7. Периферийное оборудование информационных систем

Периферийное оборудование обеспечивает взаимодействие информационных систем с внешней (по отношению к информа­ционной системе) средой. В качестве внешней среды может быть и человек (например, клиент банка), и производимая продук­ция, и энергоносители, и многое другое. Именно поэтому спектр периферийного оборудования достаточно широк. Наибо­лее популярны:

• устройства распознавания и ввода идентификаторов (напримёр, устройства для считывания штрих-кодов);

• устройства для измерения и счета (электронные весы, счет­чики, расходомеры);

• устройства автоматизации денежных расчетов (электронные кассовые аппараты, машинки для подсчета банкнот);

• регистраторы производств (средства для оформления и фик­сации на машинных носителях сведений о хозяйственной де­ятельности на предприятиях);

• средства организации безналичного денежного обращения («пластиковые деньги», «электронные деньги»). Большинство из названных устройств либо используют маг­нитные носители, либо реализованы на базе встроенного микро­процессора или микроЭВМ.

Интерфе́йс (англ. interface — сопряжение, поверхность раздела, перегородка) — граница раздела двух систем, устройств или программ, определённая их характеристиками, характеристиками соединения, сигналов обмена и т. п. Совокупность унифицированных технических и программных средств и правил (описаний, соглашений, протоколов), обеспечивающих взаимодействие устройств и/или программ в вычислительной системе или сопряжение между системами.[1] Понятие интерфейса распространяется и на системы, не являющиеся вычислительными или информационными.

Интерфейсы являются основой взаимодействия всех современных информационных систем. Если интерфейс какого-либо объекта (персонального компьютера, программы, функции) не изменяется (стабилен, стандартизирован), это даёт возможность модифицировать сам объект, не перестраивая принципы его взаимодействия с другими объектами (например, научившись работать с одной программой под Windows, пользователь с легкостью освоит и другие — потому, что они имеют однотипный интерфейс).

В вычислительной системе взаимодействие может осуществляться на пользовательском, программном и аппаратном уровнях. Соответственно, согласно этому, интерфейсы могут существовать как:

Способ взаимодействия физических устройств

Сетевой интерфейс

Сетевой шлюз — устройство, соединяющее локальную сеть с более крупной, например, Интернетом

Шина (компьютер)

Способ взаимодействия виртуальных устройств (Программный интерфейс)

Интерфейс функции

Интерфейс программирования приложений (API): набор стандартных библиотечных методов, которые программист может использовать для доступа к функциональности другой программы.

Удалённый вызов процедур

COM-интерфейс

Интерфейс объектно-ориентированного программировани

8. Компьютерные сети: типы и топология. Серверы и рабочие станции. Аппаратные средства.

КС - это сложный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов. Обобщенно КС можно описать многослойной моделью: 1)Компьютеры: В основе любой сети лежит аппаратный слой стандартизованных компьютерных платформ: от персональных компьютеров до мэйнфреймов и суперЭВМ. Набор компьютеров в сети должен соответствовать набору задач, решаемых сетью; 2)Коммуникационное оборудование: кабельные системы, повторители, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и модульные концентраторы. Оказывают влияние на характеристики сети и ее стоимость; 3)Операционные системы: Сетевые операционные системы (NOS-Network Operation System) определяют концепции управления локальными и распределенными ресурсами, взаимодействие с другими NOS сети, обеспечивают безопасность и защищенность данных; 4)Сетевые приложения: приложения, предоставляющие современные информационные услуги.

Классификация КС: 1) по территориальному признаку: (локальные, глобальные, региональные); 2)по масштабу производственного подразделения, в пределах которого действует сеть (сети отделов, кампусов, корпоративные сети).

Локальные сети (LAN - Local Area Networks) - частные сети, размещаются на территории размером не более нескольких километров, используют высококачественные каналы связи, скорость обмена данными порядка 100 Мбит/с. Глобальные сети (WAN– Wide Area Networks) – сети, объединяющие территориально рассредоточенные компьютеры, которые могут находиться в различных странах, континентах. В качестве каналов существующие каналы связи общего назначения (телефонные), арендуемые у телекоммуникационных компаний. Региональные (городские) сети (MAN - Metropolitan Area Networks)промежуточное положение между LAN и WAN. для связи локальных сетей в масштабах региона (города) и соединения локальных сетей с глобальными. Обладают качественными линиями связи и высокими скоростями обмена, иногда даже более высокими, чем в локальных сетях. Сети отделов (рабочих групп) - используются небольшой группой сотрудников, работающих в одном отделе предприятия. Цель – разделение локальных ресурсов (приложения, данные, принтеры и т.д). В этих сетях локализуется большая часть трафика предприятия. Отличаются простотой и однородностью создаются на основе какой-либо одной сетевой технологии. Сети кампусов (campus - студенческий городок) - сети любых предприятий и организаций. объединяют множество сетей различных отделов одного предприятия в пределах отдельного здания или в пределах одной территории без использования глобальные соединений. Службы сети включают взаимодействие между сетями отделов, доступ к общим базам данных предприятия. Корпоративные сети - сети масштаба предприятия (enterprise-wide networks). объединяют большое количество компьютеров на всех территориях отдельного предприятия. Характерны: 1)масштабность - тысячи пользовательских компьютеров, сотни серверов, огромные объемы хранимых и передаваемых по линиям связи данных, множество разнообразных приложений; 2) высокая степень гетерогенности - типы компьютеров, коммуникационного оборудования, операционных систем и приложений различны; 3)использование глобальных связей - сети филиалов соединяются с помощью телекоммуникационных средств, в том числе телефонных каналов, радиоканалов, спутниковой связи. Топологии КС. Топология - способ организации физических связей. Формально топологию КС можно представлять в виде графа, вершины которого - компьютеры сети (или другое оборудование), а ребра - физические связи между ними. Компьютеры, подключенные к сети, часто называют станциями или узлами сети. Выбор топологии физических связей существенно влияет на многие характеристики сети: 1)Наличие резервных связей повышает надежность сети и делает возможным балансирование загрузки отдельных каналов. 2) Простота присоединения новых узлов делает сеть легко расширяемой. 3)Экономические соображения часто приводят к выбору топологий, для которых характерна минимальная суммарная длина линий связи. Топологии: 1) Полносвязная. (рис.a). К аждый компьютер сети связан со всеми остальными, максимальная пропускная способность, сложность реализации. Применяется для небольшого числа узлов. 2)Ячеистая (mesh). (рис.b), ребра связывают вершины, соответствующие узлам, между которыми происходит интенсивный обмен данными. Для обмена данными между компьютерами, не соединенными прямыми связями, используются транзитные передачи через промежуточные узлы. 3)Общая шина (рис.c). Компьютеры подключаются к одному каналу по схеме «монтажного ИЛИ». Передаваемая информация может распространяться в обе стороны, возможность широковещательного обращения ко всем узлам. Шина – разделяемая среда всеми подключенными узлами - в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные (невысокая производительность). 4)Звезда (рис.d). Каждый узел подключается отдельным каналом к некоторому коммуникационному устройству, который находится в центре сети, в функции которого входит направление передаваемой узлом информации одному или всем остальным узлам сети. Большая надежность, чем у общая шина. Ограниченность количества портов коммуникационного оборудования преодолевается процедурой их каскадирования – несколько коммуникационных устройств иерархически соединяются между собой связями типа звезда (топология иерархическая звезда (рис.e). 5)Кольцо (рис..f). Каждый узел выполняет роль ретранслятора – данные передаются по кольцу от одного узла к другому, как правило, в одном направлении. Если узел распознает данные как «свои», то он копирует их себе во внутренний буфер. Кольцо представляет собой очень удобную конфигурацию для организации обратной связи - данные, сделав полный оборот, возвращаются к узлу-источнику. Для повышения отказоустойчивости, кольцевые топологии могут иметь два кольца, работающие в противоположных направлениях. Процедура wrap (свертывание колец) позволяет сохранить работоспособность сети даже в случае разрыва такого канала. Реально типовую топологию имеют небольшие сети. Для крупных сетей характерно отдельные произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией (рис.g). Сеть рабочих станций—внешняя оболочка КС, совокупность рабочих станций и средств связи, обеспечивающих взаимодействие рабочих станций с сервером и, возможно, между собой. Рабочая станция (клиентская машина, рабочее место, абонентский пункт, терминал) — это компьютер, за которым непосредственно работает абонент КС. Сеть серверов — совокупность серверов и средств связи, обес­печивающих подключение серверов к базовой сети передачи данных. Компьютер, выполняющий общие задачи КС и предоставляющий услуги рабочим станциям, называют сервером.

Аппара́тное обеспе́чение(допустимо также произношение обеспече́ниеаппаратные средства, компьютерные комплектующие, жарг. железо (англ. hardware) — электронные и механические части вычислительного устройства, входящих в состав системы или сети, исключая программное обеспечение и данные (информацию, которую вычислительная система хранит и обрабатывает). Аппаратное обеспечение включает: компьютеры и логические устройства, внешние устройства и диагностическую аппаратуру, энергетическое оборудование, батареи и аккумуляторы