יום שני, 20 באפריל 2015

תקשורת מחשבים הנדסאי אלקטרוניקה כיתה יד' כל מה שצריך לדעת חומר תיאורטי עיוני רב מלל

תקשורת מחשבים הנדסאי אלקטרוניקה כיתה יד' כל מה שצריך לדעת חומר תיאורטי עיוני רב מלל

מה נלמד?
מחשב וכל מה שכרוך ב: הכרת המרכיבים של המחשב, הכרת מערכות ההפעלה של המחשב, הכרת השלבים של אתחול המחשב.

בין היתר: השבבים / הצ'פים המשפיעים על מעבר נתונים חוץ ופנים (כמו מקלדת, עכבר, wifi עם התקן חיצוני).

כל המחשבים / הסמראטפונים עובדים עם אותם מודלים - הם בנויים מאותם רכיבים.

נכיר את כל הרכיבים של המחשב באופן כללי. (כוננים, ספק כוח, עובד עם מתחים ±12, 5V, ±3 תלוי באזור.

המוח של המחשב הוא: CUP מעבד: נכיר סוגי מעבד באופן כללי.

מרכיבי חומרת המחשב: לוח אם, העכבר הישן עם הגלגלת, העכברים החדשים עם קרן הלייזר האלחוטי והחוטי, עכבד pad כמו שיש במחשבים ניידים.
זיכרון: סוגי זכרונות, אפשרויות של אחסון באמצעים אלקטרונים: דיסקים DVD, CD (מגנטים אופטיים, צריבה באמצעות לייזר). למשל דיסק קשיח זה דבר מגנטי.

מסכים חיצוניים: הם בעלי תקשורת מסויימת.

המעבד שלנו מדבר עם כולם, יש תקשורת עם כולם.

למשל אם נחבר כרטיס אלקטרוני למחשב הוא יכול להפוך לפקס, ולשלוח.

כל מיני סוגים של התחברות החוצה, כל אותם שקעים.. עוברים חבילות של נתונים - מה עובר בעצם?
נלמד על wifi, blutooth.
USB 1 USB 2 USB 3 ומה ההבדל ביניהם.

מערכות זמן אמת assembler, שפה עלית. מה זה "מבנה מכונה".

Application תכנות דמוי אנגלית
compiler - תכנה מיוחדת שמתרגמת לשפה קרובה יותר לשפת המחשב assembly.
תוכנה משנית מתרגמת את אותה שפה לשפה של אפסים ואחדים (0 1)

0 1 זה כל מה שמחובר למערכת ההפעלה (win 8, win 7, xp, linux)
מערוכת הפעלה יודעות להתקשר בין אותם 0,1 לחומרה של המחשב.

בקרה datapath&control

במחשב יש מיליארד טרנזיסטורים - טרנזיסטור בגודל של מיקרונים, ניתן לראותם רק על ידי מיקרוסקופ.


בני אדם כהקבלה אל מחשב:
אדם מעביר פקודות על ידי נוירונים (חוטים במוח) אותות חשמליים.
מערכות שדרכן האדם קולט ופולט.
בני אדם זוכרים דברים
לבני אדם יש שעון פנימי / קצב עבודה (זמן תגובה אשר שונה מאדם לאדם).


במחשב יש: CPU, יחידות זיכרון, יחידות קלט, יחידות פלט, יחידות בקרה.

הכל עובר דרך שלושה חוטים במחשב: חוטי כתובת, חוטי בקרה, וחוטי מידע.


1. מצביע כתובות (קלט / פלט)
2. בקרה - רוצה להכניס נתונים / לקבל נתונים
3. נפתח השער של פס הנתונים


קצב עבודה של המחשב:
לכל מערכת (מחשבים, מערוכת חכמות), יש שעון, אותו שעון נותן איזשהו מחזור גל ריבועי עליות וירידות של מתח בקציב אחיד. VSS, VCC. VGRD.

הסטנדרט של היום הוא 4GB, ארבע מיליארד פעימות בשנייה.

ביצוע של פקודה אחת לוקחת בממוצע 4 מחזורים - זאת אומרת בערך מילארד פעולות בשנייה.


כל תהליך קורה במהירות ולכן זה נראה כאילו הכל עובד ביחד.

במחשב יש שני סוגים של זיכרונות באופן עקרוני:
1. זיכרון RAM
זיכרון גדול - הנתונים נמחקים אחרי פרק זמן מסויים (nano sec)
2. ROM זיכרון שהיצרן של המחשב מכניס, אפשר רק לקרוא ממנו, הזיכרון הוא בלתי נדיף / בלתי נמחק.
ROM - READ ONLY MEMORY - זיכרון לקריאה בלבד.


איך מייצרים ROM וסוגי ROM שקיימים:
בהתחלה עובדים על שפה באפסים ואחד:
011011110
010110000
010100001
111000011
101010101

מחלקים את זה לעמודות ושורות: בעמודות A0, A1.... בשורות: D0, D1, D2...


תכנית התחלתית נמצאת באיזשהו זיכרון בלתי נדיף, באיזשהו זיכרון קבוע.

הדרך המקובלת בצורה המונית:
כתיבה בשפה עלית ואז תרגום לאסמבלי ואז תרגום לשפת מכונה 0 1.

את כל האפסים והאחדים מכניסים ל-ROM.
סדר גודל של 64 פקודות (ב ROM המרכזי של המחשב).

יצרן הרומים ה-ROMS קיבל את הטבלה והוא מייצר מטריצה של קווים. עבור הכתובת הראשונה A0 הוא שם את השורה הראשונה.

הוא ייצר בכמויות לאותה חברה שביקשה מהיצרן לבקש בדיוק את הזיכרון שהוא רצה - זה עלה מאוד יקר.
אם היית טעות בסיבית אחת בלבד, היה צריך לזרוק את הכל ולבקש מהיצרן ליצר אחרים. זיכרון כזה לא היה ניתן לתיכנות.

אחר כך עשו שהיצרן מחר כמויות רבות של זיכרונות שבהם כולם היו באחד לוגי, וחברה באמצעות מתח, זרם וזמן שרפה את הצמתים והתאם לכך קבעה מי יהיה אחד לוגי ואפס לוגי. טעות בסיבית אחת גרמה לכך שהיה צריך לזרוק אבל עלות הייצור היא זולה. זיכרון זה היה ניתן לתיכנות רק פעם אחת.

אחרי זה עשו זיכרון שכולו היה אחדים, ניתן היה לקבוע מי יהיה אפס, ובכך לתכנת אותו, וניתן היה למחוק אותו בעזרת אור אולטרה סגול. זיכרון זה החזיק מספר שנים טובות. שמו היה EPROM erasable programmable ROM

אחרי זה עשו את הזיכרון שניתן לתיכנות ומחיקה באצמעות חשמל מה שגרם לזה להיות מהיר מאוד:
EEPROM - Electrical EPROM

אחרי זה שידרגו את זה לזיכרון שעובד באותה דרך רק מהיר יותר, מכאן זיכרון FLASH, פלאש הבזק.





ישנם שני סוגי זיכרונות: ROM ו-RAM.

ROM -  יש כמה משפחות ( טכנולוגיות).
PROM - כאשר אני נותן לחברה את הרשימה של הפקודות או את המפה הלוגית האחדים והאפסים והיצרן של המערכת של השבבים מייצר את הזיכרון על פי מה שהחברה נתנה לו.

אופן הפעולה של ה-PROM: שקונים שבב שכל הצמתים אחדים ואנחנו שורפים איפה שאנחנו רוצים שיהיה אפס לוגי - שורפים את הצומת - שמה לא יהיה לי אחד לוגי או מעבר של חשמל

EPROM - דומה מאוד ל-PROM אבל כאן יש אפשרות חדשה שלא היית: במידה ואני רוצה לשנות תכנית כתובה, ניתן לשנות את כל הצמתים לאחד לוגי על ידי אולטרה סגול.

EEPROM - על ידי חשמל אני מפריד או מקרב את הצומת ושם ניתן לשנות בית אחד (בית זה שמונה סיביות / ביטים).
(זה בידויק מה שעושים שמשנים מספר טלפון של מישהו וזה הולך ל-EEPROM.)
EEPROM זה זיכרון הפלאש שלנו, בכל זאת ההבדל הוא המהירות והזרם - טכנולוגיה מתקדמת של אותו אי בריבוע פרום

RAM - יש לנו שני סוגי של ראמים: DRAM ו-SRAM.

אם ברגע מסוים אין חשמל ב-RAM הכל נמחק, זהו זיכרון נדיף (Volattile).

איך לזכור איך עובד הזיכרון באמצעות דימוי:
החברה האלה רוצים לעבור לנהר אבל לא כל אחד יכול - יש לנהר הזה בעיות. יש לנו מכשולים. אפשרויות שונות איך לעבור לצד השני או איך שבצד השני נוכל לראות מה הגיע מהצד הזה של הנחל. עוברים לכיתה א אפשרות אחת זה לעשות איזשהו גשר חי אבל ברגע שעברו זהו ניגמר. אפשרות שנייה לשים איזשהו גשר קבוע אבל גם כן כאשר מישהו ייכנס לגשר ויעבור לצד השני אבל צריך להקפיד לדעת מי עבר. נניח שאותם אחדים אפסים רוצים לעבור עברנו כבר לכיתה ב כאשר הם רוצים לעבור אז עוד פעם לצד השני ונעלמו. שמים באמצע איזשהו כיסא ונשים לו כאן איזשהו גשר עד הכיסא - רק עד הכיסא ברגע שהגשר הזה מגיע עד הכיסא האפסים והאחדים יוכלו להגיע לגשר - כאשר מישהו יגיע לגשר אני אוכל לראות עם משקפת מהצד השני ולראות מה יש על הכיסא במקרה הזה כל אחד שמגיע דוחף את זה שישב כאן למים והוא נשאר אחרון זה כל עוד הגשר מונח על הכיסא ברגע שהגשר מתרומם האחרון שעבר הוא יישאר כאן בישיבה ואז אני אוכל לראות מעבר לצד השני של הנחל. מהצד השני אני יכול  רק לראות בלבד לא לשנות.

נכנסים אחדים ואפסים לאותו מלבן - אני שולט על אותו גשר על ידי איזשהו דגל איפשור בדרך כלל קוראים לזה Enable.

READ - לא יכול לשנות תוכן של הזיכרון
WRITE -  כאשר אני מאפשר כל נתון שנכנס מוחק את הנתון וקודם ונכנס במקומו.

אין דבר כזה למחוק זיכרון אפשר רק לשנות... אלא לשים משהו במקומו. אנחנו לא מוחקים זיכרון שום דבר אנחנו לא מוחקים זיכרון אנחנו יכולים לשנות אותו.

2 גיגה ראם יש לנו שש עשרה מיליארד תאים כאלה שבדרך כלל מורכב על ידי טרנזיסטורים.
RAM - Random Aceess Memory - עבורו זה אקראי הגישה שלי אני יכול להכניס מה שבא לי.
כל עוד יש חשמל הכל יעבוד, כאשר אני צריך מיליארדי טרנזיסטורים צריך מלא הספקות חשמל עד כדי כך שצריך הספקות חשמל מאוד גדולות וזה לא מציאותי. מה עושים במקום: בנו מעבר מיוחד שבאיזשהו מקום כאן שמו כאן איזשהו קבל אלקטרולידי - קבל בעל קוטביות. הקבל הזה הוא כמו סוללה קטנה כמו בטרייה קטנה התכונה של הקבל היא שאני נותן לו טעינה והוא נטען ואז אחר כך לאט לאט הוא מתפרק זאת התכונה של הקבל גם סוללה אנחנו נותנים לה טעינה והיא לא מתפרקת מייד יש לה איזשהו עקומה של פריקה. ניתן לחלק את כל הזיכרון שלי לקבוצות - וככה הלאה הרבה קבוצות כמה אלפים של תאי זיכרון כאלה. אני נותן חשמל רק לקבוצה אחת קטנטונת צריך ספק כוח קטן לאחר שנתתי לו חשמל אני הולך להבא בתור ומנתק את החשמל שלו.. נותן לאחד מנתק לאחד לפני שהעקומה ירדה יותר מידי שוב אני חוזר לראות ונותן לו טעינה כך אני עושה בצורה מעגלית עובר על כל הזיכרונות בצורה מעגלית ישנו ריענון. הקבל יחזיק לי את המידע פנימה של כל סיבית וסיבית בפרק זמן מסוים. כמובן שאם אחרי פרק הזמן הזה לא חידשתי את החשמל המידע הולך לאיבוד - זיכרון RAM לא עובד בלי חשמל.

יש כאן איזשהו מצב משנה או מצב דינימי בכלל זה לזיכרונות כאלה קוראים להם  DRAM - Dynamic RAM.
ב-CPU בעצמו יש מנגנון של הרענון הוא יודע מתי הוא צריך לרענן את המערכת, איך הוא מרענן? הוא מבצע קריאה, ברגע שהוא מבצע קריאה הוא מגיע עם חשמל לקווים ואז נותן לו את הטעינה המתאימה לCPU המעבד הראשי הוא בעל המנגנון של הטעינה הזאת.

SRAM - Static RAM הוא הזיכרון ללא קבלים, כאן אני יכול כמה naon שניות לנתק להם את החשמל ב-DRAM אסור אפילו nano שניות.

ב-DRAM עקב אותו תהליך של קריאה כתיבה הוא יותר איטי, כי כדי לשנות את המצב הלוגי צריך גם כן לשנות את המצב של הקבל.

DRAM - צריך רענון כולל לכן, ישנה מערכת ריענון. גישה איטית. +דורש ספק כוח קטן. +גודל פיזי קטן. +מחיר זול. מנתקים את החשמל אפילו לרגע הכל נאבד - או שעובד או שלא עובד.

SRAM - +ללא מערכת רענון.+ גישה מהירה/ דורש ספק כוח גדול. גודל פיזי גדול. מחיר יקר

בגלל השיטה שממנה  בנוי הדינמי, אפשר לבנות אותו במבנה צפוף ויותר קטן פיזית.

אם ב-CPU כבר יש מערכת רענון.. אז הסעיף של הרענון לא רלוונטי.

DRAM זה הזיכרון הראשי של המחשב - הגודל שלו הוא XXGBtyes


במקרים מסוימים המהירות של ה-DRAM היא לא טובה, לכן נשתנש ב-SRAM שהוא בגודל XMBytes.

ה-DRAM זה עניין של כמה ננו שניות ובנתיים המנגנון יכול ללכת לקבוצת זיכרון אחרת.

ה-CPU מעתיק אותו לראם ואז מריץ את זה לראם ועובד על הראם עם זה. CPU יודע לקרוא פקודות מה-RAM ולא מדיסקים וכל מיני כאלה.

עוד שוני מבחינת ה אס ראם או די ראם

יש כמה שיטות איך לגשת אל הזיכרון: בו נחשוב שיש לי בניין של הרבה קומות' בכל קומה שמונה דירות- כאשר אני מצלצל אל קומה שנייה שמונה דירות/ בכל דירה יש לי נתון אחד זה המבנה של הזיכרון הסטטי - בגלל זה אני צריך בנייה חזקה בניין ענק.
בדינמי יש לי שמונה בנינים דקים שבכל קומה דירה אחת - כאשר מצלצל אני מצלצל אל אותה קומה אל שלושת הבניינים.
שמונה סיביות מרכיב בית - כל הגישה של המחשב שלנו זה בית בית - בצורה מקבילית - בו זמנית חוט אחד לכל אחד מהקווים האלה.
המעבר מהסי פי יו לאלה זה די ראם. מהסי פי יו יוצאים שמונה חוטים בו זמנית מגיעים לכל השמונה שביים הגישה יפה מאוד ככה.
לעומת ז، ל-אס ראמים אנחנו מגיעים לאותה שמונה חוטים מגיעים לבניין אחד ושם יש את כל הפיצול של הצלצולים.

די ראם - יותר מהירות פחות זרם - השינויים ממודל למודל.
די ראם - כל סיבית נמצאת בשבב אחר. פונים לשמונה -בגלל זה פיזית הוא קטן יותר.

אס ראם - באותו שבב כתובת כתובת ארבע סיביות.

כל המחשב מחובר לכל הרכיבים שלו דרך ערוצים - דרך חבילות של חוטים - סי פי יו זה המוח של המחשב או המעבד המרכזי - היחידה לעיבוד מרכזית איי שלוש איי חמש איי שבע המוח של המערכת.
זיכרון ראם עם שקעים כאלה זה מה שנקרא זיכרון מרכזי - אנחנו קונים את הזיכרון הראשי כי זה הזיכרון הגדול ביותר/ סי פי יו יודע לבצע רק פקודות מתוך זיכרון - הוא לא יודע לבצע שום פקודה מתוך הדיסק הנתונים יעברו לראם ואז הפקודות יתבצעו מתוך הראם
סי פי יו עובד מהר מאוד הואיודע לעבוד במהירות מול הראמים כרטיסי מסך - יש לנו יו אס בי. כרטיסי תקשורת. עכברים - כל זה עובד לאט - זה הכל דברים איטיים - מה עשו במתוך המחשב שלנו אמרו אתם יודעים מה בוא נוסיף למחשב בקרים מתוכנתים - יש בתוכו ראמים רומים ויש תקשו תורית ומקבילית - יש משהו דומה כאן - הוא יודע לעבוד מול הסיפי יו - הוא יודע לעבוד מול הראם גם עם הכרטיס של התמונה - הכרטיס הגרפי הכרסיט שמפעיל לי את המסך - ובנוסף לזה הוא יודע להיקשר במהירות נמוכה יותר מול האינפוט והאאוט שלנו האיטי - זה היה הראשון הראשון - אחרי אמרו בו נוסיף עוד בקר שיהיה לדברים האיטיים כמו עכבר - הבקר שומר בתוכו מידע עד שהוא פונה למקלדת האיטית בנתיים הסי פי יו עושה עוד דברים - רק כאשר כל המידע אצלו הוא מעביר א זה במהירות לבקר הזה ואז לסי פי יו/

יש לנו בקר קלט פלט איי אוו ובקר מהיר.

זה ממש בקר מעצמו - יש בתוכו מוח בקרים ניתן לתכנת ، בתוכו.

לבקר המהיר קוראים הבקר הצפוני - כבר לא קוראים לו בקר הוא עושה גשר בין הרכיבים - בגלל זה קוראים לזה גשר צפוני ולבקר האיטי יותר קוראים לזה גשר דרומי.

לס פי יו לא כדאי לא להוריד מהירות לפי הקלט פלט - לא כדאי לו שיהיה קשר ישיר למקלדת.. זה יעכב אותה.

כדי שהמקלדת תעבוד אני צריך מתאם אלקטרוני שיידע לקרוא נתונים מול המקלדת מול המחשב - כדי שהדיסק קשיח יעבוד צריך בקר של הדיסק קשיח - ל יו אס בי יש בקר ל יו אס בי - עכשיו דחסו פנימה לתוך הגשר הדרומי את כל התקני הפלט קלט. בתוך זה יש את כל הבקרים האישיים

גם בקשר הצפוני במערכת הבקרה הזאת הוסיפו כל מיני התקני עזר - יש כאן לפחות שלושה התקנים כאלה - לא רק את הקשר הפיזי אלא גם כן בקרים ספציפיים שמבצעים פעולות כלהן.
אחד מההתנקים הוא גישה ישירה לזיכרון - נניח אתם אומרים תטען לריצה את הסרטש לי - ואני רוצה לטעון אותו לתוך הראם כדי שאני אוכל לראות א،ו - הנתונים צריכים לעבור לראם - צריך שהנתון יגיע לס פי יו ואז לראם - הוסיפו עוד בקר בתוכו שהוא נותן לי את הגישה הישירה לזיכרון: כאשר הדיסק יירצה להביא נתונים לראם הוא יעביר בעזרת אותו התקן הזה בנתיים הסי פי יו יעשה את מה שהוא רוצה

דיירקט ממורי אקסס - גישה ישירה לזיכרון - די אם איי. כרטיסי התקשורת שלנו עובדים מולו.

חייבת להיות ،אמה בין בין הגשר הצפוני לדרומי - חייבת להיות התאמה מדוייקת - אני צריך לקנות את זה כזוג - הזוג של בקרים או ציפ סט - שמכיל בקר דרומי כשר צפוני - זה מוכן קונים את שניהם. צריך אותה חברה עם מודלים מתאימים שעובדים אחד עם השני- צריך לדעת איזה זוג לקנות.
צריך שאותו צ'פ סט שמותאם לסי פי יו.
הכל בנוי על הלוח אם.

טופולוגיה - פיזית מתחברים - זה נקרא רשת - נוכל לדבר בין מחשב למחשב.




לאן - רשת מקומית - לוקאל אקסס נטוורק - יכול להיות שיש לי כמה רשמות מקומיות: רשת מוקמית ،ל אביב בחיפה ניו יורק. אבל אני אמרתי שאני רוצה להשתלט על הכל - אני מחבר בין כולם - ברגע הזה הפכתי את הרשת המקומית שלי לרשת רחבה.

רשת מקומית הפכנו את זה לרשת לרשת רחבה: כאשר רחבה. דבליו איי אן - וייד אקסס נטוורקת - וואן

ברגע שאני מחובר לשני מחשבים אני ב-לאן. ברגע שאחד מהם מתחברים לאינטרנט אז הרשת היא כבר רחבה.

כמה סוגים של איך אני יכול לשלוח מסר - כולם שומעים את המסר אם זה לא לעצמם הם מתלעמים מהמסר - זה מה שנקרא אני עשיתי הפצה של המסר. רשת הפצה. כלומר אני משדר מסר - כולם שומעים אבל לוקח את המסר רק מי שצריך אותו.

אפשרות שנייה זה כאשר אני אומר הא מכריז את השם שלו - כולנו שומעים אף אחד לא עונה רק הוא עונה -בצורה מיוחדת אני לוקח חוט ומחבר ביניהם - חיברתי דרך מתג ביניהם הוא עושה הכרזה - הפצה של השם שלו - הם כבר לא שומעים הם כבר מחוברים. הוא עונה המתג נסגר ביניהם - בו זמנית במתג יכולים לדבר כמה זוגות. זה מה שנקרא ממותג או מיתוג.

כל המחשבים מחוברים לערוץ משותף כולם מקבלים את המסר - אין פרטיות ניתן לגנוב את המידע - קרקרס - מה זה קרקרים - נכנסים לשיחות של אחרים וגונבים מימדע. זה אני אשתמש כמו רשת מקומית משלי - יש להניח שבלאן זה אנשים של אותו חברה אותו ארגון אותה משפחה ואין שם את הטעם של אני אגנוב את שלי.

במחשבים אין דבר כזה שיחת ועידה אמיתית - יש מארח שהוא מנהל את השיחות - השיחות הן כל כך מהירות שבשביל מהירות ההבנה שלנו אנחנו אל מרגישים את המעבר הזה.

החוטים צריכים להיות מיוחדים על מנת לעשות מיתוג.


כיווניות - דאטא פלו
מה הכיוון האפשרי שיכול להיות למידע - אפשר לשים מצלמה מערכת שידור וכמה מטרים מכאן על הזמן קולטים את המידע-  מה עשיתי - עשיתי איזשהו שידור חד כיווני.

מזלטים יש לו מצלמה מה עושה המלצמה מצלמת - כל הזמן קולטת ומשדרת חד כיווני. אני מהקרקע לא משדר למצלמה. יכול להיות שיש לי בערוץ משהו שישנה את המצלמה אבל עקרוני חד כיווני.
שמתי חישינים שמישהו פותח חלון או דלת יצפצץ אזעקה באיזשהו מקום -

חד כיווני
דו כיווני למחיצה
דו כיווני

אפשרות שנייה: יש לי כביש דו כיווני אבל כביש צד - מכונית נוסעת לכיוון אחד רק שהוא שסיים לעבור מכונית אחרת יכולה לעבוד לצד השניי - דוגמה ווקי טוקי - אתה לוחץ מדבר השיחה יוצאת יצאתי הוא לוחץ השיחה מגיעה אליי.


דו כיווני - אם אני רוצה דו כיווני מלא - אני שם שני כבישי אחד לכיוון אחד ואחד לכיוון השני - ובו זמנית זורמים המכוניות לשני הצדדים - בבית אם מתחברים למחשב עם הקבל והראוטר זה דו כיווני מלא.


אלו שאלות של מבחן חיצוני

יש לנו חד כיוונו סימפלקס

דו כיווני מלא אלפ דופלקס

דו כיווני - פול דופלקס

שידור זה שינויי מתח - את שינויי המתח צריך ביחס למישהו - לכן יש גם חוט של אדמה.

כל זה מתרחש מול חוט של אדמה - אני בודק הפרש של מתח - את המתח אני בודק כיחס בין האדמה לאותו חוט.
בטלפון בבית יש אלפ דופלקס - יש רק שני חוטים - טלפון קווי - אלפ דופלקס. טלפון סמאטפון אלפ דופלקס אבל זה כל מהיר זה כל כך מהיר...
בסמראפון יש מיתוג מהיר של הכיוון.

פול דופלקס - יש לנו שני מחשבים ודרך ערוצים שונים כל אחד משדר לכיוון אחר - כאשר אנחנו מחוברים בבית דרך אותו שקע כזה לכיוון הראטואר - מהמחשב עם כבל לא אלחוטי - מהקבל הזה יוצאים לפחות ארבע חוטים - בינינו לבין הראוטר יש לנו פול דופלקס-  משום כך המהירות יותר גבוה.

המהירות הגבוהה מורידה את המהירות לפי האיטי.

הצורה הוא של איך מתחברים נקראת: טופולוגיות - כל מיני שיטות איך אני מחבר - יש המון המון אפשרויות איך לעשות את החיבורים אבל במקרה הרוב הזה מתבסס על שלושה שיטות עיקריות: שיטה של ערוץ או בס. אפשרות שנייה כוכב יש לי איזשהו מכשיר תקשורת וכולם מחוברים אל המכשיר תקשו، הזה - או בצוע של מעגל רינג טבעת כמו בטלפון השבור ששיחקנו פעם.

טופולוגיות - איך מחברים - צריך כרטיס תקשורת' צריך להכניס כרטיס תקשורת ללוח אם באיזשהי דרך - אני צריך להפסיק את המחשב - לא פותחים מחשב כל עוד המחשב מחובר -יכול להיות זרם סטטי - יש לנתק את המחשב לחלוטין - אני פותח את המכסה מגיע למחשב במקרה במחשב הזה הכרטיסים בשכיבהת





לאן רשת מקומית וואן - רשת רחבה.
ההבדל בין רשת מקומית לרשת רחבה:רשת בנינו לכל אחד מאיתנו מחשב נחבר בין כולנו זה רשת מקומית' בכיתה השנייה עוד רשת מקומית משלהם - אם אני מחבר בין שניהם זה לא רשת מקומית זוהי רשת רחבה. בפתח תקווה במכללה יש מקומית - אם עושים משניהם יש רשת אחת רחבה - כאשר אנחנו בבית יש לנו שני מחשבים ברגע מסוים לפחות שני מחשבים דלוקים ויותר - מה יש לנו בבית - יש לנו רשת מקומית' ברגע שבאותה רשת מקומית עשינו חיפוש בגוגל התחברנו לרשת הרחבה. טלפון שמשדר אינטרנט בנה רשת מקומית ברגע שמישהו ייכנס לאינטרנט פתחתי את הרשת הרחבה. כל דבר ניתן לפריצה - לא קיים מאובטח במאה אחוזים - כל דבר מישהו יכול לפרוץ. ניתן קודד את המידע.


מה זה הפצה: מכאן אני מודיע משהו עם שם מסוים אני אומר זאת הודעה לדוד היא שומעת היא אומרת זה לא בשבילי עד שהמידע מגיע לדוד והוא אומר אה... זה בשבילי - כולם ישמעו אבל רק דוד יענה לי - זאת השיטה של הפצת מידע.


הריטה הפשוטה ביותר אני אעבוד בהפצה אחבר את כל המחשבים בחוט אחד
אפשרות שנייה:´


טופולוגיה זו הצורה איך אני אחבר בין המחשבים؛ איך אני יוצר קשר בין המחשבים ברשת מקומית.


טופולוגיית האפיק באס אוטובוס
החיבור בשיטה הפשוטה ביותר מתבצע עם חוטים עם אותם סוגי חוטים שאנחנו משתמשים להתחבר לסקופ - כבל קואקס - זה צריך להיות חוט מוגן אם חוטים רואים נחושת דק דק דק ארוך מסביב פלסטיק מסביב יש לו רשת מתכתית שזה הסיכוך - רשת מתכתית שמונע כניסה או יציאה של קרינה - מסביב הכל פלסטיק או גומי שחור - אם אני חותך אותו. בקצוות יש לי בי אן סי - חיבור של הכנסה וחצי סיבוב. יש מעט כאלה עכשיו. יש עדיין בכמה מקומות בודדים - אנו עובדים בשיטה אחרת עכשיו - חייבים ללמוד את המקור.


בסופו של דבר יש לי הרבה כרטיסי תקשורת שכל אחד מהם במחשב אחד - לכל אחד יש יציאה בי אן סי - ביציאה בי אן סי אני מחבר את הטי ואני מחבר בין אחד לשני - וכך נראת הרשת - אם יש המון מחשבים אני עושה בין כולם שרשרת של חיבורים. זה נקרא באס ערוץ או אפיק
בתוך כל כרטיס תקשורת יש לו רום - בתוך הרום יש לו מספר סידורי ייחודי בעולם - לכל כרטיס יש לו את המספר המיוחד שלו שצרוב בתוך רום - לכל אחד יש לו מספר ייחודי בעולם - המספרים האלה הם ארבעים ושמונה סיביות - פירושו של דבר אפשר שתיים בחזקת ארבעים ושמונה - זה מספר לא ייאומן - איך כל זה הולך - אני רוצה לפתוח מפעל של כרטיסים אני פונה למכון התקנים של החשמל והאלקטרוניקה מארצות הברית -לאיי טריפל היא - אני פונה אליהם משלם כמה אלפי דולרים - ונותנים סידרה של מספרים - שש ספרות של בסיס שש עשרה - מוכרים לי את זה - מהרגע הזה זה המפעל של שאול ברגע שקניתי ושילמתי אלפי דולרים הם מפרסמים לכל בתי התוכנה מפרסמים את המספר ואת השם שאול - ככה שמיקרוסופט שם את זה בווינדוס ברגע שאני מפעיל את הווינדוס - מייקרוסופ ייגלה את את מספר הכרטיס וידע מה זה וידע איך להפעיל את זה. עוד עשרים וארבע ביט בתוך המפעל. מספר ייחודי לעולם - כי המחשבים בתוך הרשת המקומית מדברים לפי המספרים האלה - עשרים וארבע ביט שאני קונה ועוד עשרים וארבע ביט שאני מחליט עצמאי - מה עשו חברות קוריאנות וסיניות - קנו מחברות ידועות כרטיסים כאלה - שיכפלו - המחיר של כרטיס נורמלי וחברה טובה - זה סדר גודל של מאתיים שקל - ניתן לקנות היום בחמש עשרה וזה כבר עם רווח של היבואן - זה עדיין של חמש שקל ואני יכול לקנו כרטיס כזה - ייתכן שיהיו שתיים או שלוש אותו דבר עם אותו מספר. אם בתוך רשת מקומית יש לי שניים עם אותו מספר.שאני יוצא מהרשת המקומית אין חשיבות למספרים האלה הם מדברים בשיטה אחרת. בגלל שזה נימצא בתוך הרום בתוך הכרטיס הפנימי בגלל זה קוראים לזה כתובת פיזית של כרטיס התקשורת - יש כאלה שקוראים לו גם כן כתובת מאק.


מדברים לפי מספר סידורי - כאשר השדידור הוא ככה.
המידע זה שינויים של רמות חשמל - האלקטרונים מתפזרים לכל הרשת. צריך למנוע את ההד - החזרה של המידע - מה שקורה שש שולח הודעה מגיע לקצה של החוט וזה חוזר וחוזר ויש התנגשות עם הנתונים שהוא ממשיך לשדר - הוא מגיע לקצה הופל מופע קצת יש לו הנחתה ואז הוא חזור אבל עדיין יש התנגשות - שני נתונים נפגשים מתנגשים ואז באותו רגע המידע לא תקין - שמים בקצוות מחסל או מסננים - שמים קבל נגד מקביל - נשים פליטר שיסנן את העשר מאה הרץ.אם מחשב מכובה שום דבר לא קורה - אם יש ממש נתק כאן אז תהיה בעיה של אותה רשת - כאשר יש נתק בדרך אז הכל מתפרק - כדי לפתור את הבעיה הזאת לוקחים קופסה ובתוכה בונים רשת הבאס - ובתוכה שמים את כל הטיאים ומוציאים החוצה חוט עם שקע גם לפאנל הקידמי ואז מה קורה אני אבוא עם מחשב אתחבר להנה - אם המחשב מתנק לא ייקרה כלום. קוראים לזה רכזת של ערוץ באס אפיק - ברשת הזאת אין מחשב ראשי - זה רק חיבורים חמשליים בקוספה - פתרון תקלות. אם אני רוצה לשדר אני בודק האם מישהו מדבר ואז אני מתחיל לדבר. מהרגע שאני מתחיל לדבר עד שהקול שלי מגיע אליו בנתיים גם הוא הקשיב ושמע שקט ואז הוא התחיל לדבר - יש התנגשות - אם שנינו שידברנו והיית התנגשות הראשון מאיתנו שגילה את התנגשות יגיד הלו הלו היית התנגשות - אשדר תבנית כלשהי שמוסמכת יש התגשות כולם לרדת מהרשת - כל התהליך מתחיל מחדש- כרטיס התקשורת מבצע בדיקה האם משדרים זאת אומרת האם יש שידור כלשהו אז הוא לא משדר ומקשיב עד שהשטח פנוי. כמה שיותר מחשבים ברשת יותר אפשרויות של התנגשויות - חלק מהחוקה - יש התנגשויות אנחנו יודעים שיש התנגשויות. אני להיות חכם ולשים שם מכשיר חכם עם מחשב איפה שיש נתק - במכשיר יש שם איזשהו גשר - כל זה חלק ממחשב תקשורת מיוחד שמגשר בין לאן מסוג באס - שני באסים - בתוך הגשר יש בתוכו יש לו את המספר  איי וביי מהמספר הזה - הוא בונה טבלה מי בצד איי ומי בצד בי - בהתחלה הוא יודע בכלל - שמים גשר שמחלק את זה שלי קבוצות שממלא את הטבלה ואחר כך חמש דקות מרגע השימוש האחרון של מישהו הוא סופר מחמש דקות למטה כל פעם ואז אחרי שעובר חמש דקות אז הוא מוחק אותו מהטבלה.
כאשר שניים מדברים בו זמנית יש התנגשות וכולם יורדים מהקו.
עוד משהו שיכול להיות אי משדר איזשהו גל ריבועי שבגלל האורך של הריבועים כל פעם יש הנחה של האות - האות נחלש - דבר שני בדרך יכול להיות שהיו הפרעות מגנטיות. מה קורה؟ חש הפרעות: מה אני צריך לעשות: פעילות אחת הגברה: אני צריך איזשהו מגבר. אבל הגל של מעודדת - אני מתקן את העיוות על ידי שמיט טריגר - הגל יהיה גל ריבועי נקי - כל זה ביחד נימצא בתוך מכשיר - בסך הכל מכשיר אלקטרוני פשוט - למכשיל הזה קוראים רפיטר או משחזר אותות - כאשר יש לי רשת באס - בבניין ממול יש עוד רשת באס - הנתונים יהיו חלשים נשים רפיטר דו כיווני שיעשה את הגברה משם וגם מהצד השני.


במקום שיהיה לי גשר אחד - בתוך קוספה אחת לשים עשרות גשרים כאלה - מחשב חכם - לקחת מחשב מאוד חכם - לא רק עם גשר אחד אלא עם הרבה גשרים - גשר לכל יציאה - ואז על כל יציאה של הקופסה יהיה לי גשר אחד ובתוכו יהיה אשר לעשות חיבורים - כלומר לחבר זוגות של מחשבים


לאותה רכזת מיוחדת אני מחבר הרבה מחשבים  - יש מערכת טבלאית - יש לו כאן שמונה יציאות - יש לו טבלה בתוך המחשב שלו עם שמונה עמודים - לכל אחד מהם יהיה מחשב אחד - ברגע שאחד רוצה לשלוח לחמש הוא עושה הפצה לכולם - נרשם בטבלה - הוא יודע שחמש ענה לו אז הוא זוכר בטבלה את המקום שלו - לא רק שהוא עושה את זה הוא עכשיו מחבר חיבור ישיר ביניהם כאשר עכשיו שתיים ירצה לדבר עם שלוש שתיים מכריז אני רוצה לדבר עם שלוש ההודעה יוצאת יוצאת לכולם חוץ מהחיבור החדש - שלוש עונה לו אז שתיים יתבחר עם שלוש עם המחשב הפנימי - כלומר יש לי כאן הרבה קשרים - לכל יציאה יש גשר ויש לו בתוכו חיבור בין הגשרים עצמם - הוא עושה את החיבור בין אחד לחמש בין שתיים שלוש. במערכת הזאת שנקראת מולטי בריג' או סווטפש מתג. אנחנו משתמשים היום בזה.


בבית למי שיש אינטרנט - יש לו קופסה שמחוברת או לא איי די אס אל - או לכבלים - בתוך הקופסה יש לו ארבע יציאות לארבע משחשבים עם חוטים ויש לו אנטנה -חמש יציאות כביכול בקוספה עם הארבע יציאות האלה זה הסטוויט יש שתי קופסאות ראוטר ויש מודם. בנתיים זה סווצט؛ - ניתן לחבר לשם הרבה מחשבים עם חוטים ולעשות לאו של ארבע מחשבים עם חוטים - ברגע מסויים שני האלה יכולים לדבר עם שני האלה. גם אצלו יש עבור כל אחד מהיציאות טיימר של חמש דקות - אם אחד מהמחשבים לא מחובר לא קורא כלום הוא סך הכל לא ייקבל את ההודעה.


הב זה כוכב מדומה - זה כאילו כוכב -כאשר יש לי סוויצט ממש זה כוכב אמיתי.


המושג שיחה ועידה לא קיים במחשבים.
תמיד הולך הכל דרך מרכזייה כלשהי.


לכל מחשב יש כרטיס תקשורת עם שתי יציאות - כל מה שהיה עד עכשיו זה היה עם יציאה אחת. כאן יש לי שני יציאות אחד אני מתחבר לזה שנימצא אחריי ואחד שנימצא לפניי - וכאן אין התנגשות، תיכף נראה למה.


כל שלושת הטיפולוגיות האלה של לאן אין פרטיות - כל אחד יכול לשמוע את מה שאני שולח. כל אחד שומע כל אחד יכול לקרוא את הנתונים של החבר ולשמור אצלו - אבל מתי עושים שיטות כאלה - עושים כאשר עובדים בקבוצה אחת. כאשר אני מתחבר לרשת - אני מגדיר את המחשב שלי שלי שאני מתחבר לרשת ציבורית ואז יש הגנות.
שמתחברים בבית מגדירים את זה כפרטי זאת הרשת הפרטית שלי ואז מכל מחשב אפשר להגיע לנתונים מכל מחשב.


                                              

                                                                                     טופולוגיה מיועדת לרשת רחבה או מקומית - זה מיועד לרשת מקומית.
טופולוגיה אומרת איך אני מחברת בין מחשבים - איך אני מחבר פיזית בין מחשבים. פירושו של דבר עם זה פיזי זה לאן זה רשת מקומית.
יש לנו כאן רשתות מקומיות: שמתי בעצמה "הב" באיזה טופולוגיה זה: יש בתוכו בס.

אם יש לי סוויצ' מתגים - זה כוכב, יש לנו הרבה גשרים מתגים.


אמרנו ככה: רשת באס זו היא רשת שעובדת על פי כיווניות, אלף דופלקס - ברגע מסויים בקו יש רק כיוון אחד של זרימה, ברגע מסויים רק אחד יכול לשדר לשני, יש לנו חוט אחד משותף.
כאשר שניים משדרים בו זמנית: התנגשות בדרך - זאת הבעיה של המערכת, לא לשדר בו זמנית שני מחשבים בתוך בס כי הוא אלף דופלקס.

לךף דופלקס או דו כיווני למחצה - חוט ידע אחד שמשותף לכולם.

בתוך צינור המידע של באס רק אחד יכול לשדר לכיון אחד בלבד, שהוא משדר האלקטרונים הולכים לכל כיוון. כולם יכולים לשדר אבל בזמנים שונים.
ניתן לבנות את הבאס - במקום חיצוני שכולם מתחברים, לעשות את זה בתוך קופסה -הכללים אותם כללים, היתרון כאן שאם מישהו נתקע או שיש איזשהו בעיות התחברות, מנתקים אותו וכל הבאס ממשיך לעבוד ללא בעיות. לפעמים מחשב בכרטיס התקשורת שלו מתקצר, זה קורה בדרך כלל: ביציאה יש לו טרנזיסטור, הקצב של הטנריזסטור ממתג - כדי לפתור את הבעיה בינתיים, מתנקים אותו. בבאס לחפש מי זה ומהו - ברגע שאני רואה נורית שיש קצר באיזור מנתק אותו מחשב והבאס ממשיך לעבוד.
מבחינה פיזית זה נראה כאילו כוכב אבל זה כוכב מדודמה - ההב זה לא כוכב. הב זה נראה כאילו כוכב אבל זה לא כוכב אמיתי.

למדנו מה זה בריג' הו אמפריד בין באפים על ידי מפסק מחשב שיודע לנהל מי נימצא שם ומי נימצא שם. ניתן לקחת מולטי ברג' זה מה שנקרא סוויצ' או מולטי ברג' הרבה גשרים בפנים - אצלו כבר אני יוכל לעשות חיבור בו זמנית של כמה זוגות כפי שאני רוצה - אין דבר כזה חיבור שלישייה,, אין שיחת ועידה, יש רק חיבור זוגות. סוויצ' זה כוכב אמיתי, זה בידיוק מה שיש באינטרנט בבית, קופסה עם כמה יציאות, דרך הוייפי אני מחלק את הזמן דרך כל המשתמשים, בחיבור הפיזי כולם מקבלים זמן טוב.

שיטה שלישית שלמדנו זה הטבעת - הטבעת אמרנו מערכת אחת מרכזית מייצרת איזשהי חברה ריקה שקראתי לה אסימון והוא מסתובב סביב הטבעת שלי.
אין אפשרות שתיים בו זמנית - אם אחד יש לו תקלה ומתנתק כל הרשת נופלת - כדי שזה לא ייקרה אני שם מחשב תקשורת של טבעת יש שמה את כל הטבעת בתוך הקופסה וכאשר אני מוצא החוצה פיסית אחד מהמחשביםפ אוטומטית כאן יהיהלי קצר ואז הטבעת ממשיכה לעבור ושום דבר לא קורה למערכת. אם כאן אני מנתק את המחשב הזה מהטבעת אבל מכאן נכון שאני מפיל את הטבעת אבל אני מייד מגלה מנתק מהקופסה וזה אוטומטית עושה את הקצר וזה ממשיך לעבוד.
חיבור MAU
בדבר כזה מחשב אחד צריך להיות שרת - מחשב ראשי של תקשורת, רק אחד הוא ראשי הוא מייצר את האסימון הראשון והוא בודק שכל כמה זמן עוברים נתונים דרכו, אם עבר זמן ולא ייצרו נתונים הוא מייצר אסימון חדש.
ברגע שמנתקים את המחשב יש שם מנגנון מכני שעושה קצר.


טבעת חייב להיות מגעל סגור אחרת הוא לא יוכול להסתובב.




אצל כל אחד מהמחשבים שלנו יש כרטיס תקשורת הכרטיס התקשורת הטיפוסי הוא ETHERNET הוא כרטיס תקשורת שמחברת בין המחשב שלי לרשת - אם הרשת שלי היא באס אז ייחבר אותי או עם BNC     או עם RJ45  

לבאס זה רק שני חוטים את האות ואת האדמה.
אם זה לכוכב זה פול דופלקס ואז ארבעה חוטים לפעמים יש שמונה גם כן.

בי אן סי זה רק ןלבאס.

אר גי ארבעים וחמש מתאים לבאס רק דרך הב  אם יש לי בלי הב חובה לעבוד עם בי אן סי

אפשרות נוספת זה עם סיבית אופטים - סיבית אופטים לא מתאימים לבאס, כי סיב אופטי למרות שהסיב עצמו ניתן לשדר מכל כיוון לכיוון ציוד הקצה מתאים או לשידור או לקליטה.
סיב אופטי זה צינור שבצד אחד אני אשים לו בצד אחד לד או מנורת לייזר ובצד השני איזשהו חיישן שיבדוק את האור - אי אפשר להחליף.
הפתרון הוא לשים צינור אחר. והפכנו לרשת פול דופלקס או לרשת טבעת.

באס אם חיבור ישיר זה בי אן סי

סיב אופטי מתאים לכוכב ולטבעת.

אר ג' ארבעים וחמש זה גם בי אן סי רק במקרה שיש לך הב וגם לכוכב.




שיטת באס: בי אן סי עם זה חיבור ישיר, אם זה דרך הב של באס יכול להיות בי אן סי ואר גי ארבעים וחמש עם שני חוטים.

אר ג' ארבעים וחמש מתאים גם לסוויצ' - אחד לאאוט פוט אחד לאינפוט - ואז זה דו כיווני

אופטיקל סוויצ' וטבעת.

זה נימצא בכותרת של ETHERNET


NAU  בתוכו יש טבעת ויש מחשב שדואג שיהיה אסימון ברשת - לא צריך שרת תקשורת עם יש MAU




כל הנושאים שאנחנו לומדים מבוססים על אלפים של חוקים.
פרוטוקולים זה אוסיף של חוקים, לכל דבר יש את הפרוטוקול שלו, את אוסף החוקים שלו.

מה זה מודל ייחוס OSI
זה איזשהו מודל או אוסף של חוקים שאנחנו קובעים בעצמנו למטרה מסויימת.
אוסף של חוקים שאני קובע בעצמי למטרה מסויימת.
לקבוע כללים.
נניח רוכשים אותו: אני רוצה שיעשה יותר קילומטר ללטר... אחר יגיד אני רוצה אני רוצה ידני...

כל אחד קובע את הכללים שלו.
על סמך אותם כללים הוא בנה את המודל לייחוס.

ואז עושים השוואות - על פי השוואות מחליטים איזה אוטו לקנות.


על פי אותם מודלים של ייחוס בונים פרוטוקולים בונים אוסף חוקים.

מערכות מקושרות קישר בין המערכות - העיקר שהתוצאה תהיה אותה תוצאה בשיטה אחרת.

את קו המחשבה רשמו במכון תקניו ISO

שני הארגונים הגדולים בעולם למכוני תקנים
ISO  חיים יום יומיים וגם חשמל ואלקטרוניקה

מכוני תקנים אמריקאיים.

התקן של המערכות הפתוחות - בשני דרכים להגיע לאותה תוצאה

בדרכים שונות אני יבצע התחברות בין יישויות בשיטות שונות.
הקשר ביניכם יש לו חוקה מסויימת - יש סרט של חוקים - מה מותר ומה אסור ביניכם.


שיטותות שונות להגיע לאותו יעד

בסופו של דבר בנינו מערכות פתוחות כדי שנוכל להגיע למשהו משותף.

כל אחד מהמחשבין שלנו - אבל באיזשהו שלב כולנו יכולים לדבר עם כולנו - כי שי לנו מודולים של התקשרות משותפים.

אנחנו משדרים מידע מחולק לתבניות.בכל שלב ושלב יש ממישהו עםם תפקיד מאוד ספציפי

קלחו את כל עשרונות החוקים וחילקו אותם בקבוצות תלוי מה היעד שלהם, תלוי למה זה מיוחד.
שבע קבוצות של חוקים - קוראים לו מודל של שבע שכבות הוא מכיל בתוכו את כל החוקים של התקשורת שלנו. יש לעוד דברים לא רק לתקשורת אבל אנחנו נקשר את הפרוטוקול הזה רק לתחום התקשורת כי זה הנושא שלנו.

שבעה שכבות של חוקים - קבווצות - נגיע לכל אחת מהשכבות.

לדעת סדר מה עושה כל אחד, תרגום בעברית ו אנגלית, למקם אחד ומי השכנים - אלו השאלות שיש במבחן חיצוני - אני מבין שזה קשה לזכור בעל פה את שבע השכבות האלו הוא יילמד פטנט.

יישום - בן אדם  מול מחשב, כמשיר מול מחשב,

שכבת היישום - אוסף של חוקים איך לכתוב ולבנות יישומים ממחושבים.

השכיבה חמש זה כל הכללים של התחלה וסוף השיחה - כאשר אני רוצה להתקשר עכשיו אל מישהו אני מחייג המחשב הזה מתקשר לאנטנה האנטה למרכזייה מצלצל אליו הוא לוחץ על הכפתור הירוק ההודעה חוזרת לטלפון שלו ואז היא יודעת שיש קשר זה הכל. יודעים שיש קשר. זה כל הבקרה, אחרי הבקרה מתחילה השיחה.


מהו מעבד CPU?
מעבד, או בשמו המלא יחידת עיבוד מרכזית, centeral processing unit, הוא רכיב חומרה במחשב המבצע את הפקודות המאוחסנות בזיכרון המחשב.
הפקודות בנויות מרצף של ביטים (סיביות), שפת מכונה.



יחידות המרכיבות את המעבד:
אוגרים, registers, כל אוגר הוא יחידה אחת של זיכרון פנימי מהיר ביותר , הנימצא לרוב ביחידת העיבוד המרכזית של המחשב, אשר מאחסן ערכים בדרך כלל זמנית, עבור פעולות בסיסיות שונות מסט הפקודות של המעבד.

יחידת הבקרה: יחידה האחראית על שלבי הקריאה והפענוח של הפקודות.

יחידה אריתמטית לוגית, יחידה זו מבצעת פעולות על מספרים שלמים (חיבור, חיסור, השוואה), ופעולות לוגיות שונות (OR, NAND, NOR, AND ועוד) - היחידה הזו נחשבת ללב המעבד, ויעילותה היא החשובה ביותר במעבד כולו.

זיכרון מטמון: זיכרון מהיר במיוחד המותקן על המעבד.
L0: המטמון המהיר ביותר, אך גם המוגבל ביותר בגדלו. בדרך כלל פועל בקצב השעון של המעבד עצמו.
L1: מטמון פחות מהיר וגדול יותר מ-L0.
L2: מטמון מהיר וגדול יותר מ-L1. בשביים מרובי מעבדים לפעמים מטמון L2 משותף למספר מעבדים.

RISC - סט פקודות מצומצם, מטרתה לבצע פקודות מהר, בדרךך כלל למחשבים ניידים ואמצעים ניידים.
MISC - פקודות מורחבות במעבד, וכתוצאה מכך מספר קטן של שלבים לכל פעולה. בדרך כלל למחשבים נייחים.

מהו ROM?
Read Only Memory הוא זיכרון לקריאה בלבד, הוא אמצעי לאחסון נתונים, הוא מכיל נתונים הנכתבים פעם אחת ונקראים ממנו פעמים רבות.
שבבים אלה אינם ניתנים לכתיבה חוזרת (בצורה פשוטה).

תוכן ה-ROM נשאר גם לאחר ניתוקו מהחשמל .

הגישה ל-ROM פשוטה ומהירה יותר מאשר גישה לאמצעי אחסון מגנטיים ואופטיים כגון דיסק קשיח או תקליטור.

בעבר שימש ה-ROM לאחסון מערכת ההפעלה כולה במחשבים אישיים . 
נותרו לו מספר תפקידים עיקריים:
* תכנת אתחול (Boot) - תכנה שמטרתה לבצע את הפעולות הראשונות בזמן העלאת המחשב, כולל בדיקת תקינות רכיבי המחשב, וטעינת מערכת ההפעלה לזיכרון.
* BIOS - אוסף רוטינות אשר תומכות בפעולות הקלט והפלט הבסיסיים של המחשב.
* צריבה של תוכנה קבועה על רכיבים המיועדים לביצוע פעולות מוגדרות מראש, כגון במעגל משולב תלוי יישום.

כיום יותר ויותר פעולות שבוצעו על ידי ROM, כולל ה-BIOS, מבוצעים על ידי ה-FLASH, יתרונו בכך שהוא מחיק, אינו תלוי בחיבור למקור מתח, כך שניתן לעדכן את התכנה המאוחסנת בו לגרסה חדשה יותר ללא צורך בהחלפת הזיכרון כפי שעשינו ב-ROM.


מהו RAM?
זיכורן גישה אקראית, Random Access Memroy.
* המעבד, CPU יכול לגשת לכל תא בזיכרון לפי כתובתו, לכתוב בו ולקרוא ממנו.
* נדיף, בעת אי אספקת חשמל מאבד את תוכנו.




מהו DRAM?
זיכרון דינמי בעל גישה אקראית, הוא סוג זיכרון גישה אקראית, תכונותיו הם:
* זיכרון נדיף (בעת כיבוי החשמל, המידע בתוכו נעלם)
* מאחסן כל סיבית של מידע בקבל נפרד בתוך מעגל משולב 

עקב תופעת הזליגה, המתח השמור בקבל זולג, ומכאן שצריך לרענן את המתח בקבל באופן מחזורי, לפני שהמתח יורד עד לרמת הרעש.

השם "דינמי" מרמז על הצורך במעגל חשמלי חיצוני המבצע את הריענון, בניגוד לSRAM שאינו דורש רענון ממעגל חיצוני.

זיכרון זה משמש כזיכרון הראשי RAM של המחשבים.

יתרונות של ה-DRAM:
* מבנה פשוט: כל סיבית דורשת טרנזיסטור אחד וקבל אחד. (SRAM דורש שישה טרנזיסטורים לכל סיבית).
* קטן פיזית, ניתן לרכז יותר סיביות מידע בשטח מסוים, יחסית לכל זיכרון אחר.
*מחיר נמוך יחסית לכמות הזיכרון.

מהו BIOS?
הוא מנגנון של חומרה ותוכנה הצרובה בחומרה המשתמש לאתחול של המחשב.

בעת הדלקת המחשב, ה-BIOS הוא התוכנה הראשונה שפועלת והוא משמש ל:
* זיהוי התקני חומרה.
* קביעת הגדרות חומרה בסיסיות והפלעה או כיבוי של התקנים שונים.
* קביעת סדר סריקת התקני האחסון, כלומר באיזה התקן יחפש המחשב את מערכת הפעלה.
* בדיקה בסיסית של תקינות החומרה.
* טעינת רשימה של פונקציות מהדיסק הקשיח אל כרטיס הזיכרון, כולל המידע הדרוש להעלאת מערכת ההפעלה.
* הרצה של פונצקיות שממשכיות לפעול גם שהמחשב כבוי, כגון השעון הפנימי של המחשב. לצורך זה -BIOS מצויד בסוללת ליתיום דומה לזו של שעוני יד.

1.המשתמש מפעיל תוכנה (לדוגמה מקיש שם של אתר אינטרנט בשורת הכתובות בדפדפן) שמודל התקשורת שלה מהווה את שכבת היישום.

2. שכבת היישום מורידה את הנתונים לשכבת הייצוג - שקובעת את שיטת ייצוג הנתונים, לעיתים דוחסת אותם ולעתים מקודדת אותם.
לדוגמה, שכבה זו מקודדת את כתובת האתר שהוקש בדפדפן האינטרנט בקידוד אסקי.
3. שכבת הייצוג מעבירה את הייצוג של פעולת המשתמש לשכבת השיחה, שכבת השיחה קובעת מתי ניתן לפנות בבקשה לשכבות התחתונות להעברת הנתונים הלאה.
בדוגמת שם אתר בדפדפן, יפעל ברמה זו שירות ה-DNS, אשר יתרגם את שם האתר לכתובת בשכבת הרשת.
4. מכאן יורד המידע לשכבת התעבורה, השכבה שולחת את הנתונים על פי פרוטוקול השיחה. השכבה אחראית על יצור שיחה (לחיצת יד).
5. שכבת הרשת אחראית על הדרך שהנתונים יעברו עד להגעתם ליעד. את היעד היא מקבלת מהשכבות העליונות, בדוגמה בפנייה לשרת DNS שכבת הרשת תייצר הודעה שיעדה הוא שרת ה-DNS.
6. שכבת הקו אחראית להעביר את אוסף הסיביות שהתקבלו משכבת הרשת לנקודה הבאה - בדרכו של המידע ליעדו.
השכבה תעביר לשכבה הפזיית סיביות שיגרמו למידע להיקרא על ידי צומת התקשורת הבא בדרך לשרת.
7. השכבה הפיזית מתרגמת מידע סיביות למשל למתחים חשמליים או אותות אופטיים ומשדרת את הנתונים על קו מוגדר.



לוח אם
לוח האם הוא המעגל המודפס הראשי של המחשב או מכשיר אלקטרוני מורכב אחר.
לוח אם של מחשב אישי: במחשב אישי (PC) לוח האם הוא המשטח המרכזי עליו מתנהלת פעולתו הפנימית של המחשב.
כל רכיב במחשב חייב להיות משובץ בלוח אם או מקושר אל רכיב שמשובץ בו.
למחשבים שונים מבנה מעט שונה, למשל במחשב אחד רכיבי עיבוד הקול יהיו בכרטיס הרחבה (כרטיס שיהיה מקושר אל לוח האם דרך חריץ PCI) ובמחשב אחר יהיה "כרטיס קול מובנה", דהיינו שרכיבי עיבוד הקול יהיו משובצים בקט מתוך לוח האם. ישנן חברות המייצרות לוחות אם שעליהם כבר משולבים רכיבי חומרה, כמו כרטיסי רשת, כרטיס קול וכדומה.

כל לוח אם מבוסס על ערכת שבבים (chipset) שאחראית על גישור בין הרכיבים השונים המרכיבים את המחשב. בנוסף לערכת השבבים, לוח האם מכיל רכיבי אלקטרוניקה המסדירים את המתח החשמלי אל ובין השבבים כמו גם את התקשורת שלהם.
רכיבים שכיחים של ערכת השבבים:
* תושבת המעבד
* חריצי כרטיס הזיכרון של המחשב
* חריצי כרטיס מסך
* חיבורים לדיסק קשיח
* גשר דרומי
* גשר צפוני
* חומרת BIOS


ערכת שבבים
ערכת שבבים היא קבוצה של מעגלים משולבים (שבבים) אשר מתוכננים לעבוד ביחד, ובדרך כלל מסומנים כמוצר אחד.
תפקידה של ערכת השבבים הוא לסייע למעבד המרכזי בניהול משאבי הזיכרון, שליטה על זרמי המידע וניהול פעולת הציוד ההיקפי. ה- chipset קובע במידה רבה את סוג המעבד שהמחשב יוכל לעבוד איתו ואת מהירותו, והוא אחד הרכיבים המשמעותיים ביותר לביצוע המחשב בכלל.

המושג "ערכת שבבים" מתייחס לרוב לשני שבבים: הגשר הצפוני והגשר הדרומי.
הגשר הצפוני מגשר בין המעבד לבין חלקי חומרה שהמידע צריך לעוד בינם לבין המעבד במהירות גבוהה.
דהיינו מקשר אל הזיכרון הפנימי (RAM) ואפיק כרטיס המסך.
כמו כן הגשר הצפוני מקשר את המעבד אל הגשר הדרומי.
בגשר הצפוני ממוקם בקר הזיכרון, מה שקובע למעשה את סוג הזיכרון שיתאים למחשב וממוקם בו גם בקר המסך.

כיוון שהגשר הדרומי אינו מקושר ישירות למעבד הוא מקושר לשאר ההתקנים שלא צריכים גישה מהירה לעבד כמו כרטיסי הרחבה למיניהם, התקרני IDE ועוד.



הגשר הדרומי:
הגשר הדרומי הוא אחד משתי שבבים בערכת השבבים של המחשב האישי בלוח אם.
השני הוא הגשר הצפוני.



ROM  - זיכרון לקריאה בלבד (ROM) 
PROM - זיכרון שנכתב לאחר שיוצא מבית היצרן, זיכרון זה איו יוכל להימחק או להיכתב מחדש לאחר הרישום הראשוני.
EPROM - זיכרון שנכתב לאחר שיוצא מבית היצרן, זיכרון זה יכול להיכתב או להימחק מחדש רק על ידי UV.
EEPROM - זיכרון שנכתב לאחר שיוצא מבית היצרן, זיכרון זה יכול להיכתב או להימחק מחדש על ידי חשבון, הזיכרון הנפוץ ביותר בתחום המחשב.


זיכרון RAM
זיכרון גישה אקראית - RAM, הוא אחסון זמני של נתונים ותכניות שמתבצעים על ידי ה-CPU. ה-RA.
ה-RAM הוא זיכרון נדיף, כלומר, תוכן הזיכרון נמחק כאשר המחשב מופעל מחדש.

DRAM - זיכרון דינמי החייב רענון חשמל בכדי להמשיך לשמור את המידע עליו.
SRAM - זיכרון סטטי שאיננו חיבב רענון חשמל בכדי להמשיך לשמור את המידע עליו.

SDRAM - זיכרון Bus ׁ(שעובד באפיק מסוים) ויכול לעבוד בכמה אפיקים בו זמנית, 

זיכרון מטמון
זיכרון מטמון הינו זיכרון בדרך כלל מסוד SDRAM, מאוד מהיר, שיושב על המעבד המרכזי של המחשב. בדרך כלל שהמעבד רוצה לבצע לבצע יותר מפעולה אחת, אז את חלק מהנתונים הוא מעלה לזיכרון המטמון.

השימוש במטמון מאפשר שליפה מחודשת של המידע במהירות, במקום לחזור אל המאגר המקורי שהוא יחסית איטי או מרוחק. השימוש מאפשר לאחזור נתונים במהירות ובהשקעה מינימלית.

זיכרון מטמון זה הוא זיכרון מחשב מהיר שקיבולתו קטנה, ותפקידו להאיץ את פעולות המעבד על ידי צמצום הגישה לזיכרון הראשי (RAM) המאופיינת באטיות ביחס למהירות המעבד. הגישה של המעבד אל זיכרון המטמון היא הישירה והמהירה ביותר, ועל כן פעולות המתבצעות עליו מהירות הרבה יותר מאלה המתבצעות על מידע מהזיכרון הראשי.
L1 - זיכרון מטמון שנימצא בדרך כלל בחלק מהמעבד המרכזי של המחשב.
L2 - זיכרון מטמון שפעם ישב ליד המעבד על לוחם האם מוטבע בתוכו, כיום הזיכרון הזה מוטבע ברוב הזכרונות ואיננו חלק מהלוח אם, אלא כחלק מהמעבד.
L3 - זיכרון מאוד גדול, אך מאוד מהיר בדרך כלל נמצא אותו בתחנות עבודה מאות מתקדמות או בשרתים.

RAM - זיכרון גישה אקראית הוא אמצעי מהיר לאחרסון מידע. במחשב נעשה שימוש בזיכרון זה על מנת לספק גישה לנתונים ולקוד. הזיכרון נחשב "אקראי", שכן ניתן לעשת לכל פיסת מידע אקראית בזיכרון באותה מהירות.

קיימים שני סוגי זיכרון גישה אקראית:
* זיכרון אקראי סטטי (SRAM) - דורש 4 עד 6 טרנזיסטורים כדי לאחסן כל סיבית - אינו דורש רענון.

*זיכרון אקראי דינמי (DRAM) - מבוסס על יכולתו של קבל לשמור מטען ודרש רק טרנזיסטור אחד לכל סיבית. צפיפותו של ה-DRAM גדולה מזו של ה-SRAM, איך מהירות הפעולה קטנה יותר. בגלל תופעת זרם הזליגה, DRAM דורש רענון. דרישת הרענון היא מקור המילה "דינמי" בשם הזיכרון.

SDRAM - זיכרון גישה אקראית דינמי סנכרוני הוא זיכרון DRAM שהוא גם סינכרוני. כלומר מסונכרן עם אותו שעון של ה-BUS של המחשב.
ל-DRAM הקלאסי יש ממש אסינכרוני, כלומר הוא מגיב במהירות המרבית לשינויים באותות המירבה.
ל-SDRAM יש ממשק סינכורני כלומר הוא ממתין לאות שעון לפני שהוא מגיב לאותות בקרה וכך הוא מסונכרן עם ה-BUS של המחשב. שעון זה מניע מכונת מצבים סופית המנהלת pipeline להוראות נכנסות. הדבר מאפשר פעולות מורכבות מאלה של ה-DRAM הבלתי סנכרוני. מה שמאשפר מהירות גבוהה יותר.

Pipeline פירושו שניתן לקבל הוראות חדשות לפני שמסתיים הטיפול בקודמות. בכתיבת ה-Pipeline ניתן לשלוח פקודת כתיבה נוספת ישירות לאחר פקודות כתיבה בלא להמתין שהמידע ייכתב למערך הזיכרון.

IDE PATA - חיבור מקבילי לטכנולוגיה מתקדמת, הוא ממשק סטנדרטי לחיבור אמצעי אחסון כמו דיסקים קשיחים, כונני תקליטורים, כונני DVD ואחרים ל-PC. מתאים בעיקר לחיבור בין רכיבים בתוך מארז המחשב. עלותו הנמוכה הפכה אותו לתקן הנפוץ ביותר בסוג החיבורים.

SATA - אפיק טורי להעברת נתונים בין המחשב לאמצעי נתונים כמו דיסקים קשיחים, כונני תקליטורים, וכוננים מגנטיים. תקן זה תוכנן כמחליף של PATA.

יתרונות של SATA:
קצב העברה מהיר
מתח חשמלי נמוך - האותות המועברים בכבל הם במתח של 0.7V לעומת 5V בכבל PATA.
חסכון באנרגיה ופליטת חום נמוכה יותר.
אורך הכבל ב-SATA הוגדל למטר ואילו PATA רק 46cm.
כבל דק וגמיש: 7 גידים לעומת 40 גידים ב-PATA.

SATA מהיר יותר, ללא הפרעות, עם סיכוך. (טורי)
PATA איטי יותר, עם הפרעות. (מקבילי)

בקשות פסיקה - IRQs נועדו למנוע בלגן במחשב, זאת אומרת שכל רכיב במחשב יוכל להתקשר עם המעבד, בזמן שאחד לא מפריע לשני.
פסיקה עם אות המתקבל במעבד מרכיב חומרה או תוכנה ומאפשר לשנות את סדר ביצוע הפקודות בתוכנית מחשב שלא על ידי בקרה מותנית.
בעת קבלת פסיקה משהה המחשב את ביצועה הסדרתי של התכנית, כדי להפעיל שגרת טפיול בפסיקה. לאחר הטיפול, ממשיך המחשב בביצוע הסדרתי של התכניות.
בקר שיודע לנהל את הפסיקות.

DMA - גישה ישירה לזיכרון היא תכונה של מערכות מחשב, המאפשרים לתת-מערכות מסוימות של המחשב לבצע קריאה או כתיבה מהזיכרון באופן עצמאי ובלתי תלוי במעבד. ללא תכונה זו, כל העברת נתונים בין חלקים שונים של המחשב דורשת את תיווכו של המחשב.
לדוגמה: DMA מאפשר טעינה של נתונים מהכונן הקשיח ישירות לזיכרון המחשב (RAM) מבלי שהמעבד יטען כל נתון מהכונן הקשיל, ויעביר אותו אל הזיכרון.
נהוג ליישם גישה ישירה במרכיבים כגון:
*בקר כוננים
*כרטיס גרפי
*כרטיס רשת
*כרטיס קול

היתרון בשיטת הגישה הישירה לזיכרון הוא החיסכון בפעולות מעבד לטובת העברת נתונים. במקום להתעסק בהעברת נתונים, פעולה שלרוב אינה דורשת עיבוד או התייחסות לתוכן הנתונים, המעבד פנוי לטפל בפעולות עיבוד אחרות, ואפילו בתוכנות אחרות שרצות במחשב באותו הזמן.

DMA זיכרון גישה ישירה - ערוצי DMA מאפשרים לעקוף את האינטראקציה עם ה-CPU ולגשת ישירות לזיכרון הראשי.

תהליך האתחול במחשב PC סטנדרטי
בהתחלה, המעבד של המחשב האישי מריץ את ההוראות הממוקמות באוגר בזיכרון FFFF0h, של ה-BIOS. אוגר זיכרון זה ממוקמם קרוב לסוף של זיכרון המערכת.
הוא מכיל פקודת קפיצה (jump) שמעבירה את הביצוע למיקום של תוכנת ההתחלה של ה-BIOS.
התוכנה מריצה בדיקה עצמאית שנקרא power-on self test או בקיצור POST, אשר הינה בדיקה כדי לוודא שההתקנים שהמחשב הולך להתבסס עליהם הם תקינים, ואז היא מאתחלת אותם. לאחר מכן ה-BIOS עובר דרך רשימה מוגדרת מראש של התקנים, עד שהוא מוצא אחד מהם שניתן לבצע ממנו את הליך ה-boot, אם לא נמצא אף התקן כזה, ניתנת הודעת שגיאה, והתהליך ה-boot מופסק.
אם ה-BIOS מוצא התקן שניתן לבצע ממנו boot, הוא טוען ובמצע את תוכן ה- boot .

תהליך אתחול של המחשב
הצעדים הדרושים לביצוע תהליך הפעלת המחשב נקראים תהליך אתחול.
ברגע הפעלת המחשב מחדש, נוצר אות חשמלי לכיוון ה-CPU, זוג הבקרים עוברים למצב התחלתי ועוצרים כל פעילויות של במחשב, עד שמתח ספק הכוח מיוצב.
זוג הבקרים מחכה להודעת power-good מיחידת ספק הכוחץ האות החשמלי גם מנקה תוכן של אוגרים פנימיים של ה-CPU.
לאחר קבלת אות power-good, זוג הבקרים משחררים אות היסט, ומתחיל לבצע פקודות BIOS.
כדי שה-CPU תיגש לזיכרון ROM שבתוכו נמצא ה-BIOS  המצביע חייב להצביע לכתובת בה הזיכרון הקבוע ממוקם.
בדרך כלל זיכרון הבוע ממוקםד באזור הצמוד לכתובת FFFFFH ב-64k שמתחתיו, ולאזור זה אמור לפנות ה-CPU.

התכנית הצרובה בתוך זיכרון ה-BIOS מתחילה את תהליך הבדיקות הראשון ששמו: powet-on self test או POST המברר את כמות זיכרון ה-RAM, דיסק קשיח ואחרים - שכל ההתקנים ההיקפיים פועלים היטב.
לאחר מכן בודק את הציוד מוג plug and play המחוברים במחשב, ובודק את המשאבים כמו כתובות קלט/פלט, פסיקות דרך חומרה הקיימות במערכת ובונה טבלאות מתאימות.
תכנית ה-BIOS בודקת את המשאבים ודרישות החומרה ומדווא שכל רכיבי המחשב פועלים היטב.
ה-CPU בודק את שעון המחשב, שהוא אחראי לסנכרון הפעולוץ
ה-POST בודק את זיכרון שבתוך מתאם המסך ואותות וידאו השולטים במסך.

לאחר מכן התוכנית גורמת לכך שאוסף הפקודות של תוכנית ה-BIOS מתחיל להיות של כל מערכת ההפעלה והגדרות הזיכרון.
בשלב זה כבר ניתן לראות סימני הפעלה על המסך.
לאחר מכן תוכנית ה-POST מריץ סידרת בדיקות כדי לוודא שרכיבי ה-RAM פועליםהיטב.
התוכנית גורמת לכתיבת סדרת נתונים לכל שבב הזיכרון, ולאחר מכך בודקת את התוכן על ידי קריאה והשוואה עם התוכן שנכתבת בראשונה. בשלב זה ניתן לראות על המסך את כמות ה-RAM של המערכת.
ה-CPU מבצע בדיקות כדי לוודא שהמקלדת מחוברת כהלכה ובודק האם נחלצו מקשים כלשהם.
תכנית ה-POST שולח אותות לערוצים של כונני דיסקטים, דיסקים קשיחים וכונני תקליטורים ובודק אותות חזרה מהם כדי לבדוק איזה כוננים פנויים.
תוצאות כל הבדיקות של תכנית ה-POST נרשמות בתוך מסג נתונים באזור ה-RAM והתכנית מבצעת השוואה עם הנתונים המאוחסנים בתוך שבב זיכרון מסוג CMOS שבתוכו נשמר כל הנתונים של ההפעלה הקודמת.
CMOS הוא סוג של שבב זיכרון מיוחד הצורך זרם קטן מאוד ששומר על הנתונים שלו בזמן כיבוי המחשב על ידי גיבוי מתח על ידי סוללה קטנה מודה.
כל שינוי בתוך הקונפיגורציה הכללית של המחשב חייב להירשם בתוך ה-COMS.
אם תכנית הבדיקה מגלה חומרה חדשה, התוכנה נותנת אפשרות למשתמש לעדכן את הנתונים דרך מסך ה-SETUP עם תת תפריטים מיוחדים דרך תגיות שמופיעות על המסף.
אם למחשב שלך מערכות מסוג "חבר-הפעל" plug and play, התוכנה עוברת בין כל ההתקנים מסוג זה ומבצעת סריקת נתונים עבור הפעלתם על פי דרישתם הרשום  זיכרונות ROM (BIOS(  של ההתקנים.

כעת המחשב מוכן לצעד ההמשך שהוא טעינת מערכת ההפעלה המרכזית.

אם ההחלטה היא טעינת הפעלת מערכת מתוך דיסק קשיח אז התהליך מתחיל בקריאה ב-MBR, בו רשום מידע לגבי מיקום כל דיסק, ורשום מיהו הדיסק להפעלת מחשב, ומכיל את תכנית האתחול.

מערכות קלט / פלט
כל הניהול של התקני קלט/פלט מבוסס בתוכניות של ה-BIOS ושל מערכת ההפעלה, בעזרת התקני חומרה שבתוך המחשב.
חלק מאותם התקנים מיועדים להורדת עומס העבודה של המעבד המרכזי CPU.
אותם התקנים מכילים בקרים עצמאיים הנותנים שירות למעבר הנתונים בזמן ש-CPU מבצע פעולות אחרות.
חלק מאותם התקנים מרוכזים היום בתך שתי שבבים מרכזים המרכזים את הפעולות השונות (chipset) בשם גשרים (bridges) או בקרים (controllers).

הגשר הצפוני: ממוקדם קרוב ל-CPU והו מרכז את כל ההתקנים המעבירים נתונים מהרות (זיכרון כללי, זיכרון מטמון, כרטיס מסך).
הגשר הדרומי: ממוקם מתחת לגשר הצפוני ומחובר ישירות לגשר הצפוני, ומבקר על כל התקני קלט/פלט איטיים (דיסיקים, כרטיסי הרחבה, USB, תקשורת.

בקר DMA זיכרון גישה ישירה - רכיב מתוכנת, חלק מה-chipset.
הבקר יושב בין המעבד לזיכרון, ההתקן מבקש מהמעבד גישה ישירה לזיכרון, הוא מודיע לו לאיזה כתובת הוא מבקש להגיע, המעבד פונה לבקר ומעביר לו את כתובת ההתחלה ואת כתובת הסיום של אותו בלוק כתובות. לאחר מכן הוא מנתק מגע וממשיך בפעילות שוטפת.
מאותו רגע מותר קשר בין ההתקן ישירות לזיכרון, אשר מנוהל על ידי בקר ה-DMA.
חסרונות התהליך - בזמן שהמידע עובר בין המעבד לזיכרון, המעבד יכול לעבד רק מידע פנימי.

מה זה פרוטוקול תקשורת?
סדרת סטנדרטים המאפשרים לתכנן מערכות בעל העולם כך שנוכל לתקשר זה עם זה.
למשל ה-http הוא פרוטוקול האינטרנט שמאפשר לכם לראות עמודי רשת מסביב לעולם.
פרוטוקול הוא סדרת כללים שמושל בתקשורות בין מחשבים ברשת.
הכללים האלה כוללים קווים מנחים.

פרוטוקול התקשורת הסטנדרטי בין מחשבים הוא פרוטוקול TCP/IP, שבו משתמש המחשב על מנת להתחבר לאנטרנט.

פרוטוקול הוא אוסף של חוקים המגדירים את אופן בקשת וקבלת הנתונים במערכת תקשורת מסוימת.

המודל הנפוץ ביותר הוא מודל שבע השכבות של OSI - open system interconnection.

שכבת הישום
שכבת התצוגה
שכבת השיחה
שכבת התובלה
שכבת הרשת
שכבת עורק הנתונים
השכבה הפיזית

מודל OSI המודל מתאר תקשורת ברשת כסדרת שכבות
כל שכבה יכולה לתקשר רק עם שכבה מעליה או מתחתיה.
העברת נתונים ממחשב למחשב חייבת לעבור לפי הסדר בכל השכבות (אין אפשרות לדלג על אחת מהשכבות).

יתרונות: המתכנת יכול לתכנת את שכבת היישום, שכן שכבות אחרות מטופלות על ידי מחסנית הפרוטוקול.
*חסכון עצום בזמן התכנות
* לא צריך להתמחות גם ברשתות

מודל ה-OSI הוא מודל המציג את הפעולות השונות הנדרשת על מנת להעביר נתונים ברשת תקשורת, ואת הסדר בין הפעולות השונות. המודל מתייחסת לחומרה, לתוכנה ולשידור וקליטת הנתונים. בין השאר, מספר הסבר כללי על מרכיביה השונים של הרשת ועל תפקידי המרכיבים.
המודל נוצר על ידי ארגון התקינה הבינלאומי בצורה של מודל שכבתי בעל 7 שכבות, שכל שכבה בו מתבצעת חלק מסוים מהפעולות הדרושות לביצוע תקשורת.


שכבת היישום של מודל ה-OSI, נקראת גם שכבת התוכנה, היא השכבה השביעית והעליונה של מודל ה-OSI. היא ממונה על אספקת שירותי הרשת לתוכנות בהן משתמש משתמש הקצה. שכבת היישום משתמשת בשירותיה של שכבת הייצוג של מודל ה-OSI, ואינה מספקת שירותים לאף שכבה אחרת במודל ה-OSI.

שכבת היישום קובעת את סוג התקשורים בין המחשבים, למשל היא קובעת האם מדובר בתקשורת "שרת-לקוח: שבה מחשב אחד (השרת) מספק נתונים לאחר (ללקוח) - כמו גלישה באינטרנט, או שמדובר בתקשורת "קצה לקצה" שבה כל אחד מהמחשבים הוא גם שרת וגם לקוח - כמו ברשתות שיתוף קבצים.

שכבת היישום הינה השכבה הגבוהה ביותר המוגדרת על ידי מודל OSI.
זוהי שכבה שבה נמצאים היישומים והחלק של מערכת ההפעלה אשר מוצג לפני המשתמש. שכבת היישום משמשת לתקשורת בין היישום למערכת הרשת.
שכבת היישום שקופה למשתמש ותפקידה להגדיר את פורמט המידע שבו מתקשר היישום עם שאר רכיבי הרשת.

השכבה העליונה - שכבת היישום, אחראית לכך שהיישום שדורש תקשורת יוכל תקשר עם הרשת, ללא תלות בסוג הרשת.
שכבה זו מפעילה תוכנות שעובדות כדי לתקשר בין המשתמש למחשב. בשכבה זו נימצאים יישומי משתמש שמתקשרים עם הרשת.

שכבת הייצוג בפרוטוקול OSI 
ברמת זו מתבצעות ההמרות הדרושות של פורמטים וקודים (לדוגמה המרה קוד א' לקוד ב').
כאן מתבצע כל הטיפול בייצוג נתונים במחשב, כולל הצפנת מידע במקרה הצורך.

שכבת הייצוג של מודל ה-OSI היא השכבה השישית במודל. היא מספקת שירותי רשת לשכבת היישום ומשתמשת בשירותיה של שכבת השיחה על מנת להעביר את הנתונים על גב הרשת.
תפקיד השכבה הוא ייצוג נתונים, והוא מבוצע בשלושה אופנים עיקריים:
1. קידוד נתונים.
2. דחיסת נתונים
3. הצפנת נתונים

שכבה זו אחראית לתרגום הנתונים לפורמט מוכר, להצפנה ופענוח (אם יש צורך בכך).בסיום שכבה זו, יש לנו נתונים שמוכנים לעבור ברשת.

שכבת השיחה במודל OSI - שכבת השיחה אחראית על יצירת, ניהול וסגירת שיחות בין תוכניות הפועלות בשני קצוות של רשת מחשבים.
היא משמשת את שכבת הייצוג ומשתמשת בשכבת התעבורה על מנת להעביר נתונים על גבי הרשת והיא השכבה החמישית במודל ה-OSI.

רמה זו דואגת לאתחול וסיום של שיחה, בקרת זרימה מקצה לקצה, ואבטחת גישה של משתמשים במערכת.
השכבה אחראית לדו שיח בין שתי מערכות.
שכבה זו תלויה יותר בשכבה שמתחיה, שכבת התעבורה, בכך שכל שיחה, תקשורת זה מטופל על ידי קשר העברה אחד ויחיד.

בשכבה זו מתבצעים תהליכים של ניהול שידור לרשת. 

שכבת התובלה בפרוטוקול OSI
שכבת התעבורה אחראית על ניהול התקשורת, אמינות החיבור ואמינות הנתונים. 
בשכבת התעבורה נכללים מספר פרוטוקולים, שמיישמים את הפונקציות של השכבה בדרכים שונות.

רמה זו מטפלת בתעבורת המידע: היא אחראית ליצירת תקשורת אמינה ברשת.
זה נעשה על ידי חלוקה ומספור במשלוח המנות וזיהוין בקליטה.
שכבת העברה נקראת (שכבת התעבורה) והיא אחראית למספר שירותים מיוחדים למשתמשים ולמשאבים.


שכבת הרשת
שכבת הרשת היא השכבה השלישית במודל ה-OSI והיא אחראית למיפוי לוגי של הרשת והעברת נתונים על פי מיפוי זה. היא מספקת שירותים לתעבורה ומשתמשת בשיריה של שכבת הקו על מנת להעביר את הנתונים על גבי רשת זו.

שכבת הרשת היא השכבה בה מתבצעות כל ההחלטות הנוגעות לדרך בה יעברו הנתונים על גבי הרשת, היא זו שתקבע האם קיים קשר בין המקור ליעד, היא תבחר באיזו דרך יעברו הנתונים על פי שיקולים שונים, ביניהם מהירות, זמינות ויכולת יצירת קשר, יעילות, עומס ועליות.

שכבת הרשת אחראית על חלוקת כתובות לוגיות לכל התחנות ברשת. כתובת לוגיות (כיום בדרך כלל כתובות IP) הן כתובות שניתנות על פי היגיון מסוים, בדרך כלל בצורה מדרגית, על מנת שאפשר יהיה לאתר כל תחנה בקלות יחסית.
לא יכול להתקיים מצב בו לשתי תחנות באותה רשת יש אותה כתובת לוגית.

רמה זו אחראית לנתיוב הנתונים בתוך הרשת ולאספקת הכתובות הדרושות בכל שלב. 
עבודה עם כתובות לוגיות (נתב) היא אחראית להובלת הנתונים, המידע ב-packet המחשב מהמקור למחשב היעד.

שכבת הרשת מטפלת בניתוב נתונים בין שני התקני רשת. שכבה זו מספקת את כל הכתובות הנדרשות, כדי שהנתונים יוכלו להגיע ליעדם.

שכבת הרשת מבצעת פירוק והרכבה של זרם הנתונים כנדרש, על מנת להתאימם להגבלות גודל המסגרת במשלוח לשכבה השנייה, בנוסף, שכבת הרשת מבטיחה גם שמסגרות נתונים שנוצרו בשכבה השנייה, שכבת עורק הנתונים, לא תאבדנה בדרך הארוכה שבין שני התקני הרשת. לכן היא מפעילה מנגנון לגילוי ותיקון שגיאות.


שכבת הערוץ / קו
שכבת הקו היא השכבה השנייה במודל ה-OSI, והיא משתמשת את שכבת הרשת ומשתמשת בשירותיה של השכבה הפיזית של מודל ה-OSI. 
שכבת הקו אחראית על מעבר הסיביות בין שתי תחנות הרשת.
שכבת הקו אחראית על העברת המידע למרות רעשים או תקלות נגישות שיש בקו.
חבילות נתונים בשכבת הקו מכונות מסגרות, frames, ומכילות בנוסף למידע ולתפוסות הפרוטוקולים השכבות הגבוהות יותר, את כתובות ה-MAC של תחנות המוצא והיעד.

ברמה זו קיימים פרוטוקולים המגלים ומתקים שגיאות ומפקחים על הגישה לרשת.
אחראית לבדוק את תקינות המידע.
שכבת העורק מפעילה ומנהלת את הקשר הפיזי, כלומר היא מנהלת את הגישה לעורק. את הפעולות היא מבצעת תוך כדי הפעלת פרוטוקולי גילוי ותיקון שגיאות במהלך העברת הנתונים במסגרות, כולל מנגנוני בדיקה, CRC ודומיו.
שכבה זו דואגת לכך שהנתונים המתקבלת בתחנת היעד ברשת, מגיעים באותו סדר שבו נשלחו.

שכבה זו מתחלקת לשתי שכבות:
LLC LOGIC LINK CONTROL - אחראית על חלוקת הנתונים שמגיעים מהשכבות העליונות למסגרות, ועל טיפול בכל מסגרת בניפרד.
תת שכבה זו מבודדת את כל הפרוטוקולים שנמצאים בשכבות הגבוהות ומאפשרת שימוש במספר פרוטוקולים ברמות גבוהות על פי הרמה השנייה.
MAC - MEDIA ACCESS CONTROL - קיימת כאשר קיים מדיום משותף לכמה נקודות קצה, כאשרהרשת אינה רשת נקולדה לנקודה מלאה, ונכנסת לפעולה כאשר שני מחשבים או יותר באותו מתחם התנגשות מעוניינים לשדר בו זמנית. במקרה כזה יופעל פרוטוקול לטיפול בשכבת ה-MAC. שכבה זו מגדירה את אופן הגישה לקו כמו לדוגמה: CSMS/CD או רשת אסימון.



השכבה הפיזית היא השכבה הראשונה של מודל ה-OSI והיא אחראית על העברת אותות בינאריים של מגרות משכבת הקו של מודל ה-OSI. בשכבה זו מתבצעת אנקפסולציה וכל תפקידה הוא לאפנן את המידע הדיגיטלי משכבת הקו על גל נושא אנגלוגי (לכן המודם שייך לשכבה הפיזית במודל).

כל המדיע ברשתות מחשבים מיוצר בצורה דיגיטלית, ברצפים של אפסים (0) ואחדים (1). השכבה הפיזיץ אחראית על העברת המידע הזה על מדיית התקשורת.
פרוטוקולים בשכבה הזו מגדירים בדרך כלל באילו רמות מתחים ועל אילו מדיות יעברו האותות בין המחשבים. מדיה כיולה להיות כבר נחושת, סיב אופטי ואף אוויר. על מנת שהנתונים שנשלחו קצה אחד של המדיום יובבנו לצד השני, יש לקבוע "שפה" מומסגנת לייצוג הבינארי של המידע, כאן נכנסים לפעולה תקנים של השכבה הפיזית.
השכבה הפיזית קובעת גם תקנים ביחס לכבלים בהם יש להשתמש, אורכי הכבלים, תעבורה מקסימלית, מחברים ועוד.
כל אלו חיוניים על מנת למנוע טעויות בזיהוי שעשויות להיגרם בשל הפרעות שונות באותות הבינאריים.

כדי לחבר מחשב לרשת יש צורך בכבל עם מחבר מתאים, והגדרה מודיק של האותות החשמליים / האופטיים. ושאים אלה מוגדרים בתקני רמה זו. לוקח את המידע הבינארי ומתרגם אותו לסוג התווך, כמו אותות חשמליים, אור, גלי רדיו, אין בה אלמנט שלתוכנה.
השכבה הפיזית היא השכבה הנמוכה ביותר במודל OSI והיחידה שבהאה במגע ישיר עם התווך הפיזי. שכזה זו מגדירה תקשורת בין שני התקני הרשת.
הרמה הפיזית כוללת ארבעה נושאים בתחום הקשורת הפיזית: המאפיינים המכאניים של ממשק התקשורות, האותות החשמליים העוברים בתוך התקשורת, אפיון הקידוד של אותות חשמליים והשלבים השונים בשכבה הפיזית הדרושים לשם יצירת תקשורת בין שני הצדדים.

בשכבה זו מוגדרים המפרטים האלקטרונים כגון: רמת מתח, סוגי מחברים, שיטות שידור וכו'.
גורם חשוב מאוד בשכבה זו הוא גורם הכבילה. השכבה מגדירה את סוג הכבל והאות המשודר בקו התקשורת בין המחשבים. כבל זה יכול להיות: COAX, חוט שזור, סיב אופטי, גלי רדיו, בהתאם לאופי הרשת בה עובדים.


סיכום OSI
לכל רמה מוגדרים תפקידים שעליה לבצע בעזרת פרוטוקול אחד או יותר.
באותה מערכת מותר לכל רמה לתקשר אך ורק לרמה מעליה ולרמה שמתחתיה.
בין מערכות שונות כל שכבה מתקשרת רק לרמה שמקבילה לה.
שב



הטפולוגיה מגדירה את צורת החיבור הפיזית שבה מתחוברו התחנות ברשת זה עם זו, חוטים, חיבורים ועוד רכיבי חומרה של הרשת.

הטופולוגיה הנפוצות ביותר ברשתות הפצה:
1. אפיק (bus) כל מחשבי הרשת מחוברםי לערוץ הפצה תקשורתי אחד.
2. טבעת - כל מחשבי הרשת מחוברים "במעגל" כאשר המידע נע במחזרויות בתוך המעגל.

הטופולוגיות הנפוצות ביותר ברשתות מיתוג:
1. כוכב - על המחשבים מחוברים לצומת מיתוג מרכזי אחד.
2. טבעת - כל מחשב מחובר לשכנו בערוץ נקודה לנקודה וביחד יוצרים מעגל סגור
3. עץ-  מספר ערוצים מחוברים יחדיו ומסתעפים כענפי עץ.



LAN - היא רשת תקשורת מקומית, המתפרסת על אזור גאוגרפי מוגבל, בדרך כלל בתוך בניין אחד או בניינים סמוכים. רוחב פס גבוה יחסית וזמן השהיה נמוך יחסית.


WAN - רשת אזורית מרחבית היא תקשורת המחברת בין מספר רשתות עירוניות ורשתיות מקומיות, אשר בדרך כלל במרחק ניכר זה מזו.
רשת האינטרנט היא רשת אזורים המתפרסת על חמש היבשות.

תקשורת חד כיוונית (simplex) - המידע זורם רק בכיוון אחד, מהצד המשדר אל הצד הקולט. שמוש נדיר בתקשורת נתונים.
תקשורת כמו מתקיימת בשידורים של תחנת רדיו וערוץ טלוויזיה
 בכבלים. תחנת השידור כולל רק משדר ותחנה הקליטה מכילה רק מקלט אחד.

תקשורת דו כיוונית לסירוגין, half duplex או דו כיווני למחצהL
המידע זורם בשני הכיוונים, אולם לא בו זמניתף בכל רק נתון המידע זורם בכיוון אחד בלבד.
תקשורת זו מתקייצת במכשירי ווקי טוקי, שבהם כדי לשדר על בעל המכשיר ללחות על כפתור המאפשר לו, ורק לו לדבר.

תקשורת דו כייונית מלאה full duplex:
המידע זורם בשני הכיווני, גם בו זמנית, תקשורת כמו מתקיימת במכשיר טלפון בשיחה פנים מול פנים.


איך מתחברים בין מחשבים:
כאמור הטופולוגיות (הצורה הפזיית בה התקני הרשת מחוברי בה) הבסיסיות המאפיינות רשת מקומית:
1. אפיק
2. כוכב
3. טבעת
בכל אחד מהמקרים יש צורך להוסיף למחשב כרטיס מתאם לתקשורת או להוסיף את הרכיבים בתוך הלוח אם.

טופולוגית האפיק (bus) או ערוץ
טופולוגית האפיק היא הותיקה ביותר והיא ניתנת למימוש על ידי כבל קואקסיאלי או זוג שזור, אך קשה ליישם אותה עם סיב אופטי. כל תחנה מתחברת ישירות לרשת ולכן היא יכולה לשדר לכל התחנות ולהזין לכל התשדורות.
ב-BUS מחוברים על הקצוות לשדרה מרכזית אחת. טופולוגיה זו חסכונית (באופן יחסי) מבחינת הכבילה, ובכך מוזילה את עלויות הקמת המערכת, כמו כן הוספת והסרת קצוות נעשית בקלות יחסית, ואינה משפיע על קצוות אחרים עם זאת ככל שמספר הקצוות ברש גדל כך יעילותה קטנה שכן רק קצה אחד יכול לשדר בכל זמן נתון.
כל רצה ברשת "רואה" את כל התשדורות שעוברות בה, זה יכול להיות יתרון אם רוב המידע צריך לעבור לרוב הקצוות, אך גם חסרון שמדיניות האבטחה נוקשה.
התחנות מחוברות לתווך הפיזי כקו רצוף ואינו סגור.
כל התחנות של אפיק השדרה מאזינות לאות המשודר ברשת.
הנתונים עוברים בין המחשבים על פי הכתובות שלהם ונשלחים כאותות חשמליים.

תופעת ה-"הד" echo
מחסל אוות מוצב בסוף האפיק כדי לעצור את האות הזורם ולמנוע קפיצה בחזרה של האות לרשת.

התנגדות - כאשר מספר מחשבים פונים ברשת בו זמנית, הנתונים מתנגשים ואז השידור צריך להתחיל מחדש.

הנחתה באות
כאשר המרחק בין המחשבים הוא גודל מהמותר, אז האותות החשמליםי נחלשים, ויש צורך להוסיף מערכות אלקטרוניות שמקבלות את הנתונים, משחזרות את המידע ומשדרות מחדש להמשך הרשת.
המכשיר Repeater משחזר את האות,, ומגביר את עוצמתה לרמה המקורית.
המשחזר מחוברת ברשת מקומית בלבד (LAN) בין קטעים של הרשת כדי לאפשר חיבור ברשתות מרחקים גדולים יותר בין המחשבים.


טופולוגית הכוכב START
בשיטה זו התקני הרשת מחוברים להתקן מרכזי, בדרך כלל רכזת מסוג HUB, או מתג שהיא רכזת אמיתית.
כל הקוות מחוברים למרכז אחד. בדרך כלל המרכז ימצא רכיב תקשורת כמו רכזת HUB או מתג, או נתב. רשת כזו היא קלה לתחזוקה, ניתן להסיר ולהוסיף אליה קצוות בקלות, עם זאת היא בזבנית במקצת באורכי הקבלים שהיא דורשת.
נקודת החולשה של טופולוגיית הכוכב היא הקצה המרכזי, במידע והוא לא פעיל כל הרשת לא יכולה לתפקד.
במונחי תורת הגרפים, כוכב הוא ע. שדרגת כל צמתיו, מלבד צומת אחד, הן 1.

טבעת / אסימון
בטופולוגיית טבעת (ring) כל קצה מחובר לשני הקצוות הסמוכים אליו, ליצירת "טבעת" קצוות וחיבורים. טופולוגיה פיזית כזו היא חסכונית יחסית בעלות הכבילה, אך כל קצה בה תלוי בקצות האחרים להעברת הנתונים לשאר חלקי הרשת. במידה ושני קצוות לא סמוכים מפסיקים לתפקד, הם למעשה מחלקים את הרשת לשני איים, שאין אפשרות להעביר מידע ביניהם.

התקני רשת קשורים זה לזה בופן כזה שהם יוצרים לולאה סגורה. רשתות עם סיב אופטי מיישמות שיטה זו.

הנתונים נעים בטבעת בצורה מעגלית, ישבו מחשב מרכזי ששולח אות למעגל מפעם לפעם, האות נימצא בטבעת עד שאחת התחנות תיקת את האות ואז תתקבל רשת תקשורת.


----------------------------------------------------------------------------------------

DCD - המודם מודיע למחשב שהוא זיהה את גל הנושא
RD - הרגל בה המודם או המחשב מקבלים את המידע הטורי
TD - הרגל בה המודם או המחשב משדרים את המידע הטורי
DTR - המסוף (מודם או מחשב) שואל את הצד השני האם הוא דולק.
GND - אדמה משותפת בין המודם למחשב
DSR - תשובה של המסוף לשאלת DTR, כלומר מהדק זה הוא מודיע שהוא דולק.
RTS - בקשה של המסוף (מודם / מחשב) לשדר לצד השני.
CTS - תשובת המסוף, מוכן לקלוט בתגובה ל-RTS.
RI - המודם זיהה צלצול (בקו הטלפון) ומודיע על כך

הערה: כאשר אני אומר מסוף אני מתכוון למחשב או למודם.


FULL DUPLEX - שידור דו כיווני בין שני מסופים (מחשב, מודם, בקר וכו') בו זמנית.
HALF DUPLEX - שידור חד כיווני או שידור דו כיווני למחצה, כלומר רק מסוף אחד משדר באותו רגע, ניתן להחליף כיוונים.
SIMPLEX -  שידור חד כיווני, שידור רק בכיוון אחד, ללא אפשרות שינויי כיוונים.


ב-USB השידור הוא HALF DUPLEX, בתקן זה המחשב קובע את סדר הפעולות והוא זה שמאפשר להתקן לשלוח מידע (המחשב הוא ה-MASTER), לפיכך לא יכול להיווצר מצב שהם ישדרו בו זמנית.








שכבה מספר 2 - data link - שכבת קישור- שכבת עורק נתונים - שכבת קו - שכבת הערוץ
זוהי שכבה שדואגת שמידע יעבור בין nodes סמוכים ברשת WAN.
שכבה זו מאפשרת העברת מידע בין ישויות שונות ברשת, וכך מציאת ותיקון שגיאות שהתרחשו בשכבה הפיזית (שכבה 1).

פרוטוקולים נפוצים: HDLC, ETHERNET.

שכבת הקו אחראית על מעבר סיביות בין שתי תחנות הרשת והיא מתגברת על תקלות כמו: רעשים ושגיאות.
חבילות נתונים בשכבת הקו מכונות "מסגרות" (frames) ומכילות מידע רב כמו כתובת MAC.

תפקידה לסדר את חבילות הנתונים על פי מסגרת.
היא אחראית לבדוק את תקינות המידע, ויש שדה עם נתון מיוחד לבדיקת שגיאות רציפות במעבר מידע בשם FCS או בשמו המוכר יותר CRC.

אחראית על פיקוח על השכבה הפיזית.

העבודה מתבצעת עם מכשיר התקשורת STWICH (מתג) - אשר תפקידו למתג את המידע בין התחנות שבאותה רשת מקומית (LAN).
מתג רכיב ברשת מחשבים המחבר בין צמתים שונים.

בכל פעם שמנת מידע  (חבילת מידע) תעזוב את הנתב היא תומר באמצעות שכבת הערוץ למסגרת FRAME ותשודר לתחנה הרלוונטית באמצעות הכתובת הפיזית MAC.

השכבה עוסקת בגילוי שגיאות.

אחראית להקמת הקשר הפיזי בין התחנות (הצמתים) ומטפלת בגילוי שגיאות, ניהול הטופולוגיה - איך הקו יעבוד.
שכבה זו משתמש בכתובות הפיזיות (MAC) (כתובת חומרה) ואחראית להעביר את המידע מהמקור ליעד באותה רשת בהתאם לכתובות הפיזיות.
שכבה זו מקבלת זרם של סיביות מהשכבה הפיזית, וממירה אותו למסגרת (FRAME) על ידי הוספת כותרת (header) שמכילה את הכתובות הפיזיות (MAC) ומעבירה אותם הלאה לשכבת הרשת.


שכבת הערוץ מפעילה ומנהלת את הקשר הפיזי.
את הפעולות היא מבצעת תוך כדי הפעלת פרוטוקולי גילוי ותיקון שגיאות במהלך העברת הנתונים במסגרות (CRC).
שכבת הערוץ מבטיחה כי העברת הנתונים תהיה העברה "שקופה" לנתונים, שהנתונים לא ישתנו בעת המעבר.
אם התגלתה שגיאה בנתונים, השכבה דואגת לבקש שידור נוסף של מנת (חבילת) הנתונים השגויה.
שכבה זו דואגת שהנתונים שמתקבלים בתחנת היעד, מגיעים באותו סדר שבו נשלחו.
השכבה מונעת צווארי בקבוק ופקקים באמצעות מנגנונים לבקרת זרימת הנתונים

שכבת קישור הנתונים אחראית על אריזת המידע המגיע מהרמות שמעליה והפיכתם ל-FRAME.


שכבת הערוץ קובעת
1. בקרת זרימה
2. בקרת שגיאות
3. מדיניות

הפרוטוקולים של שכבת הנתונים
1. פרוטוקול אסינכרוני - שתי מערכות שעובדות ללא שעון חיצוני משותף, זרם לא יציב. טיפול באופן עצמאי בכל סדרת תווים.
2. פרוטוקול סינכרוני - שתי מערכות שעובדות בתיאום, עם שעון משותף. תקשורת טורית שבה הנתונים נשלחים בזרם רציף בקצב קבוע. משלים ומחטב את סדרת התווים לתווים בגודל שווה.
3. פרוטוקול מכוון סיביות
4. פרוטוקול מכוון תווים / סימנים


המושג node בתקשורת מחשבים הוא צומת. הוא רכיב המהווה חלק מרשת מחשבים ומסגול לשלוח, לקבל ולהעביר מידע באמצעות אותה הרשת - כמו נקודת קצה.
לכל צומת חייבת להיות כתובת MAC.

צומת יכולה להיות: גשרים, נתבים ורכזות.

שכבה 2 מתחלקת לשני שכבות:
LLC
MAC


LLC אחראית על חלוקת הנתונים המגיעים מהשכבות העליונות למסגרות, ואחראית על טיפול כל מסגרת בניפרד.
שכבה זו מספקת מנגנוני ריבוב שמאפשרים לכמה פרוטוקולי רשת להיות ביחד על אותה רשת.
יכולה לספק בקרת זרימה ובקשה חוזרת אוטומטית (ARQ) מנגנוני ניהול ושגיאה.
שכבה זו אחראית לזהות איזה מידע הגיע מהשכבה השלישית ולהרכיב ממנו את המסגרת.
כשתחנה מקבלת מידע היא תסתכל בכותרת ה-LLC על מנת לדעת מאיפה פרוטוקול רמה שלישיית הגיע המידע.


MAC - כתובת המשמשת כמזהה הייחודי של כל רכיב תקשורת לתקשורת נתונים בעת הייצור.
כתובת ה-MAC מוטבעת בכרטיס התקשורת.
MAC אחראי על האופן בו יעברו מנות המידע (PACKETS) (חבילות) לתווך.
שכבה זו אחראית לנהל את הגישה לתווך.
שכבה מנהלת את הכתובות הפיזיות - כתובת MAC צרובה על גבי כרטיס הרשת והוא ממומש בשכבה השנייה (השכבה הערוץ). אחראית על גילוי שגיאות ועל בקרת זרימה.


בקרת זרימה:
מחשב המקור ממספר את החבילות במספרים סידוריים, בסדר עולה, כך שמחשב היעד יוכל לעקוב אחרי הגעתן של כל החבילות ולהתריע במקרה ואחת מהן לא הגיע, ולאפשר למחשב המקור לבצע שידור חוזר.

HDLC
HDLC הוא פרוטוקול תלוי סיביות (bit oriented) של שכבה 2.

שלושה סוגי מסגרות
מידע
מסגרת פיקוח supervisory frame
ניהול

שלושה סוגי העברה:
NRM - תחנה ראשית יכולה ליזום ולפנות לתחנה משנית. תחנה משנית איננה יכולה ליזום שיחה.
ARM - תחנה שפונה ויוזמת אל התחנה השנייה, היא הראשית והשנייה היא המשנית
ABM -  תחנה יכולה להיות גם ראשית וגם משנית בו זמנית, כלומר שיחה מרובבת.


המנות (הפונקציות) הקיימות במסגרת supervisory בפרוטוקול HDLC, וההסבר של כל אחת.

RR - התחנה מוכנה לקבל נתונים
REJ - יש בעיה במסגרת שהתקבלה
RNR - התחנה לא מוכנה לקליטה.

בפרוטוקול זה יש גילוי תיקון שגיאות המתבצע בשיטת CRC.
בשיטת CRC המשדר מעביר את המידע בפונקציה לוגית ייחודית, שבסוף התהליך מוצר קוד CRC ייחודי למידע המשודר.
לאחר שידור המידע הוא משדר את קוד CRC לתחנה הקולטת.  התחנה הקולטת מבצעת את אותה פעולה על המידע ומבצעת השוואה בין הקודים.
אם הם שווים הכל תקין, אם הם לא שווים היא מודיעה לצד השני על כך.


במידה ויש שגיאה:
בזמן שהתחנה מגלה שגיאה, היא שולחת לתחנת המקור מסגרת פיקוח עם REJ, ומספר המסגרות שהיא קלטה, תחנת המקור חוזרת על שידור המסגרות החל מהמסגרת בה היית שגיאה.


בדיקת CRC מתבצעת בשכבה שנייה. בדיקה זו מתבצעת בין שתי תחנות המעבירות מידע.

כאשר מתגלה שגיאה, התחנה משדרת מסגרת פיקוח לצד השני בו היא מודיעה על הפסקת השידור ומהי המסגרת בה התרחשה השגיאה. התחנה המשדרת חוזרת על שידור המסגרות החל מאותה מסגרת.


bit oriented protocol פרוטוקול מכוון סיביות
פרוטוקול תקשורת שמעביר נתונים כזרם של למידע ללא משמעות.
פקודות בקרה מוגדרת במונחים של סיביות רציפות במקום בתווים.
הפרוטוקול יכול להעביר מסגרות מידע ללא התחשבות בתוכן שלהן - כלומר הוא יעביר את המידע כמו שהוא.
הוא מכיל bit stuffing כלומר מילוי סיבוי, שכאשר יגיע מילת בקרה הוא יעביר אותה כתוכן ולא כמילת בקרה.

כל מסגרת מתחילה ונגמרת עם תבנית סיביות:
01111110 - דגל (7E בהקסה).
bit stuffing היא שיטה שמשמשת למניעת חזרה מגילוי של הדגל במשתמש.
על כל חמישה אפסים השולח יוסיף 0 לוגי.



מסגרת בפרוטוקולים אסינכרוניים:
כל תו מכיל סיבית התחלה וסיום.
תווים מופרדים ביניהם במרווחים.
הכותרת header מכילה שני בתים:
1. מספר סידורי
2. מספר משלים


soh
start of heading
תו ראשון של כותרת הודעה - אורך של byte אחד

Header
בנוי משני bytes:
הראשון: מספר סידורי
השני: משמש כדי לבדוק את התוקף של המספר הסידורי (תקין או לא).

שדה של נתונים מכיל לפחות 128 bytes.

שדה לגילוי שיגאות CRC.



המקבל שולח מסגרת בקרה אל השולח
NAK - Negative acknowledege
נשלח על ידי התחנה כתגובה שלילית לתחנה שאיתה החיבור נוצר.
בפרוטוקול תקשורת סינכרוני בינארי ה-NAK משמש לאבחן שגיאה שנוצרה במהלך בבלוק הקודם ושהשמקבל מוכן לקבל שידור חוזר של הבלוק הזה.

השולח שולח אליו בחזרה מסגרת:
אם השולח שלח ACK אז השולח שולח את המסגרת הבאה
ACK=acknowledege
תגובה לENQ

ENQ=ENQUIEY
אות שנועד ל"גרות" תגובה בסוך הקבלה, לראות האם זה עדיין מתרחש.

אם השולח שלח NAK, אז השולח שולח מחדש את המסגרת שנדחתה.

אם השולח אינו מקבל תשובה זמן מסוים, אז מתרחש משלוח מחדש

אם השולח שלח CAN אז השיחה מתבטלת.
CAN=CANCEL
can מציין שהנתונים(ששולחים)  להמשיך


פרוטוקולים סנכרוניים מתחלקים לשניים:
פרוטוקול מכוון תוויות / סימנים (אסקי)
פרוטוקול מכוון סיביות


פרוטוקול מכוון תוויות
פרוטוקול טיפוסי BSC תקשורת סינכרונית בינארית.
בפרוטוקול תקשורת סינכרוני בינארי ה-NAK משמש לאבחן שגיאה שנוצרה במהלך בבלוק הקודם ושהשמקבל מוכן לקבל שידור חוזר של הבלוק הזה.
עובד בתצורות הבאות:
*נקודה לנקודה (point to point)
* נקודות מרובות (multipoint)
תומך אך ורק בדו כיווני למחצה (half duplex) תוך כדי בקרת זרימה ובקרת שגיאות.

מבנה מסגרת הנתונים:
שני BYTES של סינכרון SYN
בית אחד של STX
START OF TEXT
DATA הנתון עצמו
ETX END OF TEXT הפירוש הוא byte של סיום המידע
2 Bytes בשביל CRC או Byte אחד בשביל LRC.



שדה של ראש:

שני בתים של סינכרון
בית של SOH
כמה בתים יש header שיש בו מידע של כתובות ומידע אחר
בית של STX בית של תחילה של טקסט
מידע של כמה בתים
בית של ETX סיום של טקסט
BCC בקרת נתונים


חבילה עם מסגרות רבות
שני בתים של סינכרון
כמה בתים של header
STX בית של תחילת טקסט
DATA כמה בתים של נתונים
ITB בית שאומר כי יש המשך של נתונים
BCC שני בתים של גילוי שגיאות
STX בית של תחילת טקסט
DATA כמה בתים של נתונים
ETX בית של סיום טקסט
שני בתים של גילוי שגיאות BCC


שדה של בקרה
שני בתים של סינכרון
כמה בתים של מילות בקרה
שני בתים של BCC בדיקת נתונים

מסגרת בקרה משמשת לשלוש דברים
1. להקים קשרים
2. לשמור את זרימת הנתונים, ובקרת השגיאות ושגיאת הנתונים
3. סיום הקשר


שקיפות נתונים
על מנת למנוע זיהוי של טקסט (תוכן) (מידע) כמילת בקרה, אנו משתמשים בבית מיוחד בשם DLE, אחרי הסינכרון עד ה-ETX סיום של הטקסט כל המידע הגולמי יישאר כמו שהוא, אפילו אם הוא מורכב ממילות שהן לכאורה מילות בקרה.

חוסר שקיפות נתונים - בלבול בין הוראות בקרה לבין מידע.

כדי למנוע בעיה זו משתמשים ב- bit stuffing.
data link escape




פרוטוקול מכוון סיביות
פרוטוקול זה מסוגל להכיל יותר מידע ומונע את בעיית השקיפות הקיימת בפרוטוקול מכוון תווים.

פרוטוקול  מכוון סיביות נפוץ מאוד הוא פרוטוקול HDLC

סוגי תחנות
ראשני: פקודות משלוח send commands
משני: פקודות תשובה - send respones
משולב: פקודות משלוח ותשובות

קונפיגרציה (תצורות)
נקודה לנקודה
נקודה מרובה moltipoint.

שלושה מצבים:
לא מאוזן unbalanced
יש מאסטר (מכשיר ראשוני) אחד ויחיד שיוזם שיחות אל העבד (מכשיר משני).
העבד לא יוזם שיחות, אלא משיב למאסטר.
NORMAL

סימטרי
הראשון ששולח הודעה הוא המאסטר והשני הוא העבד - כל עוד השיחה מתקיימת
העבד לא יכול ליזום שיחה עד שהשיחה מססתיימת, בסיום השיחה הוא יוכל ליזום שיחה.
שניהם יכולים להיות או ראשוניים או משניים.

מאוזן balanced
שניהם יכולה להיות מאסטרים ועבדים בשיחה אחת, כאשר אחד מהם קורא את A והשני קורא את B.
(ריבוב מידע).
שניהם משולבים: גם ראשוניים וגם משניים.
מתקשרים דרך נקודת צומת כלשהי.

שדה מסגרת של HDLC
דגל אתחול של המסגרת - בית בתחילת המסגרת ובסופה.
כתובת היעד: כתובת תחנה משנית, מציין האם נשלח מתחנה משנית או ראשית.
מילת בקרה
מידע
שדה לבדיקת תקינות
דגל לסיום המסגרת


ישנם שלושה סוגים בסיסיים של מסגרות HDLC
מידע - מסגרות מידע מסומן באות I,
פיקוח - מסגרת פיקוח, מסומן באות S, מודיע האם המידע שנשלח תקין או לא.
לא ממסופר -



p/f
poll שאילתא
final סופי
ביט אחד בעל שני שימות כמצוין.
כאשר המחשב הראשי שולח אחד זה נקרא POLLING והוא רוצה להשיג תשובה מהמחשב המשני.
כאשר המחשב המשני שולח אחד זה נקרא FINAL והוא מודיע על סיום שידור המידע.

RR - הוראה מהמחשב הראשי: מוכן לקליטת נתונים
P - תשאול, המחשב הראשי מתשאל את התחנה המשנית האם היא מעוניינת להעביר מידע.
Nr - מספר מסגרות המידע שהתחנה (שולחת או מקבלת) קלטה.
Ns - מספר מסגרות המידע שהתחנה (שולחת או מקבלת)  שידרה.


מסגרת:
דגל פתיחה הוא 01111110
כתובת
בקרה
נתונים
CRC
דגל סיום


כתובת:
כל כתובת היא שמונה ביטים:
שבע ביטים ראשונים הכתובת
ביט הכי נמוך LSB, מסמן האם יש המשך של הכתובות, 0 יש המשך, 1 אין המשך.


בקרה
שלוש סוגים של בקרה
I - מידע
S - פיקוח
U לא ממוספר, מסגרת דו שיח






תיקון שגיאות כל מה שצריך לדעת תקשורת מחשבים הנדסאי אלקטרוניקה
בתקשורת אנחנו מעבירים מידע מגורם אחד למחשב שני. המציאו כל מיני תקנים על מנת לוודא שהמידע ('0' או '1') הגיע בצורה תקינה.
יש לנו חמישה סוגי של תיקוני שגיאות.

שיטת תיקון השגיאות הפשוטה ביותר היא סיבית הזוגיות,  או סיבית ביקורת או באנגלית Parity Bit, בשפה המקצועית הקיצור הוא PB.
יש לנו חמישה סוגים של סיבית זוגיות:

1. NONE - ללא סיבית ביקורת
2. EVEN - זוגי. במידה ומספר האחדים הוא אי זוגי נשים אחד על מנת לעשות אותו זוגי. במידה ומספר האחדים הוא זוגי נשים אפס על מנת לשמור עליו זוגי.
3. ODD - אי זוגי. אם מספר האחדים הוא אי זוגי נשים אפס על מנת לשמור אותו אי זוגי. אם מספר האחדות הוא זוגי נשים אחד על מנת להפוך אותו לזוגי.
4. MARK - אחד לוגי. אחד לוגי באופן קבוע.
5. SPACE- אפס לוגי. אפס לוגי באופן קבוע.


שיטה אחת, היא שיפור של השיטה הקיימת והיא שיטת LRC.
בשיטה זו לכל byte יש PB משלו! כלומר 9 סיביות לכל בית.
יש נתונים של 7 bits לכן הסה"כ של byte יהיה 8 סיביות.

כלומר לכל בית יש חישוב PB אופקי HORIZONTAL
בנוסף לכך לכל בית חישוב אנכי, VERTICAL

עושים הצלבה ויודעים איפה התקלה בידיוק.

כאשר יש שגיאה אחת ניתן לזהות בדיוק איפה השגיאה!
כאשר יש יותר משגיאה אחת, אנו מגלים שגיאה אך לא מגלים איפה בדיוק.
כאשר יש ריבוע של שגיאות לא ניתן לזהות את השגיאות
ב-HDLC הפקודה היא REJ לשליחה מחדש.



0100
1011
1110
1101
001


נניח ואנחנו משדרים ארבע נתונים בני שלוש סיביות כל אחד
010
101
111
110

בצד שמאל ביותר PB  בשיטת ODD
השורה התחתונה ביותר PB בשיטת ODD
זה מה שמתרחש אצל השולח.



נניח והתקבל אצל המקבל הדבר הזה
010
111
111
110


0100
1110
1110
1101
011


נשווה את התוצאות של ה-LRC של המקבל ושל השולח... נחפש מה שונה.
עכשיו אנחנו יודעים איפה הטעות!



שיטה שעובדת עם פרוטוקול מכוון סיביות היא שיטת CHECK SUM
נניח והחלטנו שהגודל שהוא 16 סיביות.
כל תו אסקי הוא 8 סיביות.

מסמנים כל גודל של 16 בתים... ככה עד הסוף.. ובסוף מחברים אותם.. ברגע שהם חרגו מסך המקום שלהם זה עובר לצד ימין.






על הבנייה והניהול של המסגרות אחראיים הפרוטוקולים הבאים:
MAC ו-LLC.


BOP כלומר פרוטוקול מכוון סיביות (bit oriented protocol)
COP פרוקול מכוון תווויות (charachter oriented protocol).

מסגרת של תקשורת בפרוטוקול HDLC מיועד לתקשורת טורית בלבד, כמו RS-232.

שדה BCC במסגרת של COP מיועדת לבדיקת שגיאות

ב-COP מוסיפים סימן DLE על מנת להבחין כי בתחום בין שתי הקצוות שבו יש DLE יש אך ורק מידע! כדי שלא נחשוב שיש בתוך המידע אות בקרה כלשהו!

ב-BOP שדה הבקרה הוא בגודל קבוע של 8 או 16 סיביות, בהתאם להגדרה.


ב-BOP אם השולח מקבל בקרת RR מהמקבל - אז השולח שולח את המסגרת הבאה.




Receive Ready =RR
* מציין שהשולח מוכן לקבל יותר מידע (מבטל את ההשפעה של RNR קודם).
* שלח  חבילה זו אם אתה צריך לשלוח חבילה אבל אין שום מסגרת I, כלומר Information לשלוח.
* תחנה ראשית יכולה לשלוח את זה עם סיבית P, כלומר Polling, כדי לבקש מידע מהתחנה המשנית.
*תחנה משנית יכולה להשתמש בזה עם סיבית F, כלומר FINALלהגיב לשאילתה (Polling) אם מידע לא נשלח עדיין.


Receive not Ready = RNR
*לאשר כמה חבילות, ולבקש לא לקבל עוד חבילות עד הודעה חדשה.
*יכול לשמש כמו RR עם סיבית P לבקש מצב של התחנה המשנית.
*יכול לשמש כמו RR עם סיבית F להגיב לשאילתא עם התחנה עסוקה.

Reject =Rej
*מבקש באופן מיידי שידור מחדש מתחיל עם
N(R)  
*נשלח בתגובה לחוסר ברצף., למשל אם נשלח אלייך: I1 I2 I3 I5 תוכל לשלוח לו REJ4. בשביל שהוא ישלח לך את זה.
*אופציונלי 

Selective Reject = SREJ
* מבקש שידור מחדש של מסגרת 
N(R) אחד בלבד



פרוטוקול HDLC
פרוטוקול זה נמצא בשכבה 2.

התפקידים של שכבה 2:
העברת הנתונים ביעילות ובתזמון נכון
סנכרון כך שהמקלט יעקוב אחרי השידור
גילוי ותיקון שגיאות בנתונים
זיהוי שיבושים ודיווח לרמות גבוהות יותר

תכונות HDLC
תקשורת טורית: שידור של סיבית אחר סיבית.
תקשורת סינכרונית ללא סיבית התחלה או סיום.
BOP - bit oriented protocol - פרוטוקול מכוון סיבות (לא COP, כלומר לא פרוטוקול מכוון תווים).
יכולת עבודה נקודה אל נקודה או נקודה להרבה נקודות.

הסינכרון ב-HDLC
בתקשורת אסינכרונית משודרות סיביות ההתחלה והסיום (START BIT או STOP BIT) וזו אחת הסיבות שהתקשורת איטית.
שיטת הסנכרון ב-HDLC מתבססת על FLAG בעל מבנה סיביות ייחודי (7E בהקסה או 01111110) המסמן למקלט את תחילתה וסיומה של כל מסגרת.
בתוך שדה הנתונים ניתן להכניס מספר רב של בתים המשודרים בזה אחר זה. כך מתאפשרת תקשורת בקצב מהיר.

אופני הפעולה ב-HDLC
אופן עבודה בשיטה מאוזנת (Balanced) בתקשורת Full Duplex, שבה לכל תחנה יש זכות גישה שווה לרשת.
שיטה זו נקראת גם Peer to Peer שוויונית וסימטרית בין התחנות - השיטה מתאימה לחיבור נל"נ (נקודה לנקודה) בין 2 תחנות. כל אחד מהתחנות היא גם ראשית וגם משנית. אופן זה נקרא גם ABM כלומר Asynchronus Balanced Mode.
קיימת שיטה נוספת בשם ARM שבה נשמרת האבחנה בין תחנה ראשית לתחנה משנית.

אופן עבודה בשיטה לא מאוזנת (Unbalancedׂ) בתקשורת half-duplex, שבה השליטה באפיק התקשורת נמצאת באופן בלעדי בידי התחנה הראשית, הנותנת זכות שידור לתחנות המשנה על ידי מנגנון תשאול Polling.
הנתונים עוברים בין התחנה הראשית לבין התחנות המשניות אבל לא בין תחנות המשנה לבין עצמו.
שיטה זו נקראת גם NRM - תחנה ראשית יכולה ליזום ולפנות לתחנה משנית. תחנה משנית איננה יכולה ליזום שיחה.
רק התחנה הראשית קובעת על  ידי שידור או פקודה מי מבין התחנות המשניות רשאית לענות תשובה.

פרוטוקולים מבוססי HDLC
LLC - פרוטוקול Data Link של רשתות מחשבים מקומיות (LAN) כגון Ethernet וטבעת אימון.
PPP -Point to Point Protocol. נל"נ נקודה לנקודה ברשתות IP - אינטרנט. מסגרת של פרוטוקול PPP נשלטת בשדה נתונים של HDLC. ואילה מסתווסף פרוטוקול המסמן שזו מסגרת PPP.



מבנה מסגרת HDLC
הנתונים שעוברים בקו מאורגנים במבנה של מסגרות. כל מסגרת (Frame) מכילה מידע שנימצא בין בתים המשמשים לבקרה בדומה למכתב שנעטף במעטפה. המסגרת מחולקת לשדות והשדות מחולקות לבתים.




Flag
FCS
Information
Control
Address
Flag
דגל
CRC
נתונים
בקרה
כתובת
דגל
8 bits
16 or 32 bits
Variable length, 0 or more bits
8 or 16 bits
8 or more bits
8 bits


דגל: סדרה קבועה של סיביות: 01111110, כלומר 7E בהקסה..
מה קורה אם בתוך שדה הנתונים מופיע בית זהה לרצץ הסיביות של הדגל?
הפתרון הוא מילוי סיביות, BF או bit stuffing בשמו המלא באנגלית, הכנסת אפסים של הצד המשדר, זה ששולח את המידע, על כל חמישה פעמים של "אחד לוגי.
שדה נתונים Information: מכיל בדרך כלל 128 בתים.. כלומר כל בית הוא בן 8 סיביות.
3 בתים ראשונים בשדה הנתונים מציינים: מזהה פורמט כללי, LNC - המספר הלוגי של האפיק וסיבית אחת C/D המציינת: '0' עבור מנה של מידע DATA או 1 עבור מנה של בקרה Control.
FCS - Frame check sequence -הוא CRC בדיקת שגיאות.
ה-CRC הוא תוצאה של פונקציה מתמטית שמחושבת על השדות Control, Adress ו-Information.

סוגי מסגרות



I Frame :  Information
הודעות המכילות נתונים וגם בקרת זרימה.
:S Frame  Supervisory
הודעות בקרה במצב של תקלה בזרימת נתונים .
U Frame:  Unnumbered
הודעות לא ממוספרות לצורך בקרה וקביעת אופן (MODE) הפעולה.




הפורמט של שדה הבקרה CONTROL:

0
1
2
3
4
5
6
7
I frame
0
N(S) Send sequence no.
P/F
N(R) Receive sequence no.
S frame
1
0
type
P/F
N(R) Receive sequence no.
U frame
1
1
type
P/F
type



P/F - סיבית Polling  או Final: התחנה הראשית מבקשת תשובה מהתחנה המשנית.
התחנה הראשית שולחת Polling שאילתא.
התחנה המשנית שולחת Final, כלומר מסמנת סיום שידור.

N(R)
מספר המסגרת הבאה שהמקלט מצפה לקבל.

N(S)
מספר המסגרות שהמשדר שולח כעת


RR - Receive Ready - מציין שהצד המשדר מוכן לשלוט עוד מעט.
RNR - Receive Not Ready - מציין שהצד המשדר לא מוכל לקלוט עוד מידע, עד להודעה חדשה.
SREJ - Selective Reject: דרישה לחזרה על הודעה שמספרה 
N(R)
בלבד. 



תקשורת בין מחשב A (ראשי) למחשב B(משני):
Bit oriented Protocol תקשורת בפרוטוקול HDLC.

     A                                      B
(1)A   ←I(N(S)=2, N(R)=0) B
(2)A   ←I(N(S)=3, N(R)=0) B
(3)A  S(RNR, N(R)=4)  →   B
(4)A   ←S(RR. N(R)=0, F)   B
(5)A   I(N(s)=0, N(R)=4)→  B
(6)A   I(N(s)=1, N(R)=4)→  B
(7)A  ←S(SREJ, N(R)=0)     B
(8)A   I(N(s)=0, N(R)=4)→  B
(9)A   I(N(s)=2, N(R)=4)→  B

הסבר שורה 1:
מחשב B משני שולח למחשב A ראשי מסגרת מידע מספר 2. מחשב B קיבל אפס מסגרות.

הסבר שורה 2:
מחשב B משני שולח למחשב A ראשי מסגרת מידע. מספר 3.מחשב B קיבל אפס מסגרות.

הבר שורה 3:
מחשב A ראשי שולח למחשב B משני מסגרת פיקוח: מחשב A לא מוכן לקבל מידע, הוא קיבל 4 מסגרות. 

הסבר שורה 4:
מחשב משני B שולח למחשב A ראשי מסגרת פיקוח ובה הוא מודיע שהוא מוכן לקבלת מידע, והוא קיבל אפס מסגרות. זוהי חבילה אחרונה עד שהוא יקבל מידע.

הסבר שורה 5:


מחשב A ראשי שולח למחשב B משני מסגרת מידע מספר 0. והוא קיבל 4 מסגרות מידע.




הסבר שורה 6:

מחשב A ראשי שולח למחשב B משני מסגרת מידע מספר 1. והוא קיבל 4 מסגרות מידע.


הסבר שורה 7:


מחשב B משני שולח למחשב A ראשי מסגרת פיקוח. ובה הוא מבקש שליחה מחדש של מסגרת 0.



הסבר שורה 8:


מחשב A ראשי שולח למחשב B משני מסגרת מידע מספר 0. והוא קיבל 4 מסגרות מידע.



הסבר שורה 9:


מחשב A ראשי שולח למחשב B משני מסגרת מידע מספר 2. והוא קיבל 4 מסגרות מידע.



על מנת שתקשורת תתקיים בין שניים הם צריכים לדבר באותה שפה.
למשל: דובר צרפתית בלבד לא יוכל לתקשר עם דובר עברית בלבד.

על מנת לאפשר יכולת של תקשורת בנו תקן תקשורת.

מודל ה-OSI
ראשי התיבות של OSI הוא: Open System Interconnection ופירושו בעברית הוא: מודל הארכיטקטורה הפתוחה.

מודל זה מתבסס על שבע שכבות לוגיות, שהוחלטו על פי הלכי הרוח הבאים:
* לכל שכבה יש תפקיד ידוע היטב.
* לכל שכבה יש מישק (נקודות משותפות) עם השכבה שמעליה והשכבה שמתחתיה.

השכבות הם:
1. השכבה הפיזית Phisic Layer
2. שכבת העורק Data Layer
3. שכבת הרשת Network Layer
4. שכבת ההובלה Transport Layer
5. שכבת השיחה Session Layer
6.שכבת הייצוג Presentaion Layer
7. שכבת היישום Application Layer


נרחיב על כל שכבה בנפרד:

השכבה הפיזית:
בשכבה זו יש טיפול בהעברה הפיזית של הסיביות בערוץ התקשורת.
מה שנקבע פה בעיקר הוא עצמת האות ומשך הזמן שלו מבנה המחברים הקושרים את הציוד וכו'.

שכבת העורק:
שכבה זו דואגת ששידור של מסגרות יהיה ללא שגיאות! במקרה של שגיאה השכבה אחראית לשידור חוזר. שכבה זו בונה את המסגרות מקבוצות של סיביות. משדרת אותן ואף מקבלת אישור על הגעתן.

שכבת הרשת:
טיפול בניתוב הזרימה של המנות ברשת, ובבקרת הזרימה.
טיפול בהקמת המסלולים וניתוקם , מפקחת על תנועת המנות ומטפלת בתקלות.

שכבת ההובלה:
שכבה זו דואגת להעביר הודעות מהמוען לנמען.
שכבה זו מפלצת את המידע למנות אצל המוען.
שכבה זו מפנה דרישה לשכבת הרשת ליצור מעגלים מדומים בהתאם לצורך,
שכבה זו בונה את ההודעות מפיצול המנות אצל הנמען.

שכבת השיחה:
שכבת השיחה מקימה את השיחה, מעבירה את המידע ומנתקת את הקשר.

שכבת הייצוג:
שכבה זו מטפלת בייצוג המידע, והמרתו משיטת ייצוג אחת לשיטה אחרת: באמצעות המרת קודים, המרת מבנים, קיבוץ מידע למטרות חסכון בזמן שידור.

שכבת היישום
שכבה זו פועלת ברמת המשתמש, כמו כן היא מפקחת על תהליכים ושירותים.
בשכבה זו נמצאות תכניות שירות, שתפקידן לשגר נתונים אל המוען.





העברת נתונים מתבצעת בסך הכל על ידי ציוד תקשורת.
כאשר אנו רוצים להעביר מידע ממחשב A למחשב B אנחנו מתחילים בשכבת היישום.
שכבה זו דרושה לקשר לוגי עם התכנה המקבילה לה במחשב B - לשם כך שכבת היישום זקוקה לשכבת הייצוג, על מנת להמיר קוד מסוג אחד לסוג אחר, התאמה במבנה, כיווץ וכו'.
תכנית היישום מפעילה את שכבת הייצוג ומעבירה לה את ההודעה להמשך הטיפול.
תכנת הייצוג זקוקה לקשר לוגי עם התכנה המקבילה לה במחשב B, פי פרוטוקול מתאים.
לשם כך היא מפעילה תכנת שיחה ומעבירה לה את הודעה בצורתה החדשה.
בסופו של דבר ההודעה מגיעה אל ציוד התקשורת, המשדר אותה למחשב B כאוסף של סיביות.


פרוטוקולים עיקריים בכל אחד מהשכבות:

השכבה הפיזית:
* RS-232

שכבת העורק:
*HDLC
*802 ETHERNET

שכבת הרשת:
*TCP/IP





שכבת העורק (שכבת ה-DATA)
מבנה מסגרת HDLC
- 8bit דגל flag - +8bit כתובת address - +8 בקרה control - גודל משתנה: נתונים DATA - 16/32bits תווי בדיקה FCS - 8bit דגל flag

1. הדגל המופיע בשני קצוות המסגרת הוא רצף סיביות של שמונה סיביות קבוע והוא 01111110B, או 7E HEX
2. תו בדיקה, FRAME CHECK SEQUENCE, יכול להיות 16 או 32 סיביות, המיועדות לביקורת שגיאות לפי שיטת CRC.
3. DATA, בשדה זה מופיע המידע המטופל על ידי שכבת הרשת.

פרוטוקול HDLC עוסק גם בסנכרון ותזמון העברת המסגרות, זיהוי שגיאות, דיווח לשכבת הרשת.



טופולוגיות

טופולוגייה מתארת את התחיבור הפיזי של רכיבים ברשת מחשבים, ועונה על השאלה כיצד הם מחוברים פיזית.

פרוקול CSMA/CD
שיטה נפוצה מאוד ברשתות מקומיות.
א. תחנה אשר רוצה לשדר מידע, בודקת האם הערוץ פנוי.
במידה והוא פנוי היא משדרת, במידה והוא תפוס, היא מחכה פרק זמן כלשהו ובודקת שוב האם הערוץ פנוי.
ב. תחנה המשדרת מאזינה גם בעת השידור.
כאשר ישנו איתור של התנגשות על ידי אותה תחנה משדרת היא מפסיקה מיד את שידור המנה ומשדרת אות מוסכם על ידי כל התחנות המבהיר כי התרחשה התנגשות.



שיטת האסימן
שיטת האסימון בטבעת מבוססת על שימוש במנה, הנעה סביב הטבעת.
כאשר תחנה רוצה להעביר מידע, היא משנה את מצב האסימון, ממצב פנוי למצב תפוס, מה שאומר לשאר התחנות האסימון הזה תפוס.

המנה אשר כוללת את המידע, מועברת אל הנמען ומגיע אל המוען עם אישור על קבלתה.
אסימון פנוי ושוב מתחיל התהליך מחדש.







USB
כבל ה-USB מכיל ארבעה מוליכים.


מספר הפין
צבע חוט
שם הסיגנל
הסבר
1
אדום
VBUS
מתח של 5V (נומינלי)
2
לבן
D-
סיגנל מינוס
3
ירוק
D+
סיגנל פלוס
4
שחור
GROUND
אדמה


שידור
חבילת מידע מתחילה בשדה סנכרון (sync field)




גרסת התקן
שנת יציאה
מהירות וקצב איתות מקסימלי
USB 1.0
1998
LS (1.5 Mbit/s); FS 12Mbit/s
USB 2.0
2000
Hight speed 480 Mbit/s





Quantity of wires
כמות חוטים
Direction כיווניות
High Speed (USB 2.0 Only)
מהירות גבוהה
Full Speed: FS
מהירות מלאה
Low Speed :LSמהירות מזערית
Max Current
זרם מקסימלי
Vcc Vin
מתח
Version
גרסה
4
Half Duplex
דו כיווני למחצה
XXXXXX
12Mbit/s
1.5Mbit
0.5A
5V
USB 1
4
Half Duplex
דו כיווני למחצה
480Mbit/s
12Mbit/s
1.5Mbit
0.5A
5v
USB 2




שדה ה-PID, Packet Identification, מתאר את סוג חבילת המידע. השדה הבא משתנה בהתאם ל-PID, אשר נקרא PS:Packet Specific. השדה האחרון הוא קוד CRC בן 5 או 16 סיביות.

סוגי PID
TOKEN
חבילת מידע המתחילה העברה של נתונים.
החבילה מתארת את סוג ההעברה ואת ההתקן אליו ההעברה מיועדת.
DATA
חבילות המשמשות להעברת מידע.
HandShake
חבילה המשמשת לאישור או דחייה של העברת נתונים


TOKEN:
IN - מידע שמועבר למארח, כלומר קריאת נתונים מהתקן חיצוני
OUT - מידע שמועבר מהמארח, כלומר כתיבת נתונים להתקן חיצוני
SOF - מציין התחלה של מסגרת להעברת נתונים start of packet


DATA:
DATA0
DATA1


HandShake
ACK - מידע התקבל מבלי שגיאה, המקבל מאשר את קבלת הנתונים
NAK - עסוק לא יכול לקבל מידע או אין מידע זמין, המקבל לא קיבל את המידע
STALL - בקשת שליטה לא נתמכת, בקשת שליטה נכשלה, או נקודת סיום נכשלה


EndPoint - כל השידורים מגיעים בסופו של דבר אל נקודת סיום, שהיא בלוק של זיכרון או רגיסטר


משתמשים ב-NAK כאשר אין לUSB מה לשלוח כאשר ה-MASTER מבקש ממנו לשלוח מידע. אין דרישה להתערבות של ה-MASTER.

כאשר ההתקן נתקל בבעיה חמורה שדורשת התערבות ה-MASTER הוא מחזיר חבילה מסוג STALL.

עם קבלת ה-TOKEN, ההתקן (ה-USB) בודק האם ה-TOKEN תקין, אם הוא לא תקין ה-MASTER מתעלם ממנו.

אם קיימת בעיה חמורה, ה-USB מחזיר STALL.

אם אין ל-USB מה לשלוח הוא מחזיר NAK.

אם ל-USB יש מידע, הוא מחזיר את המידע, המחשב מחזיר לו ACK לאישור קבלת המידע!


שידור USB איננו כולל שעון, CLOCK.
הסנכרון מתבצע על ידי הנתונים בלבד!

על מנת למנוע רצף ארוך מידי של '1' לוגי משמתשים ב-BIT STUFFING, מילוי סיביות: המשדר מכניס תוספת מלאכותית של ביט של '0' לוגי ארי שישה ביטים של '1'.
לעומת זאת המקלט מתעלם מ-'0' לוגי שבה אחרי שישה '1' לוגי. הרצף הארוך ביותר ללא שינוי יהיה בן 7 סיביות.

לסיכום אחרי שישה הופעות של '1' נכניס '0' לוגי.

חבילת HandShake מסוג ACK אינן מכילות מידע מעבר ל-PID לכן הן גם לא נדרשות ל-CRC.


סטנדרנט ה-USB מגדיר 4 סוגי העברות: Bulk, Interrupt, Control ו- Isochronous.

ה-USB פועל בגישת של MASTER/SLAVE.
התקן ה-USB מתקשר אך ורק אם פונים אליו.
התקן ה-USB איננו יכול לפנות למחשב על ידי מנגנון פסיקה Interrupt - ההתקן חייב להמתין עד שהמחשב יפנה אליו.
במקרה הטוב מחשב יפנה אליו בכל 1mS.

אין תגובות:

הוסף רשומת תגובה