31. Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем:
"...Сетевая модель OSI (базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем) - абстрактная модель для сетевых коммуникаций и разработки сетевых протоколов. Представляет уровневый подход к сети. Каждый уровень обслуживает свою часть процесса взаимодействия. Благодаря такой структуре совместная работа сетевого оборудования и программного обеспечения становится гораздо проще и прозрачнее. Уровни взаимодействия открытых систем.
1.Физический уровень. На данном уровне основной рассматриваемой единицей передачи информации является бит (bit), передаваемый тем или иным способом. В контексте данного уровня рассматривается среда передачи (например, витая пара, оптоволоконный кабель), протоколы организации передачи (к примеру DSL, протокол работы оптики NRZ). К устройствам, работающим на данном уровне можно отнести регенераторы, репитеры, сетевые адаптеры. Пример протокола данного уровня -G703, описывающий стандарт передачи проводного 2-мегабитного потока.
* Здесь хотелось бы сразу сделать пояснение. Является ли маршрутизатор устройством физического уровня? Да, является – имеет сетевые интерфейсы, обеспечивающие работу на данном уровне. Но вот процесс маршрутизации рассматриваться в контексте данного уровня не может.
2. Канальный уровень. Основной рассматриваемой единицей является фрейм(frame).
*В переводной литературе частенько применяется перевод -кадр. Однако в общем и в целом, чтобы избежать путаницы, я рекомендую использовать термин фрейм. Интересующихся тем, как можно исказить понятия при переводе, привожу канонический пример. В контексте цифровых систем передачи рассматриваются понятия мультифрейм(multiframe) – фрейм(frame) – таймслот(timeslot). Приблизительный смысл вытекает уже из самого названия. Так нет, перевели как сверхцикл, цикл и канал.
Фрейм – особым образом сгруппированная группа битов физического уровня, к которому добавляется битовый заголовок, содержащий аппаратные адреса отправителя и получателя, контрольную сумму для определения целостности фрейма и некоторые флаги, управляющие процессом передачи. На данном уровне работает процесс коммутации фреймов. Сам термин коммутация следует понимать как процесс проключения канала от получателя к отправителю. К функциям данного уровня можно отнести также контроль целостности фрейма (защиту от помех и ошибок). Как пример протоколов можно привести протоколы Ethernet (IEEE 802.3), WLAN (IEEE 802.11a/b/g/n).
В принципе, на основании того, с чем (с блоком данных какого уровня) работает протокол, можно всегда уверенно утверждать, к технологии какого уровня(ей) он относится.
Чтобы упростить понимание модели, рассмотрим работу модели на конкретном примере работы сети.
3.Сетевой уровень. Основной рассматриваемой единицей является пакет. Функцией данного уровня является объединение сетей. Под сетью в данном контексте понимается группа устройств - узлов (хостов) сети, которые объединены с помощью единой технологии канального уровня. На данном уровне работает процесс маршрутизации – выбора оптимального маршрута передачи пакета. Пакет представляет собой информационный блок, содержащий информацию вышестоящего уровня в качестве нагрузки, плюс заголовок, содержащий сетевые адреса отправителя и получателя и служебную информацию.
Предыдущие три уровня я всегда рассматриваю как относящие к специфике работы специалиста сетевика. Следующий уровень уже можно рассматривать как стык на котором работают разработчики программ и сетевые специалисты.
4. Транспортный уровень. Протоколы транспортного уровня обеспечивают надежную передачу данных для протоколов более высоких уровней или для приложений. К фунциям уровня относятся обнаружение и исправление ошибок при передаче сообщения, контроль доставки, или восстановление аварийно прерванной связи, фрагментация пакетов с целью оптимизировать доставку сообщений.
Следующие три уровня являются чисто программной надстройкой над транспортной системой и обеспечиваются исключительно программным обеспечением.
5.Сеансовый уровень. Отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений.
6. Уровень представлений. На данном уровне обеспечивается кодирование исходного сообщения. К примерам можно отнести представление текста в кодировке ASCII или Unicode, сжатие видео MPEG, и т.п.
7.Уровень приложений. Основной задачей данного уровня является организация интерфейса между объектом – отправителем сообщения, представление сообщения в машинно-обрабатываемом виде и передача его на более низкие уровни модели.
32. Понятие информационной модели. Экономико-математическая модель.
Информационная модель в информатике - это представление объектов и отношений, ограничений, правил и операций, призванное указать семантику данных для выбранного домена (проблемной области). Как правило, она определяет отношения между классами объектов, но может также включать отношения между конкретными объектами. Это может обеспечить многостороннюю, стабильную и организованную структуру требований к информации или знаниям об описываемом домене, которые могут использоваться всеми специалистами, работающими с этим доменом, независимо от их конкретных задач.
ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ — математическое описание экономического процесса или объекта, произведенное в целях их исследования и управления ими: математическая запись решаемой экономической задачи (поэтому часто термины “модель” и “задача” употребляются как синонимы). Существует еще несколько вариантов определения этого термина.
В самой общей форме модель — условный образ объекта исследования, сконструированный для упрощения этого исследования. При построении модели предполагается, что ее непосредственное изучение дает новые знания о моделируемом объекте (см. Моделирование). Все это полностью относится и к Э.-м. м.
В принципе в экономике применимы не только математические (знаковые), но и материальные модели, напр., гидравлические (в которых потоки воды имитируют потоки денег и товаров, а резервуары отождествляются с такими экономическими категориями, как объем промышленного производства, личное потребление и др.) и электрические (в США была известна модель “Эконорама”, представлявшая собой сложную электрическую схему, в которой имитировались экономические процессы). Но все эти попытки имели лишь демонстрационное применение, а не служили средством изучения закономерностей экономики. С развитием же электронно-вычислительной техники потребность в них, по-видимому, и вовсе отпала.
Э.-м. м. оказывается в этих условиях основным средством модельного исследования экономики. Модель может описывать либо внутреннюю структуру объекта, либо (если структура неизвестна) егоповедение, т. е. реакцию на воздействие известных факторов (принцип “черного ящика”). Один и тот же объект может быть описан различными моделями в зависимости от исследовательской или практической потребности, возможностей математического аппарата и т. п. Поэтому всегда необходима оценка модели и области, в которой выводы из ее изучения могут быть достоверны.
Во всех случаях необходимо, чтобы модель содержала достаточно детальное описание объекта, позволяющее, в частности, осуществлять измерение экономических величин и их взаимосвязей, чтобы были выделены факторы, воздействующие на исследуемые показатели, напр. формула, по которой определяется на заводе потребность в материалах, исходя из норм расхода, есть Э.-м. м.
Если количество видов изделий обозначить через n, нормативы расхода — ai, количество изделий каждого вида — xi, то модель запишется так:
Кроме того, полезно записать условия, в которых она действительна, т. е. ограничения модели (напр., лимиты на те или иные материалы). Строго говоря, расчет по такой формуле не даст точного результата: потребность в материалах может зависеть также от случайных изменений в размерах брака и отходов, от страховых запасов и т. д. Но в общем она зависит именно от указанных двух видов величин: норм расхода материала и объемов выпуска продукции. Первые из них в данном случае называются параметрами модели, вторые — переменными модели.
Такая модель называется описательной, или дескриптивной; она описывает зависимость расхода (потребности в материале) от двух факторов — количества изделий и расходных норм. Большое значение в экономике имеют оптимизационные модели (или оптимальные). Они представляют собой системы уравнений, равенств и неравенств, которые кроме ограничений (условий) включают также особого рода уравнение, называемое функционалом, или критерием оптимальности. С помощью такого критерия находят решение, наилучшее по какому-либопоказателю, напр. минимум затрат на материалы при заданном объеме продукции или, наоборот, максимум продукции (или прибыли) при заданных ограничениях по ресурсам и т. д.
Напр., можно попытаться найти такой план работы цеха, который при заданном объеме материалов (т. е. их расход не должен быть больше какой-то величины, допустим, B) гарантирует наибольший объем продукции. Единственное, что надо при этом знать дополнительно — цену единицы продукции pi. Тогда модель будет записываться так:
при условии
Кроме того, обязательно надо учесть, что искомые величины объемов производства каждого изделия не должны быть отрицательными:
xi ≥ 0, i = 1, 2, ..., n.
Мы получили элементарную оптимизационную модель, относящуюся к типу моделей линейного программирования. Решив эту модель, т. е. узнав значения всех xi, от 1-го до n-го, мы получим искомый план.
Важное свойство Э.-м. м. — их применимость к разным, на первый взгляд непохожим ситуациям. Напр., если в приведенном примере через ai обозначить нормы внесения удобрений, а через xi — размеры участков, то та же самая формула покажет общий объем потребности в удобрениях. Точно такую же формулу можно применить к расчету затрат семьи на покупку разных продуктов и во многих других случаях.
Модель может быть сформулирована тремя способами: в результате прямого наблюдения и изучения некоторых явлений действительности (феноменологический способ), вычленения из более общей модели (дедуктивный способ), обобщения более частных моделей (индуктивный способ).
Подобные модели, в которых описывается моментное состояние экономики, называютсястатическими, те же, которые показывают развитие объекта моделирования, — динамическими.Модели могут строиться не только в виде формул, как рассмотренные здесь (это называетсяаналитическим представлением модели; см. Аналитическая модель), но и в виде числовых примеров (численное представление), в форме таблиц (матричное представление) и в форме особого рода графов (сетевое представление модели). Соответственно различают моделичисловые, аналитические, матричные, сетевые.
Экономическая наука давно пользуется моделями. Одной из первых была модель воспроизводства, разработанная французским ученым Ф. Кенэ еще в XVIII в. А в XX в. первая общая модель развивающейся экономики была сконструирована Дж. фон Нейманом. Значительный опыт построения Э.-м. м. накоплен отечественными учеными, применявшими их для анализа экономических процессов, прогнозирования и планирования во всех звеньях и на всех уровнях экономики, вплоть до планирования развития народного хозяйства страны в целом, особенно перспективного.
Принято подразделять Э-м. м. на две большие группы:
модели, отражающие преимущественно производственный аспект экономики;
модели, отражающие преимущественно социальные аспекты экономики.
Разумеется, такое деление в значительной степени условно, поскольку в каждой из моделей в той или иной степени сочетаются производственный и социальный аспекты.
Из моделей первой группы можно назвать модели долгосрочного прогноза сводных показателей экономического развития, межотраслевые модели, отраслевые модели оптимального планирования и размещения производства, а также модели оптимизации структуры производства в отраслях.
Из моделей второй группы наиболее разработаны модели, связанные с прогнозированием и планированием доходов и потребления населения, демографических процессов.
Существует большое число классификаций типов Э.-м. м., которые, однако, носят фрагментарный характер. И это, по-видимому, неизбежно, т. к. нереально охватить все многообразие социально-экономических задач, объектов и процессов, описываемых различными моделями.
Описанные в нашем словаре модели можно условно представить в виде элементов следующей классификационной схемы.
1. Наиболее общее деление моделей — по способу отражения действительности:
Аналоговая модель
Иконическая модель (то же: Портретная модель)
Концептуальная модель
Структурная модель
Функциональная модель.
2. По предназначению (цели создания и применения) модели:
Балансовая модель
Дескриптивная модель (то же: Описательная модель)
Имитационная модель
Информационная модель
Нормативная модель (то же: Прескриптивная модель), в т. ч. Оптимальная модель (то же: Оптимизационная модель).
3. По способу логико-математического описания моделируемых экономических систем:
Аналитическая модель
Вероятностная модель (то же: Стохастическая модель)
Детерминированная модель
Дискретная модель
Линейная модель
Математико-статистическая модель
Матричная модель
Нелинейная модель
Непрерывная модель
Модель равновесия
Неравновесная модель
Регрессионная модель
Сетевая модель
Числовая модель
Эконометрическая модель:
— дискретного выбора,
— непрерывной длительности (выживания),
— логит-модель,
— пробит-модель,
— тобит-модель.
4. По временному и пространственному признаку:
Гравитационная модель
Динамическая модель (см. Динамические модели экономики)
Модели с “бесконечным временем”
Статическая модель
Точечная модель
Трендовая модель и др.
5. По уровню моделируемого объекта в хозяйственной иерархии:
Глобальная модель
Макроэкономическая модель (то же: Агрегатная модель)
Микроэкономическая модель.
6. По внутренней структуре модельного описания системы:
Автономная модель
Закрытая модель
Комплекс моделей
Многосекторная модель (многоотраслевая, многопродуктовая)
Однопродуктовая модель
Открытая модель
Система моделей (в т. ч. многоуровневая или многоступенчатая).
7. По сфере применения.
Выше было указано на необозримость областей применения Э.-м. м.; поэтому мы не даем здесь их перечисления, а отсылаем к соответствующим статьям словаря: напр., о прогнозных моделях — к ст. “Прогнозирование”, об отраслевых — к ст. “Отраслевые задачи оптимального планирования развития и размещения производства”, и т. д.
33. виды языков программирования: машинно-ориентированные (машинные), и проблемно ориентированные (алгоритмические).
Машинный язык
Машинный язык - система команд, непосредственно понимаемых аппаратурой данной электронно-вычислительной системы. Как следствие этого, машинный язык однозначно определяется системой команд процессора и архитектурой компьютера.
Набор команд процессора содержит:
арифметико-логические команды - команды арифметических действий над двоичными числами и логических действий над двоичными векторами;
команды управления - команды перехода, ветвлений, повторений, и некоторые другие команды;
команды пересылки данных - команды, с помощью которых обмениваются данными ОЗУ и ЦП;
команды ввода-вывода данных - команды, с помощью которых обмениваются данными ЦП и внешние устройства.
Каждая команда содержит код операции, ею выполняемой и информацию об адресах данных, над которыми эта операция выполняется. Кроме этого, команда (непосредственно - команды управления и косвенно - другие команды) содержит информацию об адресе команды, которая будет выполняться следующей. Таким образом, любая последовательность команд, размещенная в ОЗУ, фактически представляет из себя алгоритм, записанный в системе команд процессора - машинную программу.
Наиболее распространенной сейчас является архитектура ЭВМ с общей шиной. Общая шина - это центральная информационная магистраль, связывающая внешние устройства с центральным процессором. Она состоит из шины данных, шины адреса и шины управления. Шина данных предназначена для обмена данными между ОЗУ и внешними устройствами. По шине адреса передаются адреса данных. Эта шина однонаправлена. Шина управления служит каналом обмена управляющими сигналами между внешними устройствами и центральным процессором.
Таким образом, машинный язык (язык процессора) - это набор команд, каждая из которых описывает некоторое элементарное действие по преобразованию информации, представленной в двоичном коде. Универсальное использование двоичного кода представления информации самых разнообразных форм приводит к тому, что программа решения даже достаточно простой задачи содержит сотни машинных команд. Написать такую программу, используя машинные команды, весьма непросто даже квалифицированному программисту. Реальные программы состоят из десятков и сотен тысяч машинных команд. Поэтому любая технология проектирования программы должна опираться на приемы, характерные для человеческого мышления, оперировать привычными для человека понятиями из той предметной области, которой принадлежит задача.
Иными словами, программист (проектировщик алгоритмов) должен иметь возможность сформулировать свой алгоритм на языке привычных понятий; затем специальная программа должна выразить эти понятия с помощью машинных средств, осуществляя перевод (трансляцию) текста алгоритма на язык машины.
Эта необходимость и привела к появлению языков программирования высокого уровня как языков записи алгоритмов, предназначенных для исполнения на ЭВМ.
Машинно-ориентированные языки
Предшественниками языков высокого уровня стали так называемые машинно-ориентированные языки или языки автокодов. Одним из самых ярких представителей машинно-ориентированных языков является Ассемблер. Ассемблер очень близок к машинному языку, большинство его инструкций является точным символическим представлением машинных команд. Преимущество состоит в том, что уже нет необходимости помнить числовые коды команд процессора, достаточно знать их символическое представление. Кроме этого, впервые в машинно-ориентированных языках появляется понятие переменной, как именованной области памяти для хранения данных, а вместе с ним и понятие типа данных. В программах на машинно-ориентированном языке появляется возможность использовать как числовую так и текстовую информацию в привычной для человека форме.
Несмотря на явные преимущества машинно-ориентированных языков перед сугубо машинным языком, написание программ на этих языках по прежнему сопряжено со значительными трудностями. Программы получаются очень громоздки и трудно читаемы