17.4.3. Организация обмена информацией в сети

Вследствие сложности процесса передачи данных в сети и из-за широкого развития сетей по инициативе Международной организации по стандартизации - ISO (International Standard Organization) - приняты международные соглашения, регламентирующие различные вопросы взаимодействия узлов в сети. При этом определены следующие уровни взаимодействия в сети:

1. физический. Обеспечивает электрические, механические и функциональные характеристики подключения к каналам связи. В 1994 году в Европе утвержден стандарт V.32 для работы на любых каналах. В нем определены десять процедур, по которым модем после тестирования линии выбирает соответствующие несущие частоты и полосу пропускания. На этом уровне обеспечивается также преобразование сигналов из аналоговых в дискретные и обратно;

2. канальный. Генерирует стартовый сигнал и организует начало передачи данных, проверяет полученную информация и исправляет ошибки, отключает канал при его неисправности и восстанавливает передачу после ремонта, генерирует сигнал окончания передачи и переводит канал в пассивное состояние. При обнаружении ошибки запрашивается ее перепередача. Для повышения скорости обмена данные сжимаются (эффективно кодируются);

3. сетевой. Выполняет маршрутизацию и адресацию информации, управляет потоками данных. По одному каналу могут передаваться данные от нескольких источников;

4. транспортный. Управляет в целом передачей данных от источника сообщения к получателю. Отвечает за стандартизацию обмена данными между программами, находящимися на разных компьютерах сети;

5. сеансовый. Организует и проводит сеанс связи между прикладными процессами, выполняемыми на компьютерах сети. Определяет правила диалога прикладных программ, рестарта, проверки прав доступа к сетевым ресурсам;

6. представительный. Интерпретирует и преобразует передаваемые между прикладными процессами данные к виду, удобному для прикладных процессов. Определяет форматы данных, алфавиты, коды представления специальных и графических символов;

7. прикладной. Выполняет прикладные программы и административное управление сетью.

Уровни 1 и 2 составляют нижнюю группу, непосредственно связанную с каналами связи. Уровни 3 и 4 прокладывают путь данным между отправителем и получателем сообщения и управляют передачей по этому пути. Уровни 5 – 7 связаны с организацией взаимодействия прикладных программ, с вводом, хранением, обработкой данных и выдачей результатов.

Каждый из уровней выполняет «указания» уровня с большим порядковым номером, т.е. более высокого уровня. Каждый из уровней, помимо выполнения собственных функций, «подстраховывает» работу более низких уровней. Так, если канальный уровень пропустит ошибку, ее исправит транспортный.

Организация взаимодействия между одинаковыми уровнями различных компьютеров сети определяется соответствующим протоколом, название которого соответствует уровню.

18. Обработка информации

Выполняется компьютером, подробно рассмотренным в части 3. Вследствие принципа программного управления обработка информации осуществляется в соответствии с программой, предварительно размещенной в памяти компьютера.

Рассмотрим процесс обработки информации на примере программы (12.11). Пусть для нее сформирован загрузочный модуль (18.1), выполненный в условных машинных командах и размещенный в ОЗУ:

сегментированный адрес в ОЗУ содержимое адреса

размещения команды

0002:0008 -

0002:000А 128 0008

0002:000D 126 1

0002:000F 127 0008 (18.1)

0003:0002 124

0003:0003 125 0008

0003:0006 129 0008 ,

где коды операций 128 и 129 означают, соответственно, ввод с клавиатуры с размещением по указанному адресу и вывод на экран монитора данного по указанному адресу (объем этих команд – по 3 байта); остальные команды соответствуют загрузочному коду из табл. 12.2.

Пусть начальным значением переменной CHISLO, вводимым с клавиатуры, является целое число 20. Тогда содержимое адресов и регистров, участвующих в обработке в соответствии с программой (12.11), приведено в табл. 18.1. При этом учитывались структура и принципы функционирования УУ и АЛУ, рассмотренные в п.п. 9.2 и 9.3.

Таблица 18.1

Счетчик адреса команд	Содержимое регистра команды УУ			Содержимое регистров АЛУ			Содержимое адреса 0008
	Код операции	Первый операнд	Второй операнд	Первый операнд (АХ)	Второй операнд (СХ)	Результат (АХ)
000А	128	0008	-	-	-	-	20
000D	126	1	Регистр АХ	1	-	-	То же
000F	127	0008	СХ	1	20	1	"-"
0002	124	АХ	СХ	1	То же	21	"-"
0003	125	АХ	0008	21	"-"	21	21
0006	129	0008	-	21	"-"	21	21

Будучи одной из фаз предметного информационного процесса, обработка информации компьютером, в свою очередь, сама является информационным процессом, в реализации которого принимают участие структурные элементы компьютера, рассмотренные ранее:

1. источником информации является программист, если выполняется отладка программы, или пользователь, если программа эксплуатируется. В качестве сигнала S₁ выступают входные данные, например, значения переменной CHISLO из (12.11). Носитель информации произволен;

2. восприятие сигнала S₁ инициируется при выполнении команды, соответствующей оператору input (CHISLO). Введенная с клавиатуры информация размещается в промежуточной буферной памяти УВв. Носитель сигнала S₂ носит электронный характер;

3. передача – введенная информация передается из буферной памяти по адресу основной памяти, указанному в загрузочном модуле для размещения соответствующей переменной. Например, в табл. 12.2 для переменной CHISLO отведена область памяти размером 2 байта по адресу 0002:0008. Сигнал S₃ носит электронный характер;

4. обработка – выполняется процессором и заключается в выполнении оператора присваивания из (12.11). Этому оператору соответствует код из табл. 12.2, по которому выполняются следующие действия:

• в регистр АХ помещается 1;

• в регистр СХ помещаются данные, расположенные по адресу 0002:0008, – это введенное при восприятии значение переменной CHISLO;

• содержимое регистров АХ и СХ складывается, результат помещается в регистр АХ;

• содержимое регистра АХ помещается по адресу 0002:0008, т.е. присваивается переменной CHISLO. При этом отведенная под переменную память может быть недостаточна для размещения результата, если, например, введенное значение было слишком большим. Тогда возникает ситуация переполнения. Таким образом, семантика сигнала S₄ различается в зависимости от результатов вычислений:

• если вычисления корректны, то это значение переменной CHISLO, которое размещено по адресу 0002:0008, а потому носит электронный характер;

• если вычисления некорректны, тогда сигнал S₄ – это диагностические сообщения о недостатке памяти для переменной. Также носит электронный характер;

5. хранение – не выполняется, поскольку в программе отсутствуют команды по привлечению внешней памяти;

6. передача – это перенос сигнала S₄ от основной памяти компьютера к промежуточной буферной памяти УВыв, в роли которого выступает для программы (12.11) монитор. Инициируется оператором write (CHISLO), если обработка прошла корректно, или средствами ОС при наличии ошибки в программе. В любом случае выполняется средствами ОС и каналами сопряжения УВыв и других устройств компьютера. Сигналы S₄ и S₅ в таком случае тождественны по синтаксису и носителю, а различаются лишь местом нахождения;

7. представление заключается в преобразовании сигнала S₅ к виду, понятному и удобному потребителю. Выполняется УВыв, в роли которого в данном случае выступает монитор; тогда сигнал S₆ – электронный;

8. потребителем информации является:

• программист - в случае отладки. В роли сигнала S₆ выступают:

• диагностические сообщения о наличии ошибок в тексте программы, если обнаружены ошибки. Назначение программиста в этом случае – исправить исходный текст программы и заново отладить программу;

• результирующие данные;

• конечный пользователь – в случае эксплуатации программного продукта. Сигнал S₆ - это результирующие данные.