20) Классификация вычислительных систем (типы компьютеров).

Выделяется четыре класса архитектур:

•   SISD (Single Instruction Single Data) - единственный поток команд и единственный поток данных. По сути дела это классическая машина фон Неймана. К этому классу относятся все однопроцессорные системы.

•   SIMD (Single Instruction Multiple Data) - единственный поток команд и множественный поток данных. Типичными представителями являются матричные компьютеры, в которых все процессорные элементы выполняют одну и ту же программу, применяемую к своим (различным для каждого ПЭ) локальным данным.

•   MISD (Multiple Instruction Single Date) - множественный поток команд и единственный поток данных. М. Флинн не смог привести ни одного примера реально существующей системы, работающей на этом принципе.

•   MIMD (Multiple Instruction Multiple Date) - множественный поток команд и множественный поток данных. К этому классу относятся практически все современные многопроцессорные системы.

        При практической классификация ВС по особенностям, заложенным в их архитектуру можно выделить следующие направления :

• векторно-конвейерные суперкомпьютеры;

• симметричные мультипроцессорные системы (SMP);

• системы с массовым параллелизмом (МРР);

• кластерные системы.

21) Языки программирования, составные части системы программирования и среда программирования.

Языки програ­м­мирования делятся на специализированные и универсальные. Специали­зи­рованные языки (например, языки управления базами данных) используются для решения узкого класса задач. На универсальном языке можно запрограммировать любую задачу. Универ­сальные условно делятся на простые и сложные. Простые имеют ограничен­ный набор средств и за счет этого проще в изучении и дают экономичный код (то есть откомпилированная программа занимает меньше места в памяти и быстрее выполняется). Сложные языки имеют большее разнообразие синтаксичес­ких конструкций и зачастую сильно упрощают программирование, но сложны в изучении и дают менее экономичный код. Наиболее употребительными простыми языками являются PASCAL , C (более сложная версия - C++) и BASIC. Более сложные языки программирования – PL/1, ADA, MODULA-2.

Другое деление языков программирования – деление на императивные и декларативные языки. Императивные позволяют формулировать алгоритм в форме схемы отдель­ных операций (согласно приведенному в начале курса определению алгоритма). Декларативные языки позволяют формулировать цель программы, по которой алгоритм решения и программный код строятся автоматически. Естественно, применение таких языков ограничено. В качестве примера декларативных языков можно привести языки PROLOG и PLANNER.

22) Основные определения и термины, используемые при описании сетей.

При передаче информации происходит физическое преобразование сигнала, так как сетевой кабель или телефонный провод имеет другие электрические характеристики, чем сигналы внутри компьютера. Поэтому необходимо обеспечить правильное преобразование информации в точке подключения сети. Для этого в компьютере используется сетевой адаптер (модем в случае соединения по телефону). Кроме функции преобразования сетевой адаптер может задерживать передачу данных с помощью буфера, проверять правильность передачи сообщения по сети и в случае неудачи повторять сообщение.

Отдельные компьютеры вычислительной сети называются узлами сети, а линии передачи данных – каналами связи. Более точно, узлом сети считается сетевой адаптер. Если к компьютеру подсоединено несколько сетевых адаптеров, этот компьютеру соответствует несколько узлов сети.

Отдельные узлы локальной сети могут играть разную роль в этой сети. Часто сеть строится в форме центрального узла большей мощности и быстродействия, на котором хранится большинство данных, и менее мощных рядовых компьютеров, которые обращаются к центральному узлу за информацией. При подобной организации сети центральный компьютер называется сервером, а остальные компьютеры – рабочими станциями. Рабочие станции общаются только с сервером и не могут непосредственно обмениваться информацией между собой.

При более сложной организации локальной сети она может содержать несколько серверов, которые могут выполнять как сходные, так и различные функции. В зависимости от функции сервер может иметь разное название. Например, сервер телекоммуникаций обеспечивает связь данной локальной сети с внешним миром. Вычислительный сервер дает возможность производить вычисления, которые невозможно выполнить на рабочих станциях из-за их небольшой мощности. Дисковый сервер обладает расширенными ресурсами внешней памяти и предоставляет их в пользование рабочим станциям и, возможно, другим серверам. Файловый сервер предназначен для хранения файлов для всех рабочих станций. Если в сети функционирует информационная система, содержащая базу данных, и эта база содержится на сервере, то этот сервер называется сервером баз данных.

Сообщения, передаваемые по сети, состоят из наборов двоичных разрядов. По содержанию наборы разделяются на основные данные и служебную информацию. Прежде, чем сообщения физически будут переданы по каналу связи, они подвергаются многократному преобразования: сообщения дополняются служебной информацией, разрезаются на части, склеиваются и т.д.. На разных этапах фрагменты сообщений могут называться по-разному: датаграммы, пакеты, кадры.

Для расшифровки полученного набора необходимо наличие заранее утвержденных соглашений о способах оформления блоков данных, передаваемых по сети. Эти соглашения носят название коммуникационных протоколов. Используемых протоколов очень много. Многие протоколы описывают разные уровни обслуживания процесса передачи данных и выполняют разные функции. Существуют разные протоколы для выполнения сходных функций, устроенных по-разному. Формально протокол включает описание полей служебной информации, которые добавляются к отправляемому пакету для выполнения различных функций обслуживания передачи данных, и алгоритмов заполнения этих полей. Поэтому часто под протоколом понимают как собственно соглашения о структуре передаваемого пакета, так и программные модули, которые осуществляют обработку информации согласно тому или иному протоколу.

Сетевым драйвером называется программа, непосредственно взаимодействующая с сетевым адаптером. Сетевым модулем называется программа, которая осуществляет обработку пакетов согласно тому или иному протоколу. Сетевой модуль взаимодействует с сетевым драйвером, программами сетевой операционной системы или другими сетевыми модулями. Драйвер сетевого адаптера и, возможно, другие модули, специфичные для физической сети передачи данных, составляют сетевой интерфейс.

Адресация узлов сети заключается в присвоении узлу уникального идентификатора. В локальных сетях это присваиваемый администратором сети номер компьютера, в сети Интернет это IP-адрес. Структура каналов связи в сети часто достаточно сложна. Пакет, адресованный некоторому абоненту (то есть компьютеру), передается по этим каналам связи от одного узла сети к другому. Маршрут пакета определяется правилами, являющимися частью используемого сетью информационного протокола.

Обнаружение ошибок при передаче сообщения ошибок осуществляется за счет дополнительных битов четности и вы­числения контрольных сумм до и после передачи. Несовпадение контрольных сумм свидетельствует об ошибках передачи.

Шлюзом называется компьютер локальной сети вместе со специальной программой, через который проходят все сообщения, адресованные извне в данную ЛВС или вовне из данной сети. В зависимости от функционального назначения шлюз может иметь дополнительное наименование. Например, шлюз прикладного обеспечения может преобразовывать сообщения электронной почты из одного формата в другой. Брандмауэром называется такой шлюз локальной сети, который анализирует входящие и исходящие сообщения, защищая сеть от несанкционированного доступа и не давая возможности передавать вовне секретную служебную информацию.

Трафиком сети называется собственно процесс прохождения сигналов по линиям связи. Иногда трафиком сети называют общий объем переданной по сети информации. Быстродействие сети – это максимальный объем, который может быть передан по каналу связи в единицу времени.

Необходим механизм защиты сообщений, передаваемых по каналу связи и предназначенных определенному адресату, от прочтения его другим адресатом. Для этого аппаратное и программное обеспечение, управляющее распределением и контролем передачи данных в сети, должно иметь механизм обеспечения доступа к приему и передаче сообщений.

Методы восстановления используются после прерывания процесса передачи данных вследствие сбоя или ошибки для того, чтобы вернуться к определенному положению для повтор­ной передачи инфор­мации.