Методы коммутации в вычислительных сетях. Способы мультиплексирования каналов связи.
Коммутация каналов – телефонная сеть (X25, ATM)
Сети с коммутацией каналов можно разделить на 2 класса:
·Сеть с динамической коммутацией
·Сеть с постоянной коммутацией (сети с выделенной линией)
Коммутация каналов предполагает, что между абонентами устанавливается физический, составной, непрерывный канал связи.
И – источник, А – абонент, К - коммутатор
2. Коммутация сообщений
Сообщение – логически и функционально завершенный набор данных. Ограничений на длину сообщений нет. Сообщение состоит из заголовка (содержит адресат) и информативной части.
На сегодня работает только для некоторых оперативных служб чаще всего поверх коммутации пакетов.
3. Коммутация пакетов
Сообщение разбивается в источнике на множество пакетов, где максимальная длина ограничена. Каждый пакет имеет заголовок, каждый пакет в нем пронумерован и содержит адрес назначения и источника. Пакеты – независимые блоки данных. Могут передаваться по разным маршрутам.
Способы мультиплексирование
Для эффективного использования каналов связи сущ. 3 метода мультиплексирования (разделение их между множеством абонентов) :
1.Способ частотного мультиплексирования FDM.
2.Мультиплексирования с разделением по времени TDM.
3.По длине волны WDM. (в оптоволоконных каналах связи)
FDM
Спектр человеческого голоса
Основные гармоники для передачи без искажений
По телефонному каналу передается сигнал 60-108 кГц. Напрямую голос передать нельзя, поэтому используется несущая частота.
Технология TDM. Появился в 80-х, с появлением первых цифровых каналов связи. Использовался в телефонных коммутаторах Т1.
Был предложен AT&T для первых сетей ASTM -
Метод импульсно-кодовой модуляции – цифровое кодирование аналогового сигнала
WDM – по принципу это ТДМ, тот же рисунок. Но передаем не через аналоговый сигнал, а по оптоволоконному каналу. Волны считываются циклически, разбиваются, считывается разница их частотных значений в Гц. Число абонентских окончаний равно числу диапазонов для волн, считываются и воспроизводятся. Дешифратором осуществляется разделение на мультимедиа и голос. Но – другие скорости
Каналы связи различаются по направлению передачи данных:
1. симплексные (в одну сторону – радио)
2. полудуплексные (в два направления, со временем ожидания – как рация)
3. дуплексные каналы связи (в оба направления одновременно – телефон)
все пропускные способности измеряются в стандартных единицах измерения
Основные задачи управления виртуальной оперативной памятью и их характеристики.
Под памятью (memory) здесь подразумевается оперативная память компьютера. В отличие от памяти жесткого диска, которую называют внешней памятью (storage), оперативной памяти для сохранения информации требуется постоянное электропитание.
Память является важнейшим ресурсом, требующим тщательного управления со стороны мультипрограммной операционной системы. Особая роль памяти объясняется тем, что процессор может выполнять инструкции протравы только в том случае, если они находятся в памяти. Память распределяется как между модулями прикладных программ, так и между модулями самой операционной системы.
В ранних ОС управление памятью сводилось просто к загрузке программы и ее данных из некоторого внешнего накопителя (перфоленты, магнитной ленты или магнитного диска) в память. С появлением мультипрограммирования перед ОС были поставлены новые задачи, связанные с распределением имеющейся памяти между несколькими одновременно выполняющимися программами.
Функциями ОС по управлению памятью в мультипрограммной системе являются:
отслеживание свободной и занятой памяти;
выделение памяти процессам и освобождение памяти по завершении процессов;
вытеснение кодов и данных процессов из оперативной памяти на диск (полное или частичное), когда размеры основной памяти не достаточны для размещения в ней всех процессов, и возвращение их в оперативную память, когда в ней освобождается место;
настройка адресов программы на конкретную область физической памяти.
Помимо первоначального выделения памяти процессам при их создании ОС должна также заниматься динамическим распределением памяти, то есть выполнять запросы приложений на выделение им дополнительной памяти во время выполнения. После того как приложение перестает нуждаться в дополнительной памяти, оно может возвратить ее системе. Выделение памяти случайной длины в случайные моменты времени из общего пула памяти приводит к фрагментации и, вследствие этого, к неэффективному ее использованию. Дефрагментация памяти тоже является функцией операционной системы.
Во время работы операционной системы ей часто приходится создавать новые служебные информационные структуры, такие как описатели процессов и потоков, различные таблицы распределения ресурсов, буферы, используемые процессами для обмена данными, синхронизирующие объекты и т. п. Все эти системные объекты требуют памяти»» В некоторых ОС заранее (во время установки) резервируется некоторый фиксированный объем памяти для системных нужд. В других же ОС используется более гибкий подход, при котором память для системных целей выделяется динамически. В таком случае разные подсистемы ОС при создании своих таблиц, объектов, структур и т. п. обращаются к подсистеме управления памятью с запросами.
Защита памяти — это еще одна важная задача операционной системы, которая состоит в том, чтобы не позволить выполняемому процессу записывать или читать данные из памяти, назначенной другому процессу. Эта функция, как правило, реализуется программными модулями ОС в тесном взаимодействии с аппаратными средствами.