1.Тупики, розпізнавання і руйнація. Метод тимчасових міток. Журналізація…

Одним из наиболее чувствительных недостатков метода сериализации транзакций на основе синхронизационных блокировок является возможность возникновение тупиков (deadlocks) между транзакциями. Основой обнаружения тупиковых ситуаций является построение (или постоянное поддержание) графа ожидания транзакций. Граф ожидания транзакций – это ориентированный двудольный граф, в котором существует два типа вершин – вершины, соответствующие транзакциям, и вершины, соответствующие объектам блокировок. В этом графе дуги соединяют только вершины-транзакции с вершинами-объектами. Дуга из вершины-транзакции к вершине-объекту существует в том и только в том случае, если для этой транзакции имеется удовлетворенная блокировка данного объекта. Дуга из вершины-объекта к вершине-транзакции существует тогда и только тогда, когда эта транзакция ожидает удовлетворения запроса блокировки данного объекта. Легко показать, что в системе существует тупиковая ситуация в том и только в том случае, когда в графе ожидания транзакций имеется хотя бы один цикл. Для распознавания тупиковых ситуаций периодически производится построение графа ожидания транзакций (как уже отмечалось, иногда граф ожидания поддерживается постоянно), и в этом графе ищутся циклы. Разрушение тупика начинается с выбора в цикле транзакций так называемой транзакции-жертвы, т.е. транзакции, которой решено пожертвовать, чтобы обеспечить возможность продолжения работы других транзакций. Альтернативный метод сериализации транзакций, хорошо работающий в условиях редкого возникновения конфликтов транзакций и не требующий построения графа ожидания транзакций, основан на использовании временных меток. Основная идея метода временных меток (Timestamp Ordering, TO), у которого существует множество разновидностей, состоит в следующем: если транзакция T1 началась раньше транзакции T2, то система обеспечивает такой сериальный план, как если бы транзакция T1 была целиком выполнена до начала T2. Журнализация изменений тесно связана не только с управлением транзакциями, но и с буферизацией страниц базы данных в оперативной памяти. По причинам объективно существующей разницы в скорости работы процессоров и оперативной памяти и устройств внешней памяти буферизация страниц базы данных в оперативной памяти - единственный реальный способ достижения удовлетворительной эффективности СУБД. Если бы запись об изменении базы данных, которая должна поступить в журнал при выполнении любой операции модификации базы данных, реально немедленно записывалась бы во внешнюю память, это привело бы к существенному замедлению работы системы. Поэтому записи в журнал тоже буферизуются: при нормальной работе очередная страница выталкивается во внешнюю память журнала только при полном заполнении записями.

2.Захист інформації в обчислювальних системах: оцінка роботи локальної обчислювальної мережі з точки зору інформаційної безпеки. ЛВС обеспечивают дополнительный сервис пользователям по сравнению с одиночными ПК. Оценим работу ЛВС с точки зрения информационной безопасности (ИБ). Выбор топологии влияет на безопасность; с этой точки зрения выгоднее горизонтальная топология, поскольку в ней проще организовать выделенный ФС. Выделенный сервер – это специальный компьютер, который желательно размещать в отдельном изолированной помещении и с которого осуществляется полное управление сетью. Управление сети (назначение режимов (профилей), структурирование информационных ресурсов, разделение полномочий пользователей и их контроль, оперативное управление и регистрация, дублирование и копирование файлов, управление трафиком) называется сетевым администрированием. Как правило, функции сетевого администратора возлагаются на конкретное физическое лицо, а в его отсутствие – на преемника согласно маски унаследованных полномочий. Существует две разновидности ЛВС: с выделенным сервером и одноранговые. В последних каждая РС может объявить себя сервером и по умолчанию унаследовать все права администратора. Это означает, что с любой РС доступны все полномочия по отношению к находящимся в ней файлам. Естественно, зашита информации в них не предусмотрена: каждый пользователь имеет доступ к единому информационному пространству. Сети с выделенными серверами позволяют осуществлять функции информационной безопасности, поскольку только в них возможно выполнение всех трех концепций (разделение в пространстве, во времени и по полномочиям). Их реализация и функционирование требуют больших затрат, поскольку выделенный сервер исключается из эксплуатации и необходим сетевой администратор, но только в этом случае можно дать некоторые гарантии целостности и безопасности информационных ресурсов.

3.Локальні обчислювальні мережі САПР. Эволюция развития комплекса технических средств САПР характеризуется созданием территориально рассредоточенных многомашинных систем сбора, хранения и обработки информации, реализованных в виде вычислительных сетей. Последние, рассредоточенные на небольших территориях предприятий и объединяющие в единую информационную систему автоматизированные рабочие места пользователей, ЭВМ и микро-ЭВМ, графопостроители, терминальные станции и другую специализированную аппаратуру, называют локальными вычислительными сетями (ЛВС). Локальные ВС имеют открытую архитектуру, обеспечивающую возможность подключения к сети любых других ЛВС, в том числе и крупных сетей ЭВМ. Основное достоинство ЛВС — низкая стоимость системы передачи данных. Локальные вычислительные сети САПР должны обеспечивать: использование режимов пакетной и диалоговой обработки, разделения времени, виртуальной памяти; экономичную обработку информации по принципу "наиболее важные процессы САПР выполняются техническими средствами с развитым программным обеспечением и высокой производительностью, наименее ответственные — на дешевых мини- и микро-ЭВМ"; высокую надежность и достоверность функционирования, высокую производительность; применение разнообразного проблемно-ориентированного ПО, централизованных и локальных БД с необходимым объемом памяти; работу с автоматизированными рабочими местами различного назначения и с другим специализированным оборудованием; централизованную и децентрализованную обработку информации. Использование ЛВС позволяет создать САПР нового поколения, объединяющие контрольно-измерительные комплексы и места сбора информации с автоматизированными рабочими местами схемотехников, конструкторов, механиков и т. д. Основное назначение ЛВС — распределение ресурсов ЭВМ (программ, совокупности периферийных устройств, терминалов, памяти) для эффективного решения задач автоматизированного проектирования. Локальные ВС должны иметь надежную, быструю и дешевую систему передачи данных (СПД), а стоимость передачи единицы информации должна быть значительно ниже стоимости обработки единицы информации. Для достижения этого ЛВС как система распределенных ресурсов должна выполняться на основе следующих принципов. Принцип единых протоколов. Принцип единой передающей среды.

4.Постановка завдань синтезу систем оперативної обробки інформації. Синтез СОО сводится к выбору параметров оборудования и алгоритмов управления вычислительными процессами, при которых СОО наиболее приспособлена для решения заданного класса задач. Пусть СОО решает z типов задач с интенсивностью λ1,...,λп и состоит из п устройств с ценами Sl,...,Sn и быстродействиями v1,...,vn . Задачи характеризуются потребностями в ресурсах устройств 1,...,п (ресурсах ОП, внешней памяти, каналов и устройств ввода-вывода, времени процессора). Предположим, что для любой конфигурации технических средств могут быть определены коэффициенты простоя hi,..., hz коэффициент загрузки рг,...,рги среднее времена пребывания ul,...,uz задач типа l,...,z в СОО. Пусть Т-период эксплуатации СОО , ах,...,аz- штраф за задержку на единицу времени решения одной задачи типа l,.*..,z. Критерий сбалансированности СОО: 1)определяет цену простоя оборудования в процессе решения задач. 2)определяет штраф за задержку в решении задач j-ro типа, поступающих в количестве λ, за единицу времени. Чем меньше потери (чем меньше С), тем выше эффективность. Чем меньше время ответа, тем выше качество системы. Постановка задачи:1.Синтезировать систему, обеспечивающую решение заданного числа задач с интенсивностью Л- при минимальном времени ответа (u ->min), причем стоимость системы не должна превышать S* (S<S* ).2.S ->min,U<U* .

5.Технологія Ethernet (апаратура мережі, основні характеристики, топологія мереж, метод доступу, структура пакету). Ethernt (этернет, от лат. aether — эфир) — пакетная технология компьютерных сетей, преимущественно локальных. Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3. Ethernet стал самой распространённой технологией ЛВС в середине 90-х годов прошлого века, вытеснив такие устаревшие технологии, как Arcnet, FDDI и Token ring. В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель. Помимо стандартной топологии «шина» применяются также топологии типа «пассивная звезда» и «пассивное дерево». При этом предполагается использование репитеров и пассивных (репитерных) концентраторов, соединяющих между собой различные части (сегменты) сети. В пакет Ethernet входят следующие поля: Преамбула состоит из 8 байт, первые семь из которых представляют собой код 10101010, а последний восьмой — код 10101011. В стандарте IEEE 802.3 этот последний байт называется признаком начала кадра (SFD - Start of Frame Delimiter) и образует отдельное поле пакета. Адрес получателя (приемника) и адрес отправителя (передатчика) включают по 6 байт и строятся по стандарту. Поле управления (L/T - Length/Type) содержит информацию о длине поля данных. Оно может также определять тип используемого протокола. Принято считать, что если значение этого поля не больше 1500, то оно определяет длину поля данных. Если же его значение больше 1500, то оно определяет тип кадра. Поле данных должно включать в себя от 46 до 1500 байт данных. Если пакет должен содержать менее 46 байт данных, то поле данных дополняется байтами заполнения. Поле контрольной суммы (FCS — Frame Check Sequence) содержит 32-разрядную циклическую контрольную сумму пакета (CRC) и служит для проверки правильности передачи пакета – 4байта.

Билет № 15 ХТДСС

1.Характеристика комп’ютерних систем з матричною структурою. Наиболее распространенными из систем класса ОКМД являются матричные системы, которые лучше всего приспособлены для решения задач, характеризующихся параллелизмом независимых объектов или параллелизмом данных. Организация систем этого типа на первый взгляд достаточно проста: общее управляющее устройство, генерирующее поток команд, и большое число устройств, работающих параллельно и обрабатывающих каждое свой поток данных. Таким образом, производительность системы оказывается равной сумме производительности всех обрабатывающих устройств. Однако на практике, чтобы обеспечить достаточную эффективность системы при решении широкого круга задач, необходимо организовать связи между обрабатывающими устройствами (процессорные элементы – ПЭ). Характер связей может быть различным, так же как и характер взаимодействия ПЭ. Все это и определяет разные свойства систем. В каждый момент все активные ПЭ выполняют одну и ту же операцию над данными, хранящимися в собственной памяти и имеющими один и тот же адрес. Идея многомодальности заключается в том, что в каждом ПЭ имеется специальный регистр на четыре состояния - регистр моды. Мода (или модальность) заносится в этот регистр от УУ. При выполнении последовательности команд модальность передается в коде операции и сравнивается с содержимым регистра моды. Если есть совпадение, то операции выполняется. В других случаях ПЭ не выполняет операцию, но может в зависимости от кода пересылать свои операнды соседнему ПЭ. Такой механизм позволяет, в частности, выделить строку или столбец ПЭ, что может быть полезным при операциях над матрицами. Взаимодействуют ПЭ с периферийным оборудованием через внешние ПЭ.