Вычислительные машины, сети и системы модели и методы описания вычислительных систем. Учебное пособие

Интернет. Международная космическая станция подключена к сети Интернет, что значительно ускоряет процессы работы и взаимодействия станции с Землей. Но обычное установление связи с помощью оптоволоконного или простого кабеля, которое очень эффективно в земных условиях, невозможно в космосе, в частности, из-за того, что невозможно применять в межпланетном пространстве обычный протокол TCP/IP(протокол – особый «язык» компьютерных сетей для «общения» друг с другом). Исследовательские работы по созданию нового протокола, благодаря которому Интернет мог бы функционировать и на лунных станциях, и на Марсе, ведутся. Так, один из по-

добных протоколов называется Disruption Tolerant Networking (DTN).

Компьютерные сети с этим протоколом уже были применены для связи МКС с Землей, в частности, по каналам связи были отправлены фотографии солей, которые получены в состоянии невесомости. Но эксперименты в этой сфере продолжаются.

Как сеть, Интернет за два с лишним десятка лет своего развития практически не менялся концептуально и архитектурно. С одной стороны, внедрялись новые технологии передачи данных, с другой – создавались новые сервисы, но основная концепция сети, архитектура компьютерных сетей остаются на уровне 1980-х годов. Перемены не только давно назрели, но и жизненно необходимы, так как на основе старой архитектуры невозможны инновации. Компьютерные сети уже сегодня работают на пределе своих возможностей, и ту нагрузку, которую предстоит испытать сетям при таком активном росте, они могут просто не выдержать.Развитиеивнедрениевсехперечисленныхнаправленийвозможно только после внедрения новой, более гибкой архитектуры компьютерных сетей. Во всем научном ИТ-мире это вопрос номер один.

Наиболее перспективная на сегодня технология/архитектура компьютерных (вычислительных) сетей, которая способна вывести из кри-

зиса, – это технология программно-конфигурируемых сетей (softwere definednetwork) – ПКС. Протокол OpenFlow, как лингвистическое обеспечение («язык» общения) компьютерных сетей и новый алгоритм работы компьютерных сетей – ПКС-технология – позволяют уйти от «ручного» управления сетью. В современных сетях функции управления и передачи данных совмещены, что делает контроль и управление очень сложным. ПКС-архитектура разделяет процесс управления и процесс передачи данных, что открывает колоссальные возможности для развития интернет-технологий, так как ПКС ни в чем нас не ограничивает, выводя на первый план программное обеспечение.

41

Контрольные вопросы

1.Приведите классификацию вычислительных сетей.

2.Что такое глобальные вычислительные сети?

3.Какие вы знаете беспроводные сети?

4.Расскажите об особенностях Radio-Ethernet.

5.Назовите основные характеристики технологии GPRS.

6.В чем вы видите отличие технологии GPRS от GSM?

7.Какие виды архитектур сети вы знаете?

8.Перечислите компоненты сети.

9.Назовите стандарты организации сетей.

10.Какие вы знаете направления развития вычислительных сетей?

42

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

С развитием вычислительной техники расширяется сфера ее использования, изменяется терминология. Термины «вычислительная машина», «вычислительная система», «вычислительная сеть» выросли из своего дословного толкования в части прилагательного «вычислительная». Уже давно названные объекты выполняют не только и не столько вычисления, сколько преобразования информации, а именно: накопление, хранение, организацию, толкование информации, т.е. представляют собой фактически информационные системы.

Первые компьютеры (автоматические электронные вычислительные машины с программным управлением) были созданы в конце 40-х годов XX в. и представляли собой гигантские вычислительные монстры, использовавшиеся только для вычислительной обработки информации. По мере развития компьютеры существенно уменьшились в размерах, но обросли дополнительным оборудованием, необходимым для их эффективного использования. В 1970-х годах компьютеры из вычислительных машин сначала превратились в вычислительные системы, а затем в информационно-вычислительные системы и далее сети.

Один из наиболее важных этапов развития научно-технического прогресса сегодня – микропроцессорная революция, для которой характерны широкое использование в системах обработки информации персональных компьютеров, микропроцессоров и принципиально новая организация обработки информации, распределенная обработка, направленная на максимальное приближение вычислительных ресурсов к пользователю. По возможному влиянию на общество феномен персональных вычислений сравнивают лишь с изобретением книгопечатания.

43

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1  Авдеев, В.А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование [Текст] / В.А. Авдеев. – М. : ДМК Пресс, 2014.

2  Агуров, П. Интерфейс USB. Практика использования и программирования [Текст] / П. Агуров. – СПб. : БХВ – Петербург, 2015.

3  Агуров, П. Последовательные интерфейсы ПК. Практика программирования [Текст] / П. Агуров. – СПб. : БХВ – Петербург, 2014.

4  Андреев, А.М. Многопроцессорные вычислительные системы

[Текст] / А.М. Андреев. – М. : МГТУ, 2016. – 332 c.

5  Андреев, А.М. Многопроцессорные вычислительные системы: теоретический анализ, математические модели и применение [Текст] : учеб. пособие / А.М. Андреев, Г.П. Можаров, В.В. Сюзев. –

М. : МГТУ им. Баумана, 2014. – 332 c.

6  Асмаков, С.В. Железо 2008. Компьютер Пресс рекомендует [Текст] / С.В. Асмаков, С.О. Пахомов. – СПб. : Питер, 2013.

7  Белолипецкий, В.Г. Сборник олимпиадных задач для специальности «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» [Текст] : учеб. пособие для вузов / В.Г. Белолипецкий. – М. : КноРус, 2016. – 277 c.

8  Бройдо, В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации [Текст] / В. Бройдо, О.П. Ильина. – СПб. : Питер, 2015. – 560 c.

9  Бройдо, В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации [Текст] / В.Л. Бройдо. – СПб. : Питер, 2013. – 688 c.

10  Бройдо, В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации [Текст] : учеб. для вузов / В.Л. Бройдо, О.П. Ильина. – СПб. :

Питер, 2014. – 560 c.

11  Широкополосные беспроводные сети передачи информации [Текст] / В.М. Вишневский [и др.]. М. : Техносфера, 2015.

12 Горнец, Н.Н. ЭВМ и периферийные устройства [Текст] : учеб. пособие / Н.Н. Горнец, А.Г. Рощин. – М. : Академия, 2013.

13 Горнец, Н.Н. ЭВМ и периферийные устройства. Компьютеры и вычислительные системы [Текст] : учеб. для студентов учреждений высш. проф. образования / Н.Н. Горнец, А.Г. Рощин. – М. : Академия, 2013. – 240 c.

14 Пятибратов, А.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации [Текст]: учеб. пособие / А.П. Пятибратов, Л.П. Гудыно, А.А. Кириченко ; под ред. А.П. Пятибратова. – М. : КноРус, 2013. – 376 c.

44

15 Гук, М. Аппаратные средства IBM PC [Текст] : энцикл. / М. Гук.

– 3-е изд. – СПб. : Питер, 2014.

16 Догадин, Н.Б. Архитектура компьютера [Текст] / Н.Б. Догадин. –

М. : БИНОМ, 2014.

17 Емельянов, С.В. Информационные технологии и вычислительные системы [Текст] / С.В. Емельянов. – М. : Ленанд, 2014. – 84 c.

18 Емельянов, С.В. Информационные технологии и вычислительные системы: Интернет-технологии. Математическое моделирование. Системы управления. Компьютерная графика [Текст] / С.В. Емелья-

нов. – М. : Ленанд, 2015. – 96 c.

19 Емельянов, С.В. Информационные технологии и вычислительные системы: вычислительные системы. Математическое моделирование прикладные аспекты информатики [Текст] / С.В. Емельянов. –

М. : Ленанд, 2015. – 96 c.

20 Замятина, О.М. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. моделирование сетей [Текст] : учеб. пособие для магистратуры / О.М. Замятина. – Люберцы : Юрайт, 2016. – 159 c.

21 Зотов, А.Ф. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации [Текст] / А.Ф. Зотов. – М. : КноРус, 2014. – 288 c.

22 Информатика [Текст] : учеб. / под ред. Н.В. Макаровой. – 3-е перераб. изд. – М. : Финансы и статистика, 2015. – 768 с.

23 Калмакова, А.В. Вычислительные машины, системы и сети [Текст] / А.В. Калмакова, О.Е. Узинцев. – М. : МГИУ, 2013. – 76 c.

24Канащенков, А.И. Радиолокационные системы многофункциональных самолетов. Т. 3. Вычислительные системы РЛС многофункциональные [Текст] / А.И. Канащенков. – М. : Радиотехника, 2014. – 280 c.

25Копейкин, М.В. Организация ЭВМ и систем (память ЭВМ) [Текст] : учеб. пособие / М.В. Копейкин, В.В. Спиридонов, Е.О. Шумова. – СПб. : Изд-во СЗТУ, 2014. – 153 с.

26Лапин, А. Интерфейсы. Выбор и реализация [Текст] / А. Лапин. М. : Техносфера, 2015.

27Ларионов, А.М. Вычислительные комплексы, системы и сети [Текст] / А.М. Ларионов. – Л. : Энергоатомиздат, 2016. – 288 c.

28Мелехин, В.Ф. Вычислительные системы и сети [Текст] : учеб. для студентов учреждений высш. проф. образования / В.Ф. Мелехин, Е.Г. Павловский. – М. : Академия, 2013. – 208 c.

29Мюллер, С. Модернизация и ремонт ПК / С. Мюллер – М. :

ООО«И.Д. Вильямс», 2014.

45

30 Осокин, А.Н. Изучение струйного большеформатного плоттера [Текст] : метод. указания / А.Н. Осокин, Ю.В. Цыганков. – Томск : Изд-во ТПУ, 2015.

31 Осокин, А.Н. Периферийные устройства. Устройства вывода [Текст] : учеб. пособие / А.Н. Осокин, Ю.В. Цыганков. – Томск : Изд-

во ТПУ, 2015.

32 Осокин А.Н. Подготовка жесткого диска к работе [Текст] : метод. указания / А.Н.Осокин, Ю.В. Цыганков. – Томск : Изд. ТПУ, 2015.

33 Партыка, Т.Л. Электронные вычислительные машины и системы [Текст] : учеб. пособие / Т.Л. Партыка, И.И. Попов. – М. : Форум,

ИНФРА-М, 2014. – 368 c.

34 Путилин, А.Б. Вычислительной техника и программирование в измерительных информционных системах [Текст]: учеб. пособие / А.Б. Путилин. – М. : Дрофа, 2016.

35 Пятибратов, А.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации [Текст] : учеб. / А.П. Пятибратов, Л.П. Гудыно, А.А. Кириченко. – М. : Финансы и статистика : ИНФРА-М, 2014. – 736 c.

36 Рождествина, А.А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации (для бакалавров) [Текст] / А.А. Рождествина. – М. : Кно-

Рус, 2013. – 376 c.

37 Таненбаум, Э. Архитектура компьютера [Текст] / Э. Таненбаум.

– СПб. : Питер, 2016.

38 Хамахер, К. Организация ЭВМ [Текст] / К. Хамахер, З. Вранешич, С. Заки. – 5-е изд. – СПб. : Питер, 2013.

39 Цилькер, Б.Я.Организация ЭВМ и систем [Текст] / Б.Я. Цилькер, С.А. Орлов. – СПб. : Питер, 2014.

40 Цилькер, Б.Я. Организация ЭВМ и систем [Текст] : учеб. для вузов / Б.Я. Цилькер, С.А. Орлов. – СПб. : Питер, 2016.

41 Шевченко, В.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации [Текст] : учеб. / В.П. Шевченко. – М. : КноРус, 2015. – 288 c.

42 Шек, В.М. Сети ЭВМ и телекоммуникаций [Текст] : метод. указания по выполнению лабораторных работ / В.М. Шек, И.В. Баранникова, А.Е. Соловьев. – М. : МГГУ, 2007. – 47 с.

43 Шепель, В.М. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации [Текст] : учеб. / В.М. Шепель. – М. : Финансы и статистика, 2014. – 736 c.

46

Приложение

ПРИНЯТЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПК

А

AAI – Application to Application Interface, интерфейс связи между приложениями;

AAR –AutomaticAlternative Routing, маршрутизация с автоматиче-

ским обходом неисправных узлов;

ABC–ApplicationBuildingClasses,классыпостроенияприложений; ABI –Application Binary Interface, двоичный интерфейс приложений; ACD – 1. Automatic Call Distribution, автоматическое распреде-

ление вызовов (в системах телефонной связи); 2. Automatic Call Distributor, устройство автоматического распределения вызовов;

ACIA – Asynchronous Communications Interface Adapter, адаптер асинхронной связи;

ACMS – 1. Application Control and Management System, система кон-

троля и администрирования приложений; 2. Automated Connection ManagerServer,серверавтоматизированногоуправлениясоединениями; ACS – Automated Cartridge System, автоматизированная картридж-

ная система;

ADB – Apple Desktop Bus, шина настольных систем фирмы Apple Computer;

ADF – Automatic Document Feeder, автоматический загрузчик ори-

гиналов (в копировальном устройстве);

ADL – Automated Data Library, автоматизированная библиотека данных;

ADMD – Administration Management Domain, домен администра-

тивного управления (отдельная сеть, входящая в Интернет);

ADSL – Asymmetrical Digital Subscriber Line, асимметричная циф-

ровая абонентская линия;

AEC – Automatic Error Correction, автоматическое исправление ошибок;

AES – 1.Application Environment Specifications, спецификации сре-

ды прикладных программ; 2. Auto Emulation Switching, автоматическое переключение эмуляции (режим автоматического распознавания принтером управляющего языка входного текста);

AFN –Access Feeder Node, узел, обеспечивающий доступ (в сети); AIFF – Audio Interchange File Format, файловый формат для обме-

на аудиоданными;

47

ALM – 1. Application Loadable Module, приложение в виде загружаемого модуля (NetWare); 2. AppWare Loadable Module, загружае-

мый модуль средыAppWare;

AMIS – Audio Messaging Interchange Specification, спецификация обмена речевыми сообщениями;

AMLCD –Active Matrix Liquid-Crystal Display, жидкокристалличе-

ский дисплей на активной матрице;

AMP – Asymmetrical Multiprocessing, асимметричная мультипро-

цессорная обработка;

AMPS –Advanced Mobile Phone System, усовершенствованная систе-

ма мобильной радиотелефонной связи (стандарт сотовой связи в США); ANDF – Architecture Neutral Distribution Format, независимый от

архитектуры формат электронного распространения ПО;

ANI – Automatic Number Identification, автоматическое определе-

ние номера (телефона);

AOCE –Apple Open Collaboration Environment, открытая среда вза-

имодействия фирмыApple (набор интерфейсов прикладного программирования);

API – Application Programming Interface, интерфейс прикладного программирования;

APM – Advanced Power Management, усовершенствованное управ-

ление питанием (стандарт);

APPC – Advanced Program-to-Program Communications, развитая связь между программами (интерфейс фирмы IBM);

APPN –Advanced Peer-to-Peer Networking, развитая архитектура од-

ноуровневыхсетей(схемамаршрутизациифирмыIBMдлясетейSNA); APT – Application Programming Tools, инструментальные средства

прикладного программирования;

ARL–Access Rights List, список прав доступа;

ART – 1. Adaptive Recognition Technology, технология адаптивного распознавания (образов); 2. Automatic Recognition Technology, техно-

логия автоматического распознавания (интерфейса принтера);

ASA – 1. American Software Association, Американская ассоциация программного обеспечения; 2.American StandardsAssociation, Амери-

канская ассоциация по стандартизации;

ASD – Automated Software Distribution, автоматизированное рас-

пространение программного обеспечения;

ASE – Accredited System Engineer, уполномоченный инженер-си-

стемотехник;

ASF – Automatic Sheet Feed, автоматическая подача бумаги (в принтере);

ASR – Automatic Speech Recognition, автоматическое распознава-

ние речи;

48

ATDM – Asynchronous Time Division Multiplexing, асинхронное мультиплексирование с разделением времени (временное уплотнение); ATM – 1. Asynchronous Transfer Mode, режима синхронной передачи; 2. Automatic Teller Machine, 1) торговый автомат, 2) банковский

автомат, банкомат;

AUI – 1. Access Unit Interface, интерфейс устройств доступа; 2.Attachment Unit Interface, интерфейс устройств подключения;

AVI – Audio Video Interlaced, чередование аудио и видео (технология фирмы Microsoft в области систем мультимедиа);

AVNP – Autonomous Virtual Network Protocol, протокол автоном-

ной виртуальной сети;

AVR – Automatic Voice Recognition, автоматическое распознавание речи (голоса).

B

BCS – Basic Catalog Structure, базовая структура каталога;

BDC – Backup Domain Controller, резервный контроллер домена (см. также PDC);

BFS – Boot File System, загрузочная файловая система (поддерживающая загрузку независимо от используемой файловой системы);

BFT – Binary File Transfer, передача двоичных файлов (стандарт); BNA – Broadband Network Architecture, архитектура широкополос-

ных сетей (предложена фирмой IBM);

BOP– Bit-Oriented Protocol, протокол побитовой передачи данных; BPR – Business Process Reengineering, реорганизация (реинжине-

ринг) системы ведения бизнеса;

BRIM – Bridge Router Interface Module, интерфейсный модуль мо-

ста/маршрутизатора;

BTAC–BranchTargetAddress Cache,кэш-памятьадресответвлений.

C

CAM – Controlled Attachment Module, управляемый модуль под-

ключения к среде;

CAS – Communication Application Specification, спецификация приложений связи (стандарт, разработанный фирмами Intel и Digital CommunicationsAssociates);

CASE – Computer-Aided Software Engineering, система автоматизи-

рованной разработки программ;

CAV – Constant Angular Velocity, 1. Постоянная угловая скорость,

2.Соответствующий способ записи информации на лазерный диск,

3.Соответствующий формат лазерного диска (поддерживающий пошаговый захват);

49

CCIA – Computer and Communucations Industry Association, Ассо-

циация производителей средств вычислительной техники и связи

(США);

CDDI – Copper Distributed Data Interface, распределенный интер-

фейс передачи данных по кабельным линиям (вариант FDDI для кабельных линий);

CDE – 1. Common Desktop Environment, общая вычислитель-

ная среда для настольных систем; 2. Cooperative Development Environment, среда коллективной разработки программ (стандартная спецификация Unix);

CDFS – CD-ROM File System, файловая система на компакт-дисках; CDI – (CD-I) Compact Disk Interactive, интерактивный компакт-диск; CDMA – Code Division Multiple Access, множественный доступ с

кодовым разделением (каналов);

CDPD – Cellular Digital Packet Data, пакеты цифровых данных со-

товой сети (стандарт на пересылку пакетов по не используемым в данное время линиям речевой связи в сотовой сети);

CD-ROM–CompactDiskRead-OnlyMemory,ПЗУнакомпакт-дисках; CEM – Contract Electronic Manufacturers, изготовители электрон-

ной аппаратуры (смонтированных печатных плат) на заказ;

CEO – Chief Executive Officer, главный администратор, исполни-

тельный директор, распорядитель (фирмы);

CGI – Computer Graphics Interface, интерфейс машинной графики; CGM – Computer Graphics Metafile, метафайл машинной графики

(стандартный формат хранения и передачи изображений);

CIC – 1. Carrier (Circuit) Identification Code, код идентификации ка-

нала; 2. Commercial Internet carriers, поставщики платных услуг в сети

Internet;

CIDR – Classless Inter-Domain Routing, бесклассовая междоменная маршрутизация;

CIF – 1. Common Intermediate Format, единый промежуточный формат (стандарт на разрешающую способность при цифровом кодировании/декодировании видеосигналов); 2. Customer Information File, файл информации о заказчике;

CIO – Сhief Information Officer, руководитель информационной службы (компании);

CIT – Computer-Integrated Telephony, компьютерная телефония; CLI – Call Level Interface, интерфейс на уровне вызовов (коммуникационный интерфейс для обеспечения связи между различными

базами данных);

CLNP – Connectionless Network Protocol, сетевой протокол переда-

чи без установления соединения;

50