzenia dodatkowych w yn ik ó w , jeśli dotychczas uzys­

kane rezultaty nie prowadzą do tego celu. Na przykład, jedna z w arunkujących operacji Iconu: ■ <

i > j

spełnia się, jeśli w artość i jest większa niż w artość j i nie spełnia - v/ przeciwnym razie. Je ś li argum ent tego rodzaju wyrażenia warunkowego będzie generatorem , to relacja może nie zachodzić dla pierwszej wartości generatora, ale może się spełnić dla innej.

Oto przykład:

if find (”t’’,s2 )> 5 then w r ite (’’o k a y ”)

W tym w ypadku, posługując się - ja k poprzednio - łańcuchem:

"try b a ck tra ck in g ”

21 Nie powodiyąc przy tym błędu (przyp. tłum.).

operacja find w ytw arza najpierw wartość 1, w w yn ik u czefeo porównanie nie daje pożądanego rezultatu. W sku tek obowiązy- wania.zasady obliczeń ukierunkow an ych, podejmuje się działa­

nie generatora find, a .ten w ytw arza kolejny w yn ik - 9; tym razem w aru n ek zostaje spełniony.

A naliza łań cu ch ów

Możliwości Iconu dotyczące dopasowywania wzorców, nazy­

wane a n alizow an iem łań cu ch ów (ang. string scanning), są tego samego rodzaju, co dopasowywanie łańcuchów w jęz yku SNO- BO L4 :

expri ? expr2

Tutaj ex p rj dostarcza podmiotu, k tó ry jest analizowany według reguł określonych w exp r2. Wszelako Icon - odmiennie niż S N O B O L 4 - nie używ a wzorców. W zamian rozporządza fu n k c­

ja m i dopasow u jącym i, które mogą przemieszczać punkt a n ali­

zowania v/ podmiocie i przyjm ow ać jako wartość dopasowane podłańcuchy. W Iconie funkcja tab(i) jest podobna do snobolowe- go wzorca TAB(i), a funkcja m ove(i) odpowiada wzorcowi LEN(i).

P rz y analizowaniu łańcuchów wolno pominąć w funkcji find, i inn ych podobnych, drugi argum ent - w tym w ypadku ich działanie będzie się odnosić do podmiotu. W ten sposób, w przy­

kładzie:

„try b a ck tra ck in g ” zarówno w yrażenie ev ery w r ite (find(”t ”,s2)) ja k i

ev ery w rite (s2 ? find(”t ’’))

spowoduje wyprowadzenie wartości 1 i 9.

Pozycje łańcuchów 'odnalezione przez funkcje analizowania łańcuchów mogą być użyte jak o argum enty w funkcjach dopaso­

w ujących, ja k w w yrażeniu:

w rite (s2 ? tab (find(”y ”))) które wypisze tr.

Podobnie ja k ukierunkow an ie celem jest częścią ogólnego mechanizmu obliczania w artości w yrażeń :1,Iconu i może być spożytkowane w obliczeniach dowolnego rodzaju, tak dowolna struktura sterowania lub operacja może zostać użyta w analizie łańcucha. Ilustruje to poniższe w yrażenie, dokonujące - na podobieństwo zamieszczonego wcześniej programu w SN O BO - L U 4 - tabulacji słów:

w h ile lin e : = readO do

lin e ? w h ile tab(uptodetters)) do count[tab(m any(letters))l + : = 1

W yrażenie tab(uptodetters)) odpowiada snobolowemu wzorco­

w i BREAK (letters), a tab( m any (letters)) - wzorcowi SPANdet- ters).

O peracja w rodzaju:

i + := 1

powoduje zwiększenie w artości i (tu: o jeden). Reszta programu (w yd ru k ) ma spore podobieństwo do w ersji w jęz yku S N O B O L 4 . T ym niem niej pew ne cechy Iconu czynią rozwiązanie bardziej .spójnym . K lucze &ucase i &lcase reprezentują, odpowiednio, zbiory w ielkich i m ałych liter; w celu uzyskania zbioru potrzeb­

nych liter w ykorzystuje się ich sumę. Jed en z w ariantów sorto­

w ania tabel w ytw arza tu listę altern atyw n ych indeksów (słów) i odpowiadających im krotności, której dalsza obróbka dokonuje się w jednym wyrażeniu.

jfe

31 Warto w tym miejscu zauważyć, że w Iconie nie występuje pojęcie „instrukcji” . Każda iconowa konstrukcja przypominając^ instrukcję któregoś z typowych języków może być zbadana pod kątem wytwarzania wyniku (wartości) jest wyrażeniem (przyp. tłum.).

Informatyka nr 6, 1988

5

Icon ma w iele innych właściwości. W ich skład wchodzi rozmaitość now ych struktur sterowania powiązanych z użyciem generatorów. Elem e n ty list mogą być udostępniane za pomocą ich pozycji, lecz również można powodować zwiększanie się i zmniejszanie list na podobieństwo stosów i kolejek. Rozbudo­

w an y repertuar operacji na łańcuchach um ożliwia drobiazgowe ich przetwarzanie, także bez posługiwania się techniką analizy łańcuchów.

procedura m a i n O

1etters i * bucłte ++ klcase count «*= table(O)

while line i * r e a d O do

line ? while t*b(upto<1etter*)) do countCtab (many <1etter*))3 +i- 1 wliat i- mort(count,3)

while write<get<wli«t)," l ",get<wli»t>>

end

Program zliczania słów w yrażony w Iconic

Icon został zaim plem entowany na w ielu różnych kom pute­

rach pracujących pod nadzorem systemu Unix, ja k również na kom puterach VAX-11, wyposażonych w system V M S , oraz na kom puterach osobistych, pracujących pod kontrolą systemu operacyjnego M S-D O S 0. Wszystkie realizacje Iconu są powszech­

nie dostępne - nie podlegają sprzedaży.

Tłum aczył i opracował:

ZDZISŁAW PŁOSKI

41 Realizację Iconu dla systemu operacyjnego MS-DOS na mikrokomputery oparte na mikroprocesorach rodziny 8086/88/186/156 - Icon 6.3 - można otrzymać także w Insty­

tucie Informatyki Uniwersytetu Wrocławskiego za zwrotem kosztów dystrybucji (przyp. tłum.).

L IT E R A T U R A

[1] Griswold R. E., Griswold M. T.: Icon Programming Language. Prentice-Hall, Englewood Cliffs (N J), 1983

U T E R A T U R A U Z U P E Ł N IA JĄ C A

[1] Gizbert-Studnicki P., Karczmarczuk J.: SnoboM. W NT, Warszawa 1984 [2] Karczmarczuk J.: Język programowania Icon. Informatyka, nr 2-3, 4, 5, 1986 (3J Płoski Z.: Słowo o Iconie. O książce „The Icon Programming Language” . Instytut Informatyki Uniwersytetu Wrocławskiego, kwiecień 1984.

Ceny ogłoszeń

O d 1 lipca 198 7 r. o b o w ią zu ją następujące ce n y m a te ria łó w rekla m o w ych p u b liko w a n ych na łam ach IN FO R M A T Y K I:

O g ło s z e n ia

- ogłoszenia czarno-bia łe, a rtyku ły reklam ow e i in fo rm a cje n a u k o w o -te c h n ic z n e (b iu le ty ­ ny.) zależnie od o bjętości: cała strona - 50 tys.. 3 / 4 str. - 4 5 tys.. 2 / 3 str. - 4 0 tys., 1 /2 str.

- 3 5 tys., 1 / 3 str. - 30 tys., 1 /4 str. - 2 5 tys., 1 /8 str. ^ 2 0 tys., pon iżej 1 /8 str. - 2 0 0 zł za 1 cm 1.

- ogłoszenia d ro b n e (zależnie od liczby s łó w ) je d n o s ło w o - 5 0 zł

D o d a t k i d o c e n y p o d s t a w o w e j:

- za każdy d o d a tk o w y ko lo r + 30%,

- za każdy specjaln y ko lo r (n ie w y n ik a ją c y z p o d s ta w o w y c h k o lo ró w ) + 30%, - za p ełny ko lo r (gra fika w ie lo b a rw n a ,'z d ję c ia k o lo ro w e ) + 120%,

- za zam ieszczenie ogłoszenia na I lu b IV stro n ie o kła d ki + 100%

- za zam ieszczenie ogłoszenia na II i III stron ie o kła d ki + 50%

Z n iż k i

dotyczą ogłoszeń - c a łk o w ity c h pow tó rze ń

- za ogłoszenia 3 -5 -k ro tn e - 10%

- za ogłoszenia 6 -1 0 -k ro tn e - 20%

- za ogłoszenia 11 -k ro tn e i pow yże j - 30%

- za a rtyku ły i w k ła d k i reklam ow e w y k o n a n e przez zle cenio daw cę , - 40%

- za b iu le ty n y i b lo k i reklam ow e - 60%

W uzasa dnion ych w yp a d ka ch stosuje się zniżki specjalne dla ogłoszeń nie będących p o w tó rze n ia m i - za zgodą D yrektora - Naczelnego Redaktora W y d a w n ic tw a N O T SIG M A . Ponadto B iu ro O głoszeń św ia d cży u słu g i w zakresie w y k o n y w a n ia zdjęć cza rn o-bia łych i b a rw n ych oraz na d b ite k w k ła d e k reklam ow ych.

C e n y w k ła d e k

- w kładka 2 str. o form acie A 4 ^ nakład d o 5 0 0 egz. 2 0 tys. zł nakład 5 0 0 -1 0 0 0 egz. 3 5 tys, zł - w kła d ka 4 s t r . 'o form acie A 4

nakład 5 0 0 egz, 4 0 tys. zł nakład 5 0 0 -1 0 0 0 egz. 7 0 tys. zł

Przy w k ła d ka ch o nakładzie p o w yżej 100 0 egz. stosuje się w ie lo k ro tn o ś ć p ow yższych cen, a d o d a tk i za k o lo ry oblicza się ja k dla ogłoszeń.

O g ło s z e n ia p r z y jm o w a n e s ię p rz e z :

D z ia ł O g ło s z e ń i R e k la m y W C iK T N O T S IG M A u l. Ś w ię t o je r s k a 5 /7 , 0 0 - 2 3 6 W a r s z a w a

a d r e s d o k o r e s p o n d e n c ji: s k r y tk a p o c z t o w a 100 4, 0 0 - 9 5 0 W a r s z a w a t e le f o n y : 31 - 9 3 -6 5 lu b 31 -2 2 -2 1 w . 1 9 6 i 291

/ / / I E L E K ⁷ SPÓŁDZIELNIA PRACY R A

ul. W ąska 8, 81-659 G dynia Tel.: 241337, 241169 T eleks: 054520 sp e pl.

Oferujemy WIELOWYJŚCIOWY, IMPULSOWY ZASILACZ DO URZĄ­

DZEŃ KOMPUTEROWYCH, o następujących parametrach:

U i = + 5 V I j = 1,5 A

U 2 =, + 8 -r- 12 V I 2 = 300 m A U 3 = - 6 12 V - I 3 = 200 m A

Zasilacz n asz p o sia d a zabezpieczenie ponadnapięciow e i przeciw zw ar- ciowe.

Inform acji u d zie la m y pisem nie, telefonicznie lub teleksem.

G w a ra n tu jem y konkurencyjne oceny, w y so k ą ja k o ść i krótkie term in y rea liza c ji za m ów ień .

EO/5IO/8S

■

6

ANDRZEJ TUROWICZ Ośrodek Inform atyki Urząd W ojewódzki Wrocław

Lokalna sieć ko m p utero w a D -Link (1)

Rozwój telek om u n ik acji u m o żliw ił łą czen ie kom puterów za pomocą sie ci telek sow ej lub telefon iczn ej, w której p rzesy­

łanie in form acji od b yw a się z szyb k ością od 50 do 9600 b itów na sekundę. W P olsce szybk ość 1200 b itów na sek u n d ę n ależy uważać za gran iczn ą do celów p rzesyłan ia d an ych łączam i telefonicznym i. W iększe szybk ości w ym agają, sp ecjaln ych zabiegów. Z d ośw iadczeń au tora w y n ik a , że zad ow alające rezultaty m ożna u zysk ać przy tra n sm isji z szyb k ością do 300 bitów na sek u n d ę.

Istnieją również sieci oparte na inn ych rodzajach łączy niż telefoniczne. W tej klasie istnieją sieci rozległe terytorialnie oraz sieci lokalne (L A N - ang. local area network). Trudno o precyzyj­

ną definicję sieci lokalnej, ale można uważać, że jest to sieć o niew ielkim zasięgu, zw ykle nie w iększym niż 5 km. Zasięg terytorialny sieci opartej na łączach telekom u nikacyjnych jest w zasadzie nieograniczony i może obejmować setki kilom etrów.

W sieciach lokalnych zmniejszenie zasięgu um ożliwia złagodze­

nie w ym agań dotyczących środków transm isji oraz zwiększenie szybkości transmisji. S ieci lokalne dla kom puterów IB M P C / X T lub A T um ożliw iają transm isję z szybkościami od 100 tysięcy do 1 0 m ilionów bitów na sekundę.

WYBRANE SIECI LOKALNE

Na ogół sieci lokalne są tworzone do połączenia kom puterów wewnątrz jednej organizacji gospodarczej. N ic jednak nie stoi na przeszkodzie, aby łączyć kom putery organizacji ze sobą w spół­

pracujących, jeżeli istnieje konieczność transm isji informacji.

Jed yn ym ograniczeniem jest podana przez producenta długość sieci oraz liczba kom puterów, które można dołączyć. Producenci sieci kom puterow ych zapewniają m ożliwość pracy na odległość od 1 do 5 km. Producent sieci określa:

- dopuszczalną długość sieci, - liczbę kom puterów w sieci, - szybkość transmisji.

Poniżej przedstawiono cztery rodzaje sieci dla kom puterów IB M P C / X T lub A T . S ie ci te mają architekturę m agistrali, tj.

kom putery są dołączane do jednego wspólnego kabla. Inform ac­

je techniczne podane w tych opisach są orientacyjne; każdorazo­

wa dostawa lub zakup muszą być poprzedzone inform acją od dostawcy lub producenta sieci.

• Sieć SOFT-Link lub LAN-Link

Sieć um ożliwia połączenie k ilk u lub kilkunastu kom puterów, na odległość około 100 m, za pomocą p ary przewodów. Łączność jest zrealizowana w yłącznie środkam i program owym i. Transm i­

sja odbywa się przez port RS232. Szybkość transm isji zw ykle około 0,1 Mb/s (zależna od producenta oprogramowania).

• Sieć T ransnet

Jest to jedna z najstarszych i najbardziej popularnych sieci na świecie. U m ożliw ia połączenie 250 kom puterów na odległość około 1,2 km. Łączność jest realizowana za pomocą specjalnej karty sieciowej. Szybkość transm isji IMb/s. M agistralę sieci stanowi para skróconych przewodów. W ym aga wzm acniaczy (repetytorów) co około 300 m.

• S ieć D-Link

S ie ć stanowi rozwinięcie sieci Transnet. Łączność jest zrealizo­

w an a za pomocą k a rty sieciowej. P a ra m e try oraz w ym agania są takie same ja k dla sieci T R A N S N E T . ,

• S ieć E th ern et

Je s t to najszybsza i najdroższa sieć, o łączności realizowanej przez kartę sieciową. Szybkość transm isji - około 10 Mb/s, kabel współosiowy. K oncepcyjnie taka sama ja k Ethern et, lecz znacz­

nie prostsza jest sieć S h in a Net. Zasadnicze różnice to brak procesora sieciowego na karcie oraz zmniejszenie zasięgu do 1 2 0 0 metrów.

PARAMETRY TECHNICZNE SIECI D-LINK

Podstaw ow ym elem entem sieci kom puterowej D-Link jest karta przeznaczona do m ontowania w obudowie kom putera IB M P C . N a tylnej ściance kom putera znajdują się dwa gniazda karty, um ożliwiające dołączenie kom putera do sieci. W ybó r gniazda zależy od rodzaju w tyczki zamontowanej na kablu, stanowiącym przyłącze do magistrali. K ab el dostarczany przez producenta ma zw ykle od 2 do 3 m etrów długości, lecz można w ykon ać go w e w łasnym zakresie. Na karcie znajdują się m. in. trzy przełączniki.

• P rzełączn ik w yboru n um eru kom putera (znaczony SW 1 na karcie sieciowej).

K ażdy kom puter w sieci ma swój num er z przedziału 0-254, określany przez użytkow nika sieci. Niedopuszczalne jest w łą ­ czenie do sieci kom puterów o takich sam ych numerach.

• P rzełączn ik typu kom p utera (oznaczony sym bolem SW 2 na karcie);

Pozycja przełącznika zależy od typu kom putera, mikroproceso­

ra oraz szybkości pracy, innej dla kom puterów A T , X T oraz T U R B O . W zasadzie należy żądać od dostawcy sieci lub dostawcy kom putera zainstalowania k a rty i właściwego ustawienia tego przełącznika.

• P rzełączn ik term in atorów m a g istra li (oznaczony na karcie symbolem T R M ).

Można za jego pomocą w łączyć lub w yłączyć rezystory kończące magistralę. Można zastosować rezystory umieszczone na k a r­

tach skrajnych kom puterów. Producent um ieścił rezystory na każdej karcie, należy w ięc zadbać o to, aby w skrajnych kom pu­

terach rezystory b y ły włączone, a w pozostałych kom puterach wyłączone. Można zrezygnować z rezystorów na kartach i um ieś­

cić je na kablu w specjalnych gniazdach.

W edług danych producenta długość kabla magistrali może w ynosić najwyżej 4000 stóp, tzn. około 1220 m. Co 300 m jest w ym agany wzmacniacz-repetytor. O czywiście w ym agania te mają ch arakter przybliżony; istnieją udane instalacje, pracujące bez wzm acniaczy. Zapew nienie sobie prawidłow ej pracy jes\

możliwe po spełnieniu w aru n kó w określonych przez producenta sieci. Szybkość transm isji w ynosi milion bitów na sekundę, co dla w ielu zastosowań w ystarczy z dużym zapasem. S ie ć jest zaopatrzona.w u k ład y w y k ry w a n ia transm isji oraz w yk ryw a n ia kolizji. Program ista oraz program są zwolnieni od konieczności badania stanu zajętości sieci. W szelkie kolizje są w yk ryw a n e, a powtórzenia transm isji w yk o n yw an e przez k a rty sieciowe, bez interw encji kom puterów i programów.

Informatyka nr 6. 1988

7

Istnieje możliwość dołączenia do sieci kom puterów bez pam ię­

ci dyskow ych; kom putery takie stanowią tylko term inale. K a rta sieciowa w ch w ili włączania takiego kom putera do sieci pobiera system operacyjny z innego kom putera i ładuje go do swojego.

W ym ag an y jest jed n ak odpowiedni program ładujący, dostarcza­

ny za dodatkową opłatą przez producenta sieci w postaci układu pam ięci R O M . N a płycie k a rty sieciowej znajduje się pusta podstawka przeznaczona do tego celu.

FUNKCJE KOMPUTERÓW SIECI

K om p u ter dołączony do sieci może w yk o n yw a ć swoje zadania lokalne lub w spółpracować z inn ym i kom puteram i poprzez sieć.

Może być k ilk a kom puterów spełniających daną funkcję, a także każdy kom puter może spełniać k ilk a funkcji w tym samym czasie.

W sieci D -Link kom puter może w yk o n yw a ć następujące funkcje:

• Przechow yw anie plików;

K om puter w yko n u jący tę funkcję zw any usługodawcą (ang.

server) nie musi mieć k la w ia tu ry ani monitora ekranowego.

Spełnia on rolę pamięci dyskowej dla innych kom puterów pracujących w sieci.

• Narzucanie czasu innym komputerom w sieci (zegar);

Z kom putera pełniącego tę funkcję inne kom putery sieci pobie­

rają czas dzienny, bieżącą datę.

• Grom adzenie na dysku stałym w yd ru kó w z inn ych kom pute­

rów; ' -■—

K o le jk i w ydru kó w oraz rozdział w yd aw n ictw i w ykorzystanie drukarek są organizowane centralnie.

• Sym u lo w an ie na dysku stałym stacji dyskietek dla innych kom puterów sieci;

• Korzystanie przez sieć z urządzeń innych kom puterów, takich ja k drukarki, modemy, stacje dysków stałych lub elastycznych oraz stacje sym ulow ane na dyskach stałych inn ych kom pute­

rów.

M ożliwość zdalnego dostępu do zbiorów danych powoduje decentralizację przetwarzania oraz stwarza możliwość pracy w ielokom puterowej. T ak pom yślana sieć stanowi logiczne prze­

ciw ieństw o wielodostępnej pracy kom putera z term inalam i. Sieć D -Link nie w yklu cza stosowania term inali do każdego kom pute­

ra. Filozofia sieci D -Link zaleca jednak zamiast term inali kom putera - dołączanie następnych kom puterów (np. bez stacji dyskow ych) jako um ow nych term inali sieciowych. Pod wzglę­

dem kosztów rozum ianych całościowo, rozwiązanie to'n ie jest w cale droższe. Należy oczywiście zrozumieć potrzeby w yn ik a ją ­ ce ze specyfiki przetwarzania danych konkretnego użytkow ni­

ka; m ikrokom puter osobisty nie może być trak to w an y jako jednostka centralna w ielkiego wielodostępnego system u dużego przedsiębiorstwa. Uważam , że bardziej celowe jest dołączenie zamiast term in ali kolejnych kom puterów do sieci.

INSTALOWANIE SIECI

D-Link dopuszcza pracę w sieci kom puterów zaopatrzonych w różne system y operacyjne (np. D O S lub X e n ix ) lub w różne wersje danego systemu. Au to r sprawdził działanie sprzętu i o- program owania sieci na kom puterach IB M P C / X T T U R B O z systemem operacyjnym D O S 3.0 i D O S 3.10

W system ie D O S 3.10 w celu przystosowania kom putera do pracy sieciowej należy w ykon ać czynność logicznego dołączenia k a rty sieciowej do systemu D O S oraz logicznego dołączenia k a rty do sieci. U aktyw n ien ie k arty sieciowej uzyskuje się przez w prowadzenia w' pliku C O N F IG .S Y S polecenia zapisu:

DEVICE = D-LINK.DRV /HC

Zapis ten inform uje D O S , że urządzenie D -Lin k jest obsługiwane przez program sterujący D - L IN K .D R V . Od tego czasu karta sieciowa może być używ ana przez D O S . In n e system y operacyj­

ne w ym agają odpowiedniego programu sterującego, dostarczo­

nego przez dostawcę systemu.

P ełn a specyfikacja programu D - L IN K jest następująca:

D-LINK.DRV |/D m l [/Pn] 1/Mkl /HC

gdzie: m oznacza liczbę dysków obsługiwanych przez DO S, n liczbę drukarek, k liczbę modemów.

Program D - L IN K .D R V jest dostarczany na dyskietce. Należy zwrócić uwagę na to, by był on akceptowany przez w ersję D O S eksploatowaną w danym komputerze. N a dyskietce znajdują się również inne program y usługowe sieci oraz prosty program N E T obsługujący sieć, przeznaczony dla początkujących użytkow ni­

ków. Program ten w yw o łu je się poleceniem N E T . Program y usługowe sieci mogą być w yw o ływ a n e w trojaki sposób:

z klaw iatu ry, - z program u N E T ,

z pliku poleceń A U T O E X E C .B A T .

Producent zostawia w ybór u żytkow nikow i sieci, należy jednak przyjąć, że sieć prawidłow o zaprojektowana i zestawiona pod kątem zadań konkretnego użytkow nika w inna być uaktyw niana z programu A U T O E X E C .B A T , tj. programu rozpoczęcia sesji.

P raco w n icy korzystający z kom puterów na swoich stanowis­

kach pracy nie powinni odczuwać dołączenia ich kom puterów do sieci. K ażdy kom puter powinien mieć tak zaprojektowaną pro­

cedurę rozpoczęcia sesji, aby u żytkow nicy m ieli złudzenie pracy indyw idualnej. Posługiw anie się programem N E T oraz progra­

m am i usługowym i należy pozostawić programistom. Kom puter oddany do eksploatacji pracownikom m agazynu lub działu kadr w inien wszystkie procedury sieciowe w yw o ływ a ć w sposób niewidoczny dla obsługi.

PODZIAŁ DYSKÓW STAŁYCH

D yski stałe mogą być podzielone w różny sposób, w każdym komputerze inaczej. Część pojemności może być przeznaczona na pam ięć danego kom putera, a część na w irtu aln e dyskietki dostępne przez sieć dla inn ych kom puterów. T akie dyskietki są nazyw ane w olu m in am i. Na dysku stałym kom putera jest rezer­

w o w an y obszar pamięci, traktow an y przez sieć ja k dyskietka.

W olum in nie jest dostępny norm alną drogą, lecz tylk o przez sieć.

W szczególności żadne polecenie (naw et polecenie F O R M A T ) ani program pracujący w lokalnym komputerze nie mogą uzyskać f ' dostępu do tej części dysku.

Do zarezerwowania odpowiedniej części dysku stałego na w o lu m in y służy polecenie F D IS K , które um ożliwia zarówno utworzenie strefy (ang. partition) dysku przeznaczonej na D O S, ja k i strefy przeznaczonej na w olum iny.

Polecenie ma cztery opcje:

• tworzenie strefy D O S ,

• zmiana ak tyw n ej strefy,

• skasowanie strefy D O S,

• w yśw ietlenie podziału dysku.

W ybierając pierwszą opcję uzyskuje się informację o liczbie cylindrów dysku oraz podejmuje się decyzję o tym , ile cylindrów ma zawierać strefa przeznaczona dla system u D O S . Pozostałe , cylin d ry mogą być użyte przez sieć D-Link na w olum iny.

O czywiście nie jest obowiązkowe wyznaczanie części dysków f n j w olum iny i należy to czynić jed yn ie w następujących w ypad­

kach:

- gdy w sieci pracują kom putery bez stacji dyskow ych; wówczas w o lu m in y będą ich „p ry w a tn y m i dyskietkam i” ,

- gdy w sieci pracują kom putery korzystające ze wspólnych zbiorów tylko w celu odczytania.

w inn ych w ym aganych przez użytkow nika i uzasadnionych w ypadkach w ym agających w irtu aln ych dyskietek.

Podział dysków stałych na w olum iny należy bardzo dokładnie zaprojektować oraz przem yśleć rozmieszczenie plików w sieci.

N iestaranny proces projektow ania może się zemścić m ałą spraw ­ nością przesyłania informacji. Sieć można naprawdę skutecznie zablokować zlecając jej bez w yraźnej potrzeby wielomegabajto- we transm isje zbiorów, które m ogłyby być zlokalizowane w tym komputerze, k tó ry je przetwarza. Z drugiej strony, w uczelnianej ' sieci kom puterowej jest celowe przechow yw anie kompilatorów lub programów' w jed n ym tylko komputerze. Ochronę takiego oprogram owania gw arantuje jed yn ie system w olum inów.

8