RISC и CISC архатектура

К RISC-архитектуре традиционно относят микропроцессоры фирм AMD и Dell. Упрощенный состав операций микропроцессора обеспечивает более простое построение его ядра и соответственно повышенную скорость работы. В RISC-структурах основу системы команд составляют наиболее употребительные, «короткие» операции типа алгебраического сложения. Сложные операции выполняются как подпрограммы, состоящие из простых операций. Это позволяет значительно упростить внутреннюю структуру процессора, уменьшить фазы дробления конвейерной обработки и увеличить частоту работы конвейера. Но здесь необходимо отметить, что за эффект приходится расплачиваться усложнением процедур обмена данными между регистрами сверхоперативной памяти и кэш-памяти с оперативной памятью.

Микропроцессоры фирмы Intel изначально относились к CISC-процессорам (Complete Instruction Set Computing – вычисления с полной системой команд). В компьютерах этой группы большую долю команд составляют команды типа «память-память», в которых операнды и результаты операций находятся в оперативной памяти. Время обращения к памяти и время вычислений соотносится примерно 5:1. В RISC-машинах с большой сверхоперативной памятью большой удельный вес составляют операции «регистр-регистр», и отношение времени обращения к памяти к времени вычислений составляет 2 к 1.

Эволюция микропроцессоров показывает, что постепенно оба направления начинают сближаться, что и в схемах Pentium’ов последних выпусков отчетливо формируется RISC-ядро и расширяется сверхоперативная память. Однако испытания самых мощных микропроцессоров фирм Intel и AMD показали, что ядро Athlon примерно в два раза быстрее, чем у Pentium, но более медленная (примерно вдвое) кэш-память.

Адресация в сети Internеt. Примеры

В семействе протоколов TCP/IP используются три типа адресов: локальные, IP-адреса и символьные доменные имена.

Локальные адреса уникальны для каждого сетевого соединения, они используются для доставки данных в пределах подсети, являющейся элементом составной интерсети. Вопросы физической адресации решаются на канальном уровне стека TCP/IP. Если подсетью является локальная сеть, то локальный адрес - это МАС-адрес, который назначается сетевым адаптерам и сетевым интерфейсам маршрутизаторов. МАС-адрес для всех технологий локальных сетей имеет формат 6 байт.

Локальные адреса присваиваются сетевой плате адаптера компьютера при ее изготовлении. Эти адреса выбираются производителем сетевого интерфейсного оборудования из выделенного для него по лицензии адресного пространства. При замене платы сетевого адаптера меняется и ее локальный адрес.

IP-адресация в сети Internet базируется на концепции составной сети, состоящей из хостов и других сетей, причем под хостом понимается узел сети, который может принимать и передавать IP-пакеты. Хосты соединяются через одну или несколько сетей, и адрес любого из них состоит из адреса сети и адреса хоста в этой сети. IP-адреса являются основным типом адресов, используемых сетевым уровнем для передачи пакетов между сетями.

IP-адрес представляется четырьмя десятичными числами, разделенными точками (например, 108.25.17.100). Каждое из этих чисел не может превышать 255 и представляет один байт 4-байтного адреса.

Доменная адресация. Для пользователей применение 32-разрядных IP-адресов, однозначно идентифицирующих любой сетевой компьютер, не очень удобно. Поэтому в Internet принято всем компьютерам присваивать имена, что позволяет пользователям лучше ориентироваться в киберпространстве сети.

Символьные имена в IP-сетях называются доменами и строятся по иерархическому признаку, т.е. различаются домены нижнего уровня, домены верхнего уровня и домены средних. Адресация с помощью доменов получила название "доменная адресация".

Иерархия имен задается справа налево, т.е. com - это старший домен (домен верхнего уровня), он определяет наименование и профиль организации, в сети которой располагается необходимый хост; далее средний домен, являющийся частью домена com и обозначающий наименование подразделения организации; www - одно из имен компьютеров в домене. Такое имя хоста легче запомнить и использовать.

Алгоритм.

Алгоритм – это описанная на некотором языке, точная конечная система правил, определяющая содержание и порядок действий над некоторыми объектами, строгое выполнение которых дает решение поставленной задачи. Алгоритм — одно из основных понятий информатики и математики.

Точный набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для достижения результата решения задачи за конечное время. В старой трактовке вместо слова «порядок» использовалось слово «последовательность», но по мере развития параллельности в работе компьютеров слово «последовательность» стали заменять более общим словом «порядок». Это связано с тем, что работа каких-то инструкций алгоритма может быть зависима от других инструкций или результатов их работы. Таким образом, некоторые инструкции должны выполняться строго после завершения работы инструкции, от которых они зависят. Независимые инструкции или инструкции, ставшие независимыми из-за завершения работы инструкций, от которых они зависят, могут выполняться в произвольном порядке, параллельно или одновременно, если это позволяют используемые процессор и операционная система. Ранее часто писали «алгорифм», сейчас такое написание используется редко, но, тем не менее, имеет место (например, Нормальный алгорифм Маркова). Часто в качестве исполнителя выступает некоторый механизм (компьютер, токарный станок, швейная машина), но понятие алгоритма необязательно относится к компьютерным программам, так, например, чётко описанный рецепт приготовления блюда также является алгоритмом, в таком случае исполнителем является человек.

Алгоритмы получения прямого, обратного и дополнительного кода числа.

Прямой код числа это представление беззнакового двоичного числа. Если речь идет о машинной арифметике, то как правило на представление числа отводится определенное ограниченное число разрядов. Диапазон чисел, который можно представить числом разрядов n равен Обратный код числа, или дополнение до единицы (one’s complement) это инвертирование прямого кода (поэтому его еще называют инверсный код). То есть все нули заменяются на единицы, а единицы на нули. Дополнительный код числа, или дополнение до двойки (two’s complement) это обратный код, к младшему значащему разряду которого прибавлена единица

Архитектуры файл – сервер и клиент – сервер локальных сетей.

Клиент — сервер. Архитектура или организация построения сети (в том числе локальной и распределенной — см. далее), в которой производится разделение вычислительной нагрузки между включенными в ее состав ЭВМ, выполняющими функции “клиентов”, и одной мощной центральной ЭВМ — “ сервером”. В частности, процесс наблюдения за данными отделен от программ, использующих эти данные. Например, сервер может поддерживать центральную базу данных, расположенную на большом компьютере, зарезервированном для этой цели. Клиентом будет обычная программа, расположенная на любой ЭВМ, включенной в сеть, а также сама ЭВМ, которая по мере необходимости запрашивает данные с сервера. Производительность при использовании клиент—серверной архитектуры выше обычной, поскольку как клиент, так и сервер делят между собой нагрузку по обработке данных. Другими достоинствами клиент—серверной архитектуры являются: большой объем памяти и ее пригодность для решения разнородных задач, возможности подключения большого количества рабочих станций, включая ПЭВМ и пассивные терминалы (см. ”Терминал ввода—вывода ” ), а также установки средств защиты от несанкционированного доступа (как сети в целом, так и отдельных ее терминалов, баз данных и т. д.)

Файл — сервер. Архитектура построения ЛВС, основанная на использовании так называемого файлового сервера [file server ] – относительно мощной ЭВМ, управляющей созданием, поддержкой и использованием общих информационных ресурсов локальной сети, включая доступ к ее базам данных (БД) и отдельным файлам, а также их защиту. Для поддержки и ведения больших и очень больших БД, содержащих десятки миллионов записей, используются т.н. многопроцессорные системы, способные эффективно обрабатывать значительные объемы информации и обладающие хорошим соотношением характеристик цена/производительность. В отличие от клиент—серверной архитектуры данный принцип построения сети предполагает, что включенные в нее рабочие станции являются полноценными ЭВМ с установленным на них полным объемом необходимого для независимой работы составом средств основного и прикладного программного обеспечения. Другими словами, в указанном случае отсутствуют возможности разделения вычислительной нагрузки между сервером и терминалами сети, характерные для архитектуры типа файл—сервер, и, как следствие, общие стоимостные показатели цена/производительность сети в целом могут быть ниже. Общим недостатком ранних версий разработок средств программного обеспечения отечественных АБИС являлся тот факт, что они были ориентированы только на файл—серверную архитектуру построения вычислительной сети.

Архитектура ЭВМ. Обобщенная структурная схема ЭВМ (классическая).

Основы учения об архитектуре вычислительных машин заложил математик Джон фон Нейман. Он подключился к созданию первой в мире ламповой ЭВМ ENIAC в 1944 г., когда ее конструкция была уже выбрана. В 1946 г. ученые изложили свои принципы построения вычислительных машин. Фон Нейман не только выдвинул основополагающие принципы логического устройства ЭВМ, но и предложил ее структуру, которая воспроизводилась в течение первых двух поколений ЭВМ. Основными блоками, по Нейману, являются устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ) (обычно объеди­няемые в центральный процессор), память, внешняя память, устройства ввода и вывода.

Устройство управления и арифметико-логическое устройство в современных компьютерах объединены в один блок – процессор, являющийся преобразователем информации, поступающей из памяти и внешних устройств.

Память (ЗУ) хранит информацию и программы. Запоминающее уст­ройство у современных компьютеров “многоярусно” и включает оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), хранящее ту информацию, с которой компьютер работает непосредственно в данное время и внешние запоми­нающие устройства (ВЗУ) гораздо большей емкости, чем ОЗУ, но с существенно более медленным доступом. На ОЗУ и ВЗУ классификация устройств памяти не закан­чивается – определенные функции выполняют и сверхоперативное запоми­нающее устройство и постоянное запоминающее устройство.

В построенной по описанной схеме ЭВМ происходит последовательное считы­вание команд из памяти и их выполнение. Номер (адрес) очередной ячейки памяти, из которой будет извлечена следующая команда программы, указывается специаль­ным устройством – счетчиком команд в УУ. Его наличие также является одним из характерных признаков рассматриваемой архитектуры.

Подавляющее большинство вычислительных машин на сегодняшний день – фон-неймановские машины

Аппаратно – зависимые компоненты в ОС.

Несмотря на различия в деталях, сегодня существует достаточно большое количество ОС, которые могут работать на различных аппаратных платформах без внесения существенных изменений в свой состав.

Какие функции ОС будут выполняться программно, а какие аппаратно, принимается разработчиками ОС, поэтому не существует четкого разделения между программной и аппаратной реализацией функций ОС. Несмотря на это, практически все современные аппаратные платформы имеют некоторый типичный набор средств аппаратной поддержки ОС, в который входят следующие компоненты:

Средства поддержки привилегированного режима обычно основаны на системном регистре процессора, часто называемом “словом состояния” машины или процессора. Этот регистр содержит некоторые признаки, определяющие режимы работы процессора, в том числе и признак текущего режима привилегий.

Средства трансляции адресов выполняют операции преобразования виртуальных адресов, которые содержатся в кодах процесса, в адреса физической памяти.

Средства переключения процессов предназначены для быстрого сохранения контекста приостанавливаемого процесса и восстановления контекста процесса, который становится активным.

Система прерываний позволяет компьютеру реагировать на внешние события, синхронизировать выполнение процессов и работу устройств ввода-вывода, быстро переходить с одной программы на другую.

Системный таймер, часто реализуемый в виде быстродействующего регистра-счетчика, необходим ОС для выдержки интервалов времени.

Средства защиты областей памяти обеспечивают на аппаратном уровне проверку возможности программного кода осуществлять с данными определенной области памяти такие операции, как чтение, запись или выполнение (при передачах управления). Если аппаратура компьютера поддерживает механизм трансляции адресов, то средства защиты областей памяти встраиваются в этот механизм. Функции аппаратуры по защите памяти обычно состоят в сравнении уровней привилегий текущего кода процессора и сегмента памяти, к которому производится обращение.

Базовые классы VCL. Характеристика. Примеры.

Класс TРersistent происходит непосредственно от класса TОbject. Он обеспечивает своих потомков возможностью взаимодействовать с другими объектами и процессами на уровне данных. Его методы позволяют передавать данные в потоки, а также обеспечивают взаимодействие объекта с инспектором объектов.

Класс TСomponent служит основой для всех компонентов Delphi. Этот класс задает базовое поведение всех компонентов – их основные свойства и методы. К ним относятся:

возможность отображения компонента в палитре компонентов и управления им в дизайнере форм;

возможность выступать контейнером для других компонентов;

возможность выступать в качестве оболочки вокруг компонентов ActiveX и других объектов, реализующих интерфейсы.

Класс TОbject реализует функции, которые обязательно будет выполнять любой объект, который может быть создан в среде разработки. В первую очередь это создание и уничтожение экземпляра объекта.

Класс TWinControl Новые механизмы, инкапсулированные в классе, обеспечивают выполнение характерных для оконных элементов функций: прием и передачу фокуса, отклик на действия мышью и ввод с клавиатуры.

Класс TGraphicControl предназначен для создания на его основе визуальных компонентов, не получающих фокус в процессе выполнения приложения.

Базовые математические операции и стандартные математические функции в языке Турбо Паскаль. Запись математических выражений.

В Turbo Pascal имеется возможность использовать арифметические операции над числами, операции могут являться:

Делением (c:=a/b) Умножением (c:=a*b) Вычитанием (c:=a-b) Сложением (c:=a+b) Целочисленным делением (c:=a div b)

Остаток от деления (c:=a mod b)

Целые числа (integer,byte) можно подвергать только сложению и вычитанию. Даже когда при исполнении в Turbo Pascal действия умножения или деления результат будет целое число, для того что бы его хранить нужно будет применять вещественную переменную (real). В Turbo Pascal арифметические операции вычисляются строго слева направо с учетом выражений со скобками, которые вычисляются первыми, а так же и в связи с математическими законами: сначала деления и умножение, а только потом сложение и вычитание.

Пример операций

9+4 = 13; 9-4 = 5; 9*4 = 36; 9/4 = 2.25; 9 div 4 = 2; 9 mod 4 = 1

Арифметические выражения записываются по следующим правилам:

• Нельзя опускать знак умножения между сомножителями и ставить рядом два знака операций.

• Индексы элементов массивов записываются в квадратных (школьный АЯ, Pascal) или круглых (Basic) скобках.

• Для обозначения переменных используются буквы латинского алфавита.

• Операции выполняются в порядке старшинства: сначала вычисление функций, затем возведение в степень, потом умножение и деление и в последнюю очередь — сложение и вычитание.

• Операции одного старшинства выполняются слева направо.

Блочно – модульный принцип организации программ в языке Турбо Паскаль. Локальные и глобальные переменные. Примеры.

Понятие глобальных и локальных переменных введено в языке Паскаль из-за наличия в нем понятия блочной структуры. Любая программа, процедура и функция представляют собой блок со своей областью описаний и могут содержать внутри этого блока описания других процедур и функций, а также обращения к ним. Программа и совокупность описанных в ней процедур и функций образует блочную структуру. Блок, содержащий в своем разделе описаний другой блок (процедуру и функцию), называется внешним по отношению к нему. Блок, содержащийся в разделе описаний некоторого блока, называется внутренним или подблоком. Объекты, описанные внутри какого-либо подблока, являются по отношению к нему локальными и недоступны внешним блокам, т.е. на них можно ссылаться только внутри блока, в котором они описаны.

Взаимодействие коммуникационных устройств.

Коммуникационные устройства необходимы для связи компьютеров между собой. При этом выделяются два основных способа взаимодействия компьютеров – в рамках локальной сети и с помощью существующих телефонных линий.

Локальная сеть связывает компьютеры в пределах одной организации и предоставляет следующие преимущества:

-возможность обмена информацией;

-возможность хранить файлы на общем сетевом диске;

-возможность использования общих внешних устройств.

Сети компьютеров можно классифицировать следующим образом:

-простейшие одноуровневые объединяют небольшое число компьютеров, причем все они имеют одинаковые возможности использования.

-двухуровневые сети могут объединять большее число компьютеров, среди которых выделяется один центральный компьютер, который организует работу всей сети.

-многоуровневые сети могут объединять между собой отдельные локальные сети со своими серверами. Особенность таких сетей состоит в том, что серверы могут быть компьютерами разных типов. Это требует использования специальных программ управления такими сетями.

• региональные сети объединяют компьютеры в рамках некоторого региона и используют для передачи информации телефонные линии или специальные высокоскоростные каналы.

• глобальные (мировые) сети объединяют миллионы компьютеров по всему миру.

Для связи компьютеров друг с другом в пределах одной сети необходимы два основных типа устройств:

-специальные электронные схемы (сетевые платы), вставляемые в каждый компьютер;

- кабели, необходимые для физического соединения компьютеров.

Для организации взаимодействия компьютеров через телефонные линии необходимы специальные устройства – модемы.

Виды систем счисления.

Системой счисления называется совокупность приемов наименования и записи чисел. В любой системе счисления для представления чисел выбираются некоторые символы (их называют цифрами), а остальные числа получаются в результате каких-либо операций над цифрами данной системы счисления. Система называется позиционной, если значение каждой цифры (ее вес) изменяется в зависимости от ее положения (позиции) в последовательности цифр, изображающих число. Число единиц какого-либо разряда, объединяемых в единицу более старшего разряда, называют основанием позиционной системы счисления. Основание системы счисления совпадает с количеством цифр, используемых для записи чисел в этой системе счисления. Базисом позиционной системы счисления называется последовательность чисел, каждое из которых задает количественное значение или "вес" каждого разряда.

Совокупность различных цифр, используемых в позиционной системе счисления для записи чисел, называется алфавитом системы счисления. Количество цифр в алфавите равно основанию системы счисления.

 Например: Алфавиты некоторых позиционных систем счисления.

Десятичная система: {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}

Двоичная система: {0, 1}

Восьмеричная система: {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}

Пятнадцатеричная система: {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E}

Запись произвольного числа x в P-ичной позиционной системе счисления основывается на представлении этого числа в виде многочлена

x = a_nPⁿ + a_n-1P^n-1 + ... + a₁P¹ + a₀P⁰ + a_-1P^-1 + ... + a_-mP^-m

Арифметические действия над числами в любой позиционной системе счисления производятся по тем же правилам, что и десятичной системе, так как все они основываются на правилах выполнения действий над соответствующими многочленами. При этом нужно только пользоваться теми таблицами сложения и умножения, которые соответствуют данному основанию P системы счисления.

Виды совместимости ОС.

Свойство ОС, характеризующее возможность выполнения в ОС приложений, написанных для других ОС, называется совместимостью.

Существует два принципиально отличающихся вида совместимости, которые не следует путать: совместимость на двоичном уровне и совместимость на уровне исходных текстов. Приложения обычно хранятся в компьютере в виде исполняемых файлов, содержащих двоичные образы кодов и данных.

Двоичная совместимость достигается в том случае, если можно взять исполняемую программу, работающую в среде одной ОС, и запустить ее на выполнение в среде другой ОС.

Совместимость на уровне исходных текстов требует наличия соответствующих компиляторов в составе программного обеспечения компьютера, на котором предполагается использовать данное приложение, а также совместимости на уровне библиотек и системных вызовов. При этом необходима перекомпиляция исходных текстов программ в новые исполняемые модули.

Таким образом, совместимость на уровне исходных текстов наиболее важное значение имеет для разработчиков приложений, в распоряжении которых находятся эти исходные тексты. Для конечных же пользователей практическое значение имеет только двоичная совместимость, так как только в этом случае они могут без специальных навыков и умений использовать программный продукт, поставляемый в виде двоичного исполняемого кода, в различных операционных средах и на разных компьютерах.

Каким типом совместимости – двоичной или совместимостью исходных текстов обладает ОС, зависит от многих факторов. Самый значительный из них – архитектура процессора, на котором работает ОС. Только в том случае, если процессор использует тот же набор

команд (возможно, даже более расширенный, но ни в коем случае не уменьшенный) и тот же диапазон адресов, двоичная совместимость может быть достигнута довольно просто. Достаточно соблюсти несколько следующих условий:

- вызовы функций API, которые содержит приложение, должны поддерживаться данной ОС;

- внутренняя структура исполняемого файла приложения должна соответствовать структуре исполняемых файлов данной ОС.

Несравнимо сложнее достигнуть двоичной совместимости операционным системам, предназначенным для выполнения на процессорах, имеющих различающиеся архитектуры. Кроме соблюдения приведенных выше условий, необходимо также организовать эмуляцию.

Внешние устройства ПК: диалоговые, запоминающие, телекоммуникационные.

Внешние устройства (ВУ) ПК — важнейшая составная часть любого вычислительного комплекса. ВУ ПК обеспечивают взаимодействие машины с окружающей средой: пользователями, объектами управления и другими ЭВМ.

К внешним устройствам относятся: внешние запоминающие устройства (ВЗУ) или внешняя память ПК; диалоговые средства пользователя; устройства ввода информации; устройства вывода информации; средства связи и телекоммуникации.

Диалоговые средства пользователя включают в свой состав видеомониторы (дисплеи) и устройства речевого ввода-вывода информации.

Устройства речевого ввода-вывода относятся к быстро развивающимся средствам мультимедиа.

К устройствам ввода информации относятся:

клавиатура;графические планшеты; сканеры; устройства указания (графические манипуляторы); сенсорные экраны.

К устройствам вывода информации относятся: принтеры; графопостроители (плоттеры).

Устройства связи и телекоммуникации используются для связи с приборами и другими средствами автоматизации (согласователи интерфейсов, адаптеры, цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи и т.п.) и для подключения ПК к каналам связи, к другим ЭВМ и вычислительным сетям (сетевые интерфейсные платы, модемы).

В частности, сетевой адаптер является внешним интерфейсом ПК и служит для подключения ее к каналу связи для обмена информацией с другими ЭВМ, для работы в составе вычислительной сети. В качестве сетевого адаптера подключения к удаленной ЭВМ через телефонную линию используется модулятор-демодулятор телефонного сигнала (модем).

Глобальная адресация в TCP/IP.

Различают два типа адресов. На канальном уровне используют адреса, называемые физическими. Это шестибайтовые адреса сетевых плат, присваиваемые изготовителем контроллеров. На сетевом уровне используют сетевые адреса, иначе называемые виртуальными, или логическими. Эти адреса имеют иерархическую структуру, для них существуют цифровое и буквенное выражения. В Internet эти выражения называют IP-адресом и IP-именем соответственно.

IP-aдрес - уникальная совокупность чисел: адреса сети и адреса компьютера, которая указывает их местоположение.

Имя характеризует пользователя. Оно составляется в соответствии с доменной системой имен. Соответствие между IP-адресом и IP-именем хоста устанавливается специальной службой имен. В Internet это DNS (Domain Name Service), в ISO - стандарт X.500.

IP-имя, называемое также доменным именем, - удобное для человека название узла или сети. Имя отражает иерархическое построение глобальных сетей и потому состоит из нескольких частей. Корень иерархии обозначает либо страну, либо отрасль знаний, например: ru - Россия, us - США, com -коммерческие организации, org - некоммерческие организации, gov - правительственные организации, и т.д. Корень занимает в IP-имени правую позицию, левее записываются локальные части адреса и, наконец, перед символом @ указывается имя почтового ящика пользователя.

IP-адрес - 32-битовое слово, записываемое в виде четырех частей (побайтно), разделенных точками. Каждые подсеть и узел в подсети получают свои номера, причем для сети может использоваться от одного до трех старших байтов, а оставшиеся байты – для номера узла. Какая часть IP-адреса относится к сети, определяется ее маской, выделяющей соответствующие биты в IP-адресе.

Дискретная модуляция аналоговых сигналов.

Дискретная модуляция основана на дискретизации непрерывных сигналов, как по амплитуде, так и по времени. Одним из широко распространенных методов преобразования аналоговых сигналов в цифровые является импульсно-кодовая модуляция (ИКМ).

При использовании ИКМ процесс преобразования включает три этапа: отображение, квантование и кодирование.

Первый этап – отображение. Амплитуда исходного непрерывного сигнала измеряется с заданным периодом, за счет чего происходит дискретизация по времени. На этом этапе аналоговый сигнал преобразуется в сигналы импульсно-амплитудной модуляции (ИАМ).

На этапе квантования каждому сигналу ИАМ придается квантованное значение, соответствующее ближайшему уровню квантования. Весь диапазон изменения амплитуды сигналов ИАМ разбивается на 128 или 256 уровней квантования. Чем больше уровней квантования, тем точнее амплитуда ИАМ–сигнала представляется квантованным уровнем.

На этапе кодирования каждому квантованному отображению ставится в соответствие 7-разрядный (если число уровней квантования равно 128) или 8-разрядный (при 256-шаговом квантовании) двоичный код. При кодировании 7-элементными кодами скорость передачи данных по каналу должна составлять 56 Кбит/с, а при кодировании 8-элементными кодами – 64 Кбит/с.

В современных цифровых сетях связи используются и другие методы дискретной модуляции, позволяющие представить замеры голоса в более компактной форме, например, в виде последовательности 4-разряных чисел. Используется и такая концепция преобразования аналоговых сигналов в цифровые, при которой квантуются и затем кодируются не сами сигналы ИАМ, а лишь их изменения, причем число уровней квантования принимается таким же. Очевидно, что такая концепция позволяет производить преобразование сигналов с большей точностью.

Достоинства и недостатки объектно – ориентированной модели данных

В объектно-ориентированной модели при представлении данных имеется возможность идентифицировать отдельные записи базы данных.

Между записями и функциями их обработки устанавливаются взаимосвязи с помощью механизмов, подобных соответствующим средствам в объектно-ориентированных языках программирования.

Структура объектно-ориентированной БД графически представима в виде дерева, узлами которого являются объекты. Свойства объектов описываются некоторым стандартным типом или конструируемым типом. Каждый объект-экземпляр класса считается потомком объекта, в котором он определен как свойство. Объект-экземпляр класса принадлежит своему классу и имеет одного родителя.

Логическая структура объектно-ориентированной БД внешне похожа на структуру иерархической БД. Основное различие между ними состоит в методах манипулирования данными.

Для выполнения действий над данными в ООМ БД применяются логические операции, усиленные объектно-ориентированными механизмами инкапсуляции, наследования и полиморфизма. Инкапсуляция ограничивает область видимости имени свойства пределами того объекта, в котором оно определено.

Наследование , наоборот, распространяет область видимости свойства на всех потомков объекта.

Полиморфизм в объектно-ориентированных языках программирования означает способность одного и того же программного кода работать с разнотипными данными.

Достоинства объектно-ориентированной модели данных:

1) возможность отображения информации о сложных взаимосвязях объектов;

2) возможность идентификации отдельной записи базы данных и определения функции ее обработки.

Недостатки объектно-ориентированной модели данных:

1) трудность в понимании ее функционирования непрофессиональным пользователем;

2) неудобство обработки данных;

3) низкая скорость выполнения запросов.

Жизненный цикл программного обеспечения.

Жизненный цикл программы – этапы, которые проходит программный продукт в процессе проектирования и последующей поддержки в период его использования. Таким образом, жизненный цикл программы – это последовательность шагов, которые следует предпринять для разработки программы. Применяя дисциплинированный подход, разработчик может создать лучший конечный продукт.

Программу (по ГОСТ 19781–90) допускается идентифицировать и применять самостоятельно и (или) в составе других программ.

Программы подразделяют на компоненты и комплексы. Компонент – это программа, рассматриваемая как единое целое, выполняющая законченную функцию и применяемая самостоятельно или в составе комплекса. Комплекс – это программа, состоящая из двух или более компонентов и (или) комплексов, выполняющих взаимосвязанные функции, и применяемая самостоятельно или в составе другого комплекса.

Жизненный цикл программного обеспечения - период разработки и эксплуатации программного обеспечения, в котором обычно выделяют этапы:

стратегическое планирование; анализ требований; проектирование (предварительное и детальное); кодирование (программирование); тестирование и отладка; эксплуатация и сопровождение.

Каждому этапу соответствуют определенный результат и набор документации, являющейся исходными данными для следующего этапа. В заключение каждого этапа производится верификация документов и решений с целью проверки их соответствия первоначальным требованиям заказчика.

Задачи ОС по управлению памятью.

В ранних ОС управление памятью сводилось просто к загрузке программы и ее данных из некоторого внешнего накопителя в память. С появлением мультипрограммирования перед ОС были поставлены новые задачи, связанные с распределением имеющейся памяти между несколькими одновременно выполняющимися программами.

Задачи ОС по управлению памятью 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.

Иерархическая структура памяти ЭВМ: уровни иерархии, назначение ЗУ различных типов.

Иерархическая структура памяти является традиционным решением проблемы хранения большого количества данных. На самом верху находятся регистры процессора. Доступ к регистрам осуществляется быстрее всего. Дальше идет кэш-память, объем которой сейчас составляет от 32 Кбайт до нескольких мегабайт. Затем следует основная память, которая в настоящее время может вмещать от 16 Мбайт до десятков гигабайтов. Далее идут магнитные диски и накопители на магнитной ленте и оптические диски, которые используются для хранения архивной информации.

По мере продвижения по структуре сверху вниз возрастают три параметра. 1) увеличивается время доступа. 2)увеличивается объем памяти. 3)увеличивается количество битов.

Память является одним из основных ресурсов компьютера, влияющим как на производительность, так и на функциональность вычислительной машины.

К основным характеристикам устройств памяти можно отнести:

1) Временные характеристики (быстродействие, время собственно записи, производительность)

2) Объем, или емкость памяти (Е), то есть количество запоминаемой информации.

3) Стоимость, которая также может меняться в самых широких пределах в зависимости.

Подобное построение систем памяти в ВС объясняется, с одной стороны, различной функциональной направленностью ЗУ (оперативное хранение небольших объемов информации в ОЗУ, либо – долговременное хранение больших объемов данных на дисковой памяти), а с другой - попыткой достичь более-менее приемлемого соотношения между ценой и производительностью вычислительной системы, что являлось актуальным как на заре вычислительной техники, так и сейчас.

Измерение информации

В информатике используются различные подходы к измерению информации:

Содержательный подход к измерению информации. Сообщение – информативный поток, который в процессе передачи информации поступает к приемнику.  Сообщение несет информацию для человека, если содержащиеся в нем сведения являются для него новыми и понятными  Информация - знания человека ? сообщение должно быть информативно. Если сообщение не информативно, то количество информации с точки зрения человека = 0. (Пример: вузовский учебник по высшей математике содержит знания, но они не доступны 1-класснику)

Алфавитный подход к измерению информации не связывает кол-во информации с содержанием сообщения. Алфавитный подход - объективный подход к измерению информации. Он  удобен при использовании технических средств работы с информацией, т.к. не зависит от содержания сообщения. Кол-во информации зависит от объема текста и мощности алфавита. Ограничений на max мощность алфавита нет, но есть достаточный алфавит мощностью 256 символов. Этот алфавит используется для представления текстов в компьютере. Поскольку 256=2⁸, то 1символ несет в тексте 8 бит информации.

Вероятностный подход к измерения информации. Все события происходят с различной вероятностью, но  зависимость между вероятностью событий и количеством информации, полученной при совершении того или иного события можно выразить формулой которую в 1948 году предложил  Шеннон.

Импульсно – кодовая модуляция.

Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ или РСМ – Pulse Code Modulation) используется для передачи аналоговых сиг­налов по цифровым каналам связи.

Этот вид модуляции сводится к измерению амплитуды ана­логового сигнала в моменты времени, отстоящие друг от друга на dt, и к кодированию этих амплитуд цифровым кодом. Ве­личина dt определяется по теореме Котельникова: для неиска­женной передачи нужно иметь не менее двух отсчетов на период колебаний, соответствующий высшей составляющей в частотном спектре сигнала.

В цифровых каналах ISDN (Inte­grated Services Digital Network – интегрированная цифровая сеть связи) за основу принята передача голоса с частотным диапазоном до 4 кГц, а кодирование про­изводится восемью (или семью) битами. Отсюда получаем, что частота отсчетов (передачи байтов) равна 8 кГц, т.е. биты передаются с частотой 64 кГц (или 56 кГц при семибитовой кодировке).

При преобразовании амплитуды А аналогового сигнала в цифровой код К желательно учитывать нелинейность ампли­тудных характеристик приборов и иметь зависимость К от А, монотонно убывающей с ростом амплитуды.

Разновидностями ИКМ являются дельта-модуляция (ДМ), дифференциальная ДМ (ДДМ) и адаптивная ДМ (АДДМ). В них передаются разности амплитуд А₁ и А₂ соседних отсчетов. При этом в ДМ А₁ – амплитуда на входе модулятора, а А₂ – амплитуда отсчета, которая соответствует переданному сигналу в предыдущем временном такте. Для представления разности используется всего 1 бит (т.е. передается знак разности), поэ­тому нужна достаточно высокая частота отсчетов, чтобы не было “запаздывания” изменений передаваемого сигнала по сравнению с реальными изменениями.

ДДМ отличается от ДМ тем, что знак разности А₁–А₂ пере­дается только в момент пересечения величиной А₁ одного из уровней квантования. В АДДМ шаги отсчетов адаптируются к динамике изменения величины сигнала.

Информатизация общества. Цели и свойства.

Информационное общество – общество, в котором большинство работающих занято производством, хранением, переработкой, продажей и обменом информацией.

Информатизация – процесс, при котором создаются условия, удовлетворяющие потребностям любого человека в получении необходимой информации.

 Информатизация общества — это глобальный социальный процесс, особенность которого состоит в том, что доминирующим видом деятельности в сфере общественного производства является сбор, накопление, обработка, хранение, передача и использование информации, осуществляемые на основе современных средств микропроцессорной и вычислительной техники, а также на базе разнообразных средств информационного обмена.

Информатизация общества обеспечивает:

  активное использование постоянно расширяющегося интеллектуального потенциала общества, сконцентрированного в печатном фонд, и научной, производственной и других видах деятельности его членов;

  интеграцию информационных технологий в научные и  производственные виды деятельности, инициирующую развитие всех сфер общественного производства, интеллектуализацию трудовой деятельности;

   высокий уровень информационного обслуживания, доступность любого члена общества к источникам достоверной информации, визуализацию представляемой информации, существенность используемых данных.

Информационное, аппаратное и программное обеспечение КС: структура и функции.

Информационное обеспечение сети представляет собой единый информационный фонд, ориентированный на решаемые в сети задачи и содержащий базы данных общего применения, доступные для всех пользователей сети, базы данных индивидуального пользования, предназначенные для отдельных абонентов, базы знаний общего и индивидуального применения, автоматизированные базы данных – локальные и распределенные, общего и индивидуального назначения.

Аппаратное обеспечение составляют компьютеры различных типов, оборудование абонентских систем, средства территориальных систем связи.

Программное обеспечение (ПО) В общем, виде функции ПО сети заключаются в следующем: планирование, организация и осуществление коллективного доступа пользователей к общесетевым ресурсам; автоматизация процессов программирования задач обработки информации; и т.д.

В составе ПО сетей выделяются такие группы:

общесетевое ПО в качестве основных элементов включающее распределенную операционную систему сети и комплект программ технического обслуживания всей сети и ее отдельных звеньев и подсистем.

· специальное ПО, куда входят прикладные программные средства: интегрированные и функциональные пакеты прикладных программ общего назначения, прикладные программы сети, библиотеки стандартных программ, а также прикладные программы специального назначения.

· базовое программное обеспечение компьютеров абонентских систем, включающее операционные системы ПК, системы автоматизации программирования, контролирующие и диагностические тест-программы.

Использование невизуальных компонентов в Delphi.

Невизуальные компоненты —работают, но сами на экране не видны. К невизуальным компонентам относятся таймер, компоненты доступа к базам данных и др. На стадии проектирования невизуальный компонент представляется на форме небольшим значком. Его свойства устанавливаются в Инспекторе Объектов. Некоторые компоненты хотя и являются невизуальными, могут что-нибудь отображать на экране. Например, невизуальный компонент MainMenu отображает на форме строку главного меню, а невизуальный компонент OpenDialog — стандартное диалоговое окно выбора файла. Многие приложения в процессе работы выполняют некоторые стандартные операции. Для этого они имеют формы, содержащие примерно одинаковые наборы элементов управления.

Шаблоном называется форма, которая помещена в репозиторий и используется в качестве основы для создания новых форм приложения. В результате полученные таким образом формы будут иметь единый стиль оформления и некие общие для всех функции. Репозиторий – это хранилище Delphi, в котором хранятся заготовки (шаблоны) проектов и их составных частей. Здесь можно найти стандартное приложение, динамическую библиотеку, форму, модуль и т.д.

Для подключения новой формы к проекту достаточно обратиться к репозиторию и выбрать нужную разновидность формы. Менеджер проекта автоматически подключает новую форму к списку используемых форм и обеспечивает все необходимые действия по ее инициации. Самая первая подключенная к проекту форма (стандартное имя формы – Form1) становится главным окном программы. Окно этой формы автоматически появляется на экране в момент старта программы.

Полезную форму можно включить в репозиторий для постоянного использования в любом проекте. Для этого используется команда Add to Repository меню Project главного окна Delphi.

Кабельные системы. Витая пара, коаксиальный кабель.

сегодня практически все сети проектируются на базе UTP и волоконно-оптических кабелей, коаксиальный кабель применяют лишь в исключительных случаях и то, как правило, при организации низкоскоростных стеков в монтажных шкафах.

В проекты локальных вычислительных сетей (стандартных) закладываются на сегодня всего три вида кабелей:

-коаксиальный: тонкий коаксиальный кабель; толстый коаксиальный кабель.

-витая пара: неэкранированная витая пара ; экранированная витая пара.

-волоконно-оптический кабель: многомодовый кабель; одномодовый кабель.

Изначально витая пара использовалась в телефонных линиях. В таком кабеле обычно используются несколько пар изолированных проводов, обвитых вокруг друг друга. Взаимная обвивка обеспечивает защиту от собственных и внешних наводок. Кабель с витой парой бывает двух типов: неэкранированным и экранированным. Кабель UTP 1 не поддерживает передачу цифровых данных. Кабель UTP 2 устарел; он поддерживает скорость передачи до 4 Мбит/с. Кабель UTP 3 способен поддерживать скорость передачи до 10 Мбит/с и отвечает лишь минимальным требованиям к среде передачи. Кабель UTP 4 скоростью 16 Мбит/с. Более современным является кабель UTP 5, скоростью 100 Мбит/с.

Самым первым нашел применение в сетях коаксиальный кабель. Такой кабель способен передавать данные со скоростью 10 Мбит/с на расстояние до 500 м. Основными типами коаксиальных кабелей являются толстый и тонкий кк. Кабель "тонкого" Ethernet маркируется как RG-58 и наиболее широко распространен. Толщина этого кабеля равна 6 миллиметрам. Для соединения компьютеров в сети на базе коаксиального кабеля применяются Т-коннекторы или цилиндрические соединители и 50-Омные заглушки. Заглушки устанавливают на обоих концах сетевого сегмента. Минимальное расстояние между абонентами должно быть не менее полуметра.

При реализации сети на тонком кабеле можно сделать максимум 5

сегментов по 185 метров, то есть максимальная длина может составить 925 метров. Уменьшая длину сегмента, можно подключить больше компьютеров, но при этом общее число компьютеров не должно превышать 150.

Классификация и характеристики принтеров.

Матричный (игольчатый) принтер

Достоинства этих принтеров определяются, в первую очередь, скоростью печати и их универсальностью, которая заключается в способности работать с любой бумагой, а также низкой стоимостью печати.

Существуют 4 вида матричного принтера: 9- , 18- и 24-игольчатые принтеры и строчный принтер.

Струйный принтер

История развития струйной печати насчитывает несколько десятилетий. Наиболее ранней технологией, сделавшей струйную печать доступной и относительно дешевой, была технология "сухих чернил". Под воздействием высокой температуры частицы твердого красителя расплавлялись и под давлением наносились на бумагу. В настоящее время появилось интересное развитие этого метода, получившее название "сублимационной печати".

Другая разновидность струйной печати - "спарк" - технология - в целом аналогична предыдущей, но использует жидкие чернила.

Два других типа струйной печати составляют, по сути, ее современное лицо. Это пьезоэлектрическая и "пузырьковая" технологии. Первая из них, как следует из названия, использует явление пьезоэлектричества для нанесения чернил на бумагу (пленку). Это позволяет очень точно позиционировать частицы красителя, однако требует сложного и дорогого устройства печати (картриджа). "Пузырьковая" технология осуществляет нанесение красителя путем выталкивания частиц чернил из емкости при помощи пузырька газа, образующегося внутри картриджа в результате резкого локального повышения температуры и давления.

Лазерный принтер

Несмотря на сильную конкуренцию со стороны струйных принтеров, лазерные принтеры на сегодня позволяют достигнуть более высокого качества печати.

Скорость печати лазерного принтера определяется двумя факторами. Первый из них - это время механической протяжки бумаги, другой - скорость обработки данных, поступающих от РС, и формирования растровой страницы для печати.

Обычно лазерный принтер оборудован собственным процессором.

Классификация и краткая характеристика языков программирования

Языки программирования принято делить на пять поколений. 1 поколение- языки, созданные в начале 50-х годов, первый язык ассемблера. 2 поколение конец 50-х – начало 60-х годов. Тогда был разработан символический ассемблер, в котором появи­лось понятие переменной. 3 поколение конец 60-х. В это время возникли универсальные языки высокого уровня, с их помощью удается решать задачи из любых областей. 4-е начала 70-х годов по н.в. Эти языки предназначены для реализации крупных проектов, повы­шения их надежности и скорости создания. Рождение языков пятого поколения произошло в середине 90-х годов. К ним отно­сятся также системы автоматического создания прикладных программ с помощью визуальных средств разработки, без знания программирования.

Fortran (Фортран). Это первый компилируемый язык, созданный в 50-е годы.

Cobol (Кобол). Это компилируемый язык для применения в экономической области и решения бизнес-задач, разработанный в начале 60-х годов. Он отличается большой “многословностью” – его операторы иногда выглядят как обычные английские фразы.

Algol (Алгол). Компилируемый язык, созданный в 1960 г. Он был призван заме­нить Фортран, но из-за более сложной структуры не получил широкого распростра­нения. В 1968 г. была создана версия Алгол 68, по своим возможностям и сегодня опережающая многие языки программирования, однако из-за отсутствия доста­точно эффективных компьютеров для нее не удалось своевременно создать хорошие компиляторы.

Pascal (Паскаль). Язык Паскаль, созданный в конце 70-х годов основоположником множества идей современного программирования Никлаусом Виртом, во многом напоминает Алгол, но в нем ужесточен ряд требований к структуре программы и имеются возможности, позволяющие успешно применять его при создании крупных проектов.

Basic (Бейсик). Для этого языка имеются и компиляторы, и интерпретаторы, а по популярности он занимает первое место в мире. Он создавался в 60-х годах в качестве учебного языка и очень прост в изучении.

С (Си). Он планировался для замены ассемблера, чтобы иметь возмож­ность создавать столь же эффективные и компактные программы, и в то же время не зависеть от конкретного типа процессора. Си во многом похож на Паскаль и имеет дополнительные средства для прямой работы с памятью (указатели). На этом языке в 70-е годы написано множество при­кладных и системных программ и ряд известных операционных систем (Unix).

C++ (Си++). Си++ – это объектно-ориентированное расширение языка Си, в 1980 г. Множество новых мощных возможностей, позволивших резко повысить производительность программистов, наложилось на унаследованную от языка Си определенную низкоуровневость, в результате чего создание сложных и надежных программ потребовало от разработчиков высокого уровня профессиональной подготовки.

Java (Ява). Этот язык был в начале 90-х годов на основе Си++. Он призван упростить разработку приложений на основе Си++ путем исключения из него всех низкоуровневых возможностей. Но главная особенность этого языка – компиляция не в машинный код, а в платформно-независимый байт-код

Классическая архитектура ОС.

Существует универсальный и эффективный подход к построению сложной системы любого типа – многослойный подход. В соответствии с ним система делится на иерархию слоев, каждый из которых обслуживает вышележащий слой, выполняя для него некоторый набор функций, образующих так называемый межслойный интерфейс. Основываясь на функциях, предоставляемых нижележащим слоем, вышележащий слой строит свои более мощные функции, являющиеся основой для создания функций еще более высокого в иерархии слоя.

Однако не только система в целом, но и ядро ОС является сложным многофункциональным комплексом программ, а значит к нему, в свою очередь, также можно применить многослойный подход. Как правило, в ядре классической ОС выделяют следующие основные слои

- средства аппаратной поддержки ОС, к которым относятся аппаратные средства системы, напрямую участвующие в вычислительном процессе: средства поддержки привилегированного режима и защиты областей памяти, система прерываний и т.д.

- машинно-зависимые компоненты ОС, включающие в себя программные модули, отражающие специфику аппаратной платформы компьютера.

- базовые механизмы ядра, выполняющие наиболее примитивные операции ядра, например контекстное переключение процессов, перемещение участков памяти на диск и обратно и т.д.

- менеджеры ресурсов, реализующие задачи по стратегическому управлению основными ресурсами вычислительной системы.

- интерфейс системных вызовов непосредственно взаимодействует с приложениями и системными утилитами, образуя прикладной программный интерфейс операционной системы (API).

Классификация компьютерных сетей (КС).

По степени территориальной рассредоточенности:

Глобальные компьютерные сети (ГКС) объединяют абонентские системы, рассредоточенные на большой территории, охватывающей различные страны и континенты.

Региональные компьютерные сети (РКС) объединяют абонентские системы, расположенные в пределах отдельного региона –города, административного района; функционируют в интересах организаций и пользователей региона и, как правило, имеют выход в ГКС.

Локальные компьютерные сети (ЛКС) объединяют абонентские системы, расположенные в пределах небольшой территории (этаж здания, здание, несколько зданий одного и того же предприятия).

По способу управления различают сети с централизованным управлением, когда в сети имеется один или несколько управляющих органов, децентрализованным и смешанным управлением, в которых в определенном сочетании реализованы принципы централизованного и децентрализованного управления.

По организации передачи информации различают сети с селекцией информации и маршрутизацией информации. Первые строятся на основе моноканала. Вторые используют механизм маршрутизации для передачи пакетов от отправителя к получателю по одному из альтернативных маршрутов.

По топологии, т.е. по конфигурации элементов в сети, различают широковещательные сети и последовательные.

Широковещательные сети и значительная часть последовательных конфигураций (кольцо, звезда с «интеллектуальным центром») характерны для ЛКС. Для глобальных и региональных сетей наиболее распространенной является произвольная (ячеистая) топология.

Кластерные технологии и их развитие

Кластер — группа компьютеров, объединённых высокоскоростными каналами связи и представляющая с точки зрения пользователя единый аппаратный ресурс.

Преимущества кластерной системы перед набором независимых компьютеров очевидны. Во-первых, разработано множество диспетчерских систем пакетной обработки заданий, позволяющих послать задание на обработку кластеру в целом, а не какому-то отдельному компьютеру. Во-вторых, появляется возможность совместного использования вычислительных ресурсов нескольких компьютеров для решения одной задачи.

Для создания кластеров обычно используются либо простые однопроцессорные персональные компьютеры, либо двух- или четырех-процессорные SMP-серверы. При этом не накладывается никаких ограничений на состав и архитектуру узлов. Каждый из узлов может функционировать под управлением своей собственной операционной системы. Чаще всего используются стандартные ОС: Linux, FreeBSD, Solaris, Tru64 Unix, Windows NT. При создании кластеров можно выделить два подхода. Первый подход применяется при создании небольших кластерных систем. В кластер объединяются полнофункциональные компьютеры, которые продолжают работать и как самостоятельные единицы, например, компьютеры учебного класса или рабочие станции лаборатории.

Второй подход применяется в тех случаях, когда целенаправленно создается мощный вычислительный ресурс. Тогда системные блоки компьютеров компактно размещаются в специальных стойках, а для управления системой и для запуска задач выделяется один или несколько полнофункциональных компьютеров, называемых хост-компьютерами. В этом случае нет необходимости снабжать компьютеры вычислительных узлов графическими картами, мониторами, дисковыми накопителями и другим периферийным оборудованием, что значительно удешевляет стоимость системы.

Разработано множество технологий соединения компьютеров в кластер. Наиболее широко в данное время используется технология Fast Ethernet. Это обусловлено простотой ее использования и низкой стоимостью коммуникационного оборудования. Однако за это приходится расплачиваться заведомо недостаточной скоростью обменов.

Корпоративные компьютерные сети (ККС): характеристики и функции.

Корпоративная компьютерная сеть (Intranet) – это сеть на уровне компании (организации, предприятия), в которой используются программные средства, основанные на протоколе TCP/IP Internet.

Корпоративные сети, как и Internet, основаны на технологии клиент-сервер, т.е. сетевое приложение делится на стороны: клиента, запрашивающего данные или услуги, и сервера, обслуживающего запросы клиента.

Корпоративная сеть, объединяющая локальные сети отделений и предприятий корпорации, является материально-технической базой для решения задач планирования, организации и осуществления ее производственно-хозяйственной деятельности. Она обеспечивает функционирование автоматизированной системы управления и системы информационного обслуживания корпорации.

К корпоративной сети, как и к другим типам компьютерных сетей, предъявляется ряд требований. Главное из них – обеспечение пользователям возможности оперативного доступа к разделяемым ресурсам всех компьютеров, объединенных в сеть. Решению этой основной задачи подчинены остальные требования: по производительности, надежности,

безопасности, управляемости, совместимости, расширяемости, масштабируемости и прозрачности. Качество предоставления услуг сетью определяется тем, насколько полно выполняются эти требования, особенно по производительности и надежности.

Производительность сети – одно из ее основных свойств. Оно обеспечивается возможностью распараллеливания работ между несколькими элементами сети.

Надежность функционирования сети оценивается рядом показателей. К ним относятся:

- коэффициент готовности – доля времени, в течение которого сеть используется по основному своему назначению;- вероятность доставки пакета адресату без искажений;- вероятность потери пакета при его передаче;- отказоустойчивость, т.е. способность сети скрыть от пользователя отказ отдельных ее элементов.

Кодирование информации на физическом уровне (логическое и непосредственно для среды передачи).

Кодирование – представление сообщения последовательностью элементарных символов.

Каждый вид компьютеров имеет свой внутренний вид кодирования для представления данных – символьной и текстовой информации.

Наиболее часто используются коды ASCII (американский стандартный код для обмена

информацией) и EBCDIC (расширенный двоично-десятичный код обмена информацией).

При передаче данных от одного компьютера к другому может потребоваться перекодировка символов. Эти действия являются функциями уровня представления модели OSI.

Большинство компьютеров для представления «0» и «1» оперирует стандартными уровнями сигналов, которые определяются видом микросхем.

В большинстве компьютерных сетей цифровые данные передаются при помощи цифрового сигнала, т.е. последовательностью импульсов. Для передачи данных может использоваться более двух уровней сигнала, при этом единичный импульс сигнала может представлять не один бит, а группу бит. Возможна обратная ситуация, когда для передачи одного бита может использоваться два импульса сигнала.

При цифровой передаче используют потенциальные и импульсные коды. В потенциальных кодах для представления логических единиц и нулей используется только значение сигнала в течение битового интервала, а фронты сигнала, формирующие законченные импульсы, во внимание не принимаются. Импульсные коды представляют логический ноль и логическую единицу перепадом потенциала определенного

направления. В значение импульсного кода включается весь импульс вместе с его фронтами.

Коммутация каналов в сетях: сущность, оценка, область применения

Коммутация каналов подразумевает образование непрерывного составного физического канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков для прямой передачи данных между узлами. Отдельные каналы соединяются между собой специальной аппаратурой - коммутаторами, которые могут устанавливать связи между любыми конечными узлами сети. В сети с коммутацией каналов перед передачей данных всегда необходимо выполнить процедуру установления соединения, в процессе которой и создается составной канал.

В настоящее время для мультиплексирования абонентских каналов используются две техники:

Техника частотного мультиплексирования каналов (FDM) была разработана для телефонных сетей, но применяется она и для других видов сетей, например сетей кабельного телевидения.

Для разделения абонентских каналов характерна техника модуляции высокочастотного несущего синусоидального сигнала низкочастотным речевым сигналом. Эта техника подобна технике аналоговой модуляции при передаче дискретных сигналов модемами, только вместо дискретного исходного сигнала используются непрерывные сигналы, порождаемые звуковыми колебаниями. В результате спектр модулированного сигнала переносится в другой диапазон, который симметрично располагается относительно несущей частоты и имеет ширину, приблизительно совпадающую с шириной модулирующего сигнала.

Коммутация на основе техники разделения частот разрабатывалась в расчете на передачу непрерывных сигналов, представляющих голос. При переходе к цифровой форме представления голоса была разработана новая техника мультиплексирования, ориентирующаяся на дискретный характер передаваемых данных.

Сети с динамической коммутацией требуют предварительной процедуры установления соединения между абонентами. Недостатком сетей с коммутацией каналов является невозможность применения пользовательской аппаратуры, работающей с разной скоростью. Отдельные части составного канала работают с одинаковой скоростью, так как сети с коммутацией каналов не буферизуют данные пользователей.

В зависимости от направления возможной передачи данных способы передачи данных по линии связи делятся на следующие типы:

симплексный - передача осуществляется по линии связи только в одном направлении;

полудуплексный - передача ведется в обоих направлениях, но попеременно во времени. Примером такой передачи служит технология Ethernet;

дуплексный - передача ведется одновременно в двух направлениях.

Концепция виртуальной памяти.

Общепринятая в настоящее время концепция виртуальной памяти (ВП) появилась достаточно давно. Она позволила решить целый ряд актуальных вопросов организации вычислений. Прежде всего к числу таких вопросов относится обеспечение надежного функционирования мультипрограммных систем.

В любой момент времени компьютер выполняет множество процессов или задач, каждая из которых располагает своим адресным пространством. Было бы не рационально отдавать всю физическую память какой-то одной задаче. Поэтому необходим механизм разделения небольшой физической памяти между различными задачами. Виртуальная память является одним из способов реализации такой возможности. Она делит физическую память на блоки и распределяет их между различными задачами. При этом она предусматривает также некоторую схему защиты, которая ограничивает задачу теми блоками, которые ей принадлежат. Большинство типов виртуальной памяти сокращают также время начального запуска программы на процессоре, поскольку не весь программный код и данные требуются ей в физической памяти, чтобы начать выполнение.

Кроме того, виртуальная память упрощает также загрузку программ, обеспечивая механизм автоматического перемещения программ, позволяющий выполнять одну и ту же программу в произвольном месте физической памяти.

Системы виртуальной памяти можно разделить на два класса: системы с фиксированным размером блоков, называемых страницами, и системы с переменным размером блоков, называемых сегментами.

Логическая и физическая организация файловых систем.

Файловая система - это часть операционной системы, назначение которой состоит в том, чтобы обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с данными, хранящимися на диске, и обеспечить совместное использование файлов несколькими пользователями и процессами.

В широком смысле понятие "файловая система" включает: совокупность всех файлов на диске; наборы структур данных, используемых для управления файлами.

Логическая организация файловой системы:

Логически файл представляет собой совокупность записей, а система управления файлами представляет механизм доступа к отдельным записям.

Способы доступа:

-Последовательный

-Записи в файл упорядочены последовательными целыми числами. При таком способе организации файлов естественна.

-Прямой

-Доступ организуется к записям файлов через ключевые поля записей. Необходимое условие - различие ключевых полей.

Физическая организация файловой системы

Система управления файлами осуществляет физическое размещение файлов на магнитных носителях.

Способы размещения:

-С использованием смежностей (последовательный)

-Каждый файл во внешней памяти занимает совокупность последовательных блоков. Преимуществом этого способа является высокая эффективность последовательного доступа (тратится меньше времени).

-Недостатком является увеличение размера файла при отсутствии в его конце свободной памяти возможно только при полном копировании в свободную зону, что также не эффективно, а также раздробленность внешней памяти после определенного числа операций.

-Без использования смежностей

-Без использования свойства размещения файла во внешней памяти требует определенных затрат времени на организацию связи между отдельными блоками файла. Для эффективной реализации все указатели на блоке файла, т.е. сведения о номерах кластеров объединяются в FAT-таблицы.

Маршрутизация в глобальных сетях.

Задача маршрутизации состоит в выборе маршрута для передачи от отправителя к получателю. Она имеет смысл в сетях, где не только необходим, но и возможен выбор оптимального или приемлемого маршрута.

Выбор маршрутов в узлах связи производится в соответствии с реализуемым алгоритмом маршрутизации.

Алгоритм маршрутизации — это правило назначения выходной линии связи данного узла связи КС для передачи пакета, базирующееся на информации, содержащейся в заголовке пакета и информации о загрузке этого узла и, КС в целом.

Различают следующие способы маршрутизации.