Билет № 1 БАЗАХ

1.Базові поняття реляційних баз даних. Тип даних. Домен. Схема відношення, схеми бази даних. Кортеж, відношення. Реляционная БД — база данных, основанная на реляционной модели данных. Для работы с реляционными БД применяют реляционные СУБД. Реляционная БД – это совокупность отношений, содержащих всю информацию, которая должна храниться в БД. Отношение — фундаментальное понятие реляционной модели данных. По этой причине модель и называется реляционной (от английского relation — отношение). Отношение имеет простую графическую интерпретацию, оно может быть представлено в виде таблицы, столбцы (поля, атрибуты) которой соответствуют вхождениям доменов в отношение, а строки (записи) — наборам из n значений, взятых из исходных доменов. Число строк (кортежей) n, называют кардиальным числом отношения, или мощностью отношения. Схема системы БД - ее структура, описанная на формальном языке, поддерживаемом системой управления БД (СУБД). В реляционных БД схема определяет таблицы, поля в каждой таблице, а также отношения между полями и таблицами. В базах данных, кортежем называется группа взаимосвязанных элементов данных. В реляционных базах данных кортеж — это элемент отношения, строка таблицы; упорядоченный набор из N элементов. Домен — (теория) множество всех допустимых атомарных значений столбца; (практика) — метаданные, абстрактно описывающие столбец таблицы БД, включая проверки и ограничения. Значения данных, хранимые в реляционной базе данных, являются типизированными, т. е. известен тип каждого хранимого значения. Понятие типа данных в рел. модели данных полностью соответствует понятию типа данных в языках программирования. Традиционное (нестрогое) определение типа данных состоит из трех основных компонентов: определение множества значений данного типа; определение набора операций, применимых к значениям типа; определение способа внешнего представления значений типа (литералов). Обычно в современных реляционных БД допускается хранение символьных, числовых данных (точных и приблизительных), специализированных числовых данных (таких, как «деньги»), а также специальных «темпоральных» данных (дата, время, временной интервал). Кроме того, в реляционных системах поддерживается возможность определения пользователями собственных типов данных.

2.Абстрактні моделі захисту інформації: модель Біба, модель Гогена-Мезигера. Политика безопасности – свод формальных правил, определяющих обработку, распространение и защиту информации. Модель политики безопасности – формальное представление политики безопасности для определенной системы или класса систем, определяющее методы обработки, распространения и защиты информации. Одной из первых моделей была опубликованная в 1977 модель Биба (Biba). Согласно ей все субъекты и объекты предварительно разделяются по нескольким уровням доступа, а затем на их взаимодействия накладываются следующие ограничения: 1) субъект не может вызывать на исполнение субъекты с более низким уровнем доступа; 2) субъект не может модифицировать объекты с более высоким уровнем доступа. Основной недостаток модели состоит в том, что введение уровней целостности только ограничивает возможности доступа субъектов к объектам, создавая либо значительную изоляцию между уровнями целостности, либо после определения уровней целостности этот уровень может только понижаться, что само по себе лишает его управляемости, и как следствие функциональности. Модель Гогена-Мезигера (Goguen-Meseguer), представленная ими в 1982 году, основана на теории автоматов. Согласно ей система может при каждом действии переходить из одного разрешенного состояния только в несколько других. Субъекты и объекты в данной модели защиты разбиваются на группы – домены, и переход системы из одного состояния в другое выполняется только в соответствии с так называемой таблицей разрешений, в которой указано какие операции может выполнять субъект, скажем, из домена C над объектом из домена D. В данной модели при переходе системы из одного разрешенного состояния в другое используются транзакции, что обеспечивает общую целостность системы.

3.Загальна характеристика пам’яті комп’ютерів. Компьютерная память (устройство хранения информации, запоминающее устройство) — часть вычислительной машины, физическое устройство или среда для хранения данных, используемых в вычислениях, в течение определённого времени. Память в вычислительных устройствах имеет иерархическую структуру и обычно предполагает использование нескольких запоминающих устройств, имеющих различные характеристики. Компьютерная память обеспечивает поддержку одной из функций современного компьютера, — способность длительного хранения информации. Вместе с центральным процессором запоминающее устройство являются ключевыми звеньями так называемой архитектуры фон Неймана(принцип совместного хранения программ и данных в памяти компьютера), — принципа, заложенного в основу большинства современных компьютеров общего назначения. Классификация типов памяти. Доступные операции с данными: Память только для чтения; Память для чтения/записи. Энергозависимость: Энергонезависимая память; Энергозависимая память. Метод доступа:Последовательный доступ; Произвольный доступ. Назначение: Буферная. Временная. Кеш-память. Управляющая память — память, содержащая управляющие программы или микропрограммы. Обычно реализуется в виде ПЗУ. Организация адресного пространства: Реальная или физическая память — память, способ адресации которой соответствует физическому расположению её данных; Виртуальная память — память, способ адресации которой не отражает физического расположения её данных; Оверлейная память — память, в которой присутствует несколько областей с одинаковыми адресами, из которых в каждый момент доступна только одна. Удалённость и доступность для процессора: Первичная память доступна процессору без какого-либо обращения к внешним устройствам(Процессорная или регистровая память и кеш процессора); Вторичная память доступна процессору путём прямой адресацией через шину адреса (Адресуемая память) или через другие выводы. Таким образом доступна основная память и порты ввода-вывода (специальные адреса, через обращение к которым реализовано взаимодействие с прочей аппаратурой); Третичная память доступна только путём нетривиальной последовательности действий. Сюда входят все виды внешней памяти — доступной через устройства ввода-вывода. Организация хранения данных и алгоритмы доступа к ним: Адресуемая память - адресация осуществляется по местоположению данных. Ассоциативная память — адресация осуществляется по содержанию данных, а не по их местоположению. Стековая память — реализация стека. Матричная память — ячейки памяти расположены так, что доступ к ним осуществляется по двум или более координатам. Объектная память — память, система управления которой ориентирована на хранение объектов. При этом каждый объект характеризуется типом и размером записи. Семантическая память — данные размещаются и списываются в соответствии с некоторой структурой понятийных признаков.

4.Адресація пакетів. Каждый абонент (узел) локальной сети должен иметь свой уникальный адрес (он же идентификатор, МАС-адрес), чтобы ему можно было адресовать пакеты. Существуют две основные системы присвоения адресов абонентам сети. Первая система сводится к тому, что при установке сети каждому абоненту присваивается свой адрес. При этом требуемое количество разрядов адреса определяется из простого уравнения: 2^n>Nmax, где п — количество разрядов адреса, a Nmax - максимально возможное количество абонентов в сети. Например, 8 разрядов адреса достаточно для сети из 255 абонентов. Достоинства данного подхода -простота и малый объем служебной информации в пакете, а также простота аппаратуры адаптера, распознающей адрес пакета. Недостаток - трудоемкость задания адресов и возможность ошибки (двум абонентам сети может быть присвоен один и тот же адрес). Второй подход к адресации был разработан международной организацией IEEE, занимающейся стандартизацией сетей. Именно он используется в большинстве сетей и рекомендован для всех новых разработок. Идея состоит в том, чтобы присваивать уникальный сетевой адрес каждому адаптеру сети еще на этапе его изготовления. Если количество возможных адресов будет достаточно большим, то можно быть уверенным, что в любой сети не будет абонентов с одинаковыми адресами. Был выбран 48-битный формат адреса, что соответствует примерно 280 триллионам различных адресов. Чтобы распределить возможные диапазоны адресов между многочисленными изготовителями сетевых адаптеров. 46 разрядов - универсально управляемый адрес или IEEE-адрес. Старший бит I/G (Individual/Group) определяет индивидуальный это адрес или групповой. Второй управляющий бит U/L (Universal/Local) называется флажком универсального/местного управления и определяет, как был присвоен адрес данному сетевому адаптеру. Для широковещательной передачи используется специально выделенный сетевой адрес, все 48 битов которого установлены в единицу. Его принимают все абоненты сети независимо от их индивидуальных и групповых адресов.

5.Характеристика конвеєрних комп’ютерних систем. Конве́йер — это способ организации вычислений, используемый в современных процессорах и контроллерах с целью ускорения выполнения инструкций (увеличения числа инструкций, выполняемых в единицу времени). Применительно к процессорам, является приемом, используемым при разработке компьютеров и других цифровых электронных устройств для увеличения их инструкционной пропускной способности (количеству инструкций, которые могут быть выполнены за определенный временной промежуток). Идея заключается в том, чтобы разделить обработку компьютерной инструкции на последовательности независимых шагов, с сохранением результатов в конце каждого шага. Это позволяет управляющим цепям компьютера получать инструкции со скоростью самого медленного шага обработки, но такое решение намного быстрее, чем выполнение всех этих шагов эксклюзивно для каждой инструкции. Принцип конвейерной обработки информации нашел широкое применение в вычислительной технике. В первую очередь это относится к конвейеру команд. Практически все современные ЭВМ используют этот принцип. Вместе с тем во многих вычислительных системах наряду с конвейером команд используется и конвейер данных. Сочетание этих двух конвейеров дает возможность достигнуть очень высокой производительности систем на определенных классах задач, особенно если при этом используется несколько конвейерных процессоров, способных работать одновременно и независимо друг от друга. Неконвейерная архитектура неэффективна потому, что некоторые компоненты (модули) процессора простаивают, пока какой-то из модулей выполняет свою роль в цикле обработки инструкций. Конвейер не убирает полностью время простоя в процессорах как таковое, но заставляет модули процессора работать параллельно, за счет этого увеличивая общую производительность программ.

Билет № 2 АХТФН

1.Архітектура сапр.

Система автоматизации проектных работ, или система автоматизированного проектирования, САПР (англ. CAD, Computer-Aided Design) — программный пакет, предназначенный для проектирования (разработки) объектов производства (или строительства), а также оформления конструкторской и/или технологической документации. Современные САПР используются совместно с системами автоматизации инженерных расчётов и анализа CAE (Computer-aided engineering). Некоторые САПР содержат интегрированные средства автоматизации инженерных расчётов и анализа. Данные из CAD-систем передаются в CAM (англ. Computer-aided manufacturing — система автоматизированной разработки программ обработки деталей для станков с ЧПУ). Работа с САПР обычно подразумевает создание геометрической модели изделия (двумерной или трёхмерной, твердотельной), генерацию на основе этой модели конструкторской документации (чертежей изделия, спецификаций и проч.) и последующее его сопровождение. Следует отметить, что русский термин «САПР» по отношению к промышленным системам имеет более широкое толкование, чем CAD — он включает в себя CAD, CAM и CAE. САПР состоит из 2х составляющих: аппаратная и программная. Аппаратная включает в себя компьютеры и различную периферию – технические средства, а программная – специализированные программные пакеты. САПР имеет разные уровни. Технические средства Пакетов прикладных программ для каждого уровня принято называть средствами проектирования для данного уровня. Тех. средства предназначены для ввода, вывода, хранения и обработки информации., передачи программ и данных и организации взаимосвязи проэктировщика и САПР, а так же для изготовления машинным методом проектной документации. Программное обеспечение состоит из программных средств и прикладного программного обеспечения. Прикладное Программное обеспечение – совокупность пакетов и программ используемых на всех этапах проектирования.

2.Характеристика мультипроцесорних комп’ютерних систем.

Мультипроцессор — это компьютерная система, которая содержит несколько процессоров и одно адресное пространство, видимое для всех процессоров. В мультипроцессорных компьютерах имеется несколько процессоров, каждый из которых может относительно независимо от остальных выполнять свою программу. В мультипроцессоре существует общая для всех процессоров операционная система, которая оперативно распределяет вычислительную нагрузку между процессорами. Взаимодействие между отдельными процессорами организуется наиболее простым способом - через общую оперативную память. Сам по себе процессорный блок не является законченным компьютером и поэтому не может выполнять программы без остальных блоков мультипроцессорного компьютера - памяти и периферийных устройств. Все периферийные устройства являются для всех процессоров мультипроцессорной системы общими. Территориальную распределенность мультипроцессор не поддерживает - все его блоки располагаются в одном или нескольких близко расположенных конструктивах, как и у обычного компьютера. Основное достоинство мультипроцессора - его высокая производительность, которая достигается за счет параллельной работы нескольких процессоров. Так как при наличии общей памяти взаимодействие процессоров происходит очень быстро, мультипроцессоры могут эффективно выполнять даже приложения с высокой степенью связи по данным. Еще одним важным свойством мультипроцессорных систем является отказоустойчивость, то есть способность к продолжению работы при отказах некоторых элементов, например процессоров или блоков памяти. При этом производительность, естественно, снижается, но не до нуля, как в обычных системах, в которых отсутствует избыточность. По способу адресации памяти различают несколько типов мультипроцессоров, среди которых: UMA (Uniform Memory Access), NUMA (Non Uniform Memory Access) и COMA (Cache Only Memory Access). UMA - архитектура многопроцессорных компьютеров с общей памятью.Все микропроцессоры используют физическую память одновременно. При этом время запроса к данным из памяти не зависит ни от того, какой именно процессор обращается к памяти, ни от того, какой именно чип памяти содержит нужные данные. Однако каждый микропроцессор может использовать свой собственный кеш. NUMA- схема реализации компьютерной памяти, используемая в микропроцессорах, когда время доступа к памяти определяется её расположением по отношению к процессору, COMA- является организацией памяти компьютера для использования в многопроцессорных, в которых локальная память (как правило, DRAM) в каждом узле используется в качестве кэш-памяти. Это в отличие от использования локальной памяти фактической оперативной памяти, как и в NUMA организаций.