Характеристики Простейших Сортировок

Свойство 1 Сортировка выбором использует около N2/2 сравнений и N обменов.

Свойство 2 Сортировка вставкой использует около N2/4 сравнений и N2/8 обменов в среднем, и в два раза больше в наихудшем случае.

Свойство 3 Пузырьковая сортировка использует около N2/2 сравнений и N2/2 обменов в среднем и наихудшем случаях.

Свойство 4 Сортировка вставкой линейна для "почти сортированных" файлов.

Свойство 5 Сортировка выбором линейна для файлов с большими записями и маленькими ключами.

13.Логические основы компьютера. Логические функции.

      Компьютер работает на электричестве,  т.е. логические элементы компьютера оперируют с сигналами, представляющими собой электрические импульсы. Есть импульс – логический смысл сигнала – 1, нет импульса – 0. На входы логического элемента поступают сигналы-значения аргументов, на выходе появляется сигнал-значение функции.

      Преобразование сигнала логическим элементом является таблицей состояния, которая фактически является таблицей истинности, соответствующей логической функции.

     Базовые логические элементы реализуют рассмотренные выше три основные логические операции: • логический элемент «И» - логическое умножение; • логический элемент «ИЛИ» - логическое сложение; • логический элемент «НЕ» - инверсию. Поскольку любая логическая операция может быть представлена в виде комбинаций трех основных, любые устройства компьютера, производящие обработку или хранение информации, могут быть собраны из базовых логических элементов, как из «кирпичиков».

14.Алгебра логики (основные схемы).

1.Элемент НЕ(инверсия)

2.Дизьюнкция(ИЛИ)

3 .Коньюкция(И)

4.Исключаюшие или

Для 2 и 3 возможно 2 и более входов, также возможны комбинации 1-2, 1-3, 1-4.

15.Триггер. Сумматор.

Триггер — это электронная схема, широко применяемая в регистрах компьютера для надёжного запоминания одного разряда двоичного кода. Триггер имеет два устойчивых состояния, одно из которых соответствует двоичной единице, а другое — двоичному нулю.

Самый распространённый тип триггера — так называемый RS-триггер (S и R, соответственно, от английских set — установка, и reset — сброс).

Сумматор — это электронная логическая схема, выполняющая суммирование двоичных чисел.

Многоразрядный двоичный сумматор, предназначенный для сложения многоразрядных двоичных чисел, представляет собой комбинацию одноразрядных сумматоров, с рассмотрения которых мы и начнём. Условное обозначение одноразрядного сумматора на рис. 5.8.

Рис. 5.8

При сложении чисел A и B в одном i-ом разряде приходится иметь дело с тремя цифрами:

1. цифра a_i первого слагаемого;

2. цифра b_i второго слагаемого;

3. перенос p_i–1 из младшего разряда.

В результате сложения получаются две цифры:

1. цифра c_i для суммы;

2. перенос p_i из данного разряда в старший.

Таким образом, одноразрядный двоичный сумматор есть устройство с тремя входами и двумя выходами, работа которого может быть описана следующей таблицей истинности:

Если требуется складывать двоичные слова длиной два и более бит, то можно использовать последовательное соединение таких сумматоров, причём для двух соседних сумматоров выход переноса одного сумматора является входом для другого.

16.Законы алгебры логики.

Зк. Однородности элементов.

Х+0=Х Х+1=1 Х*0=0 Х*1=Х

Зк. Отрицания.

Зк. Дополнительности.

Зк. Двойственности.

Комбинационные законы:

Тавтология Х+Х=Х Х*Х=Х

Коммутативные или переместительные Х₁+Х₂=Х₂+Х₁ Х₁*Х₂=Х₂*Х₁

Сочетательные (Х₁+Х₂)+Х₃=Х₁+(Х₂+Х₃) (Х₁*Х₂)*Х₃=Х₁*(Х₂*Х₃)

Распределительный Х₁*(Х₂+Х₃)=Х₁*Х₂+ Х₁*Х₃ Х₁+Х₂+Х₂=(Х₁+Х₂)*(Х₁+Х₃)

Поглощение Х₁+Х₁*Х₂=Х₁ Х₁*(Х₁+Х₂)=Х₁

Склеивание

Зк. Де Моргана

17.Упрощения логических формул.

Зк. Однородности элементов.

Х+0=Х Х+1=1 Х*0=0 Х*1=Х

Зк. Отрицания.

Зк. Дополнительности.

Зк. Двойственности.

Комбинационные законы:

Тавтология Х+Х=Х Х*Х=Х

Коммутативные или переместительные Х₁+Х₂=Х₂+Х₁ Х₁*Х₂=Х₂*Х₁

Сочетательные (Х₁+Х₂)+Х₃=Х₁+(Х₂+Х₃) (Х₁*Х₂)*Х₃=Х₁*(Х₂*Х₃)

Распределительный Х₁*(Х₂+Х₃)=Х₁*Х₂+ Х₁*Х₃ Х₁+Х₂+Х₂=(Х₁+Х₂)*(Х₁+Х₃)

Поглощение Х₁+Х₁*Х₂=Х₁ Х₁*(Х₁+Х₂)=Х₁

Склеивание

Зк. Де Моргана

18.Вычислительные сети.

Электронно-вычислительная сеть (или просто компьютерная сеть) – это совместное подключение нескольких отдельных компьютеров к единому каналу передачи данных.

Основное назначение вычислительной сети состоит в совместном использовании ресурсов и осуществление быстрой связи как внутри организации, так и за ее пределами.

Рассмотрим основные понятия, которые используются в вычислительных сетях.

Клиент – компьютер, подключенный к вычислительной сети.

Сервер (server) – компьютер, предоставляющий свои ресурсы клиентам сети. Различают следующие виды серверов:

• файловый сервер предназначен для хранения и предоставления файлов, с которыми работают пользователи;

• сервер баз данных обеспечивает доступ клиентам к общим базам данных;

• сервер приложений служит для предоставления пользователям прикладных программ;

• сервер печати обеспечивает печать на общем печатном устройстве со всех рабочих мест;

• Web-сервер обеспечивает предоставление информации через сеть Internet;

• почтовый сервер обеспечивает циркуляцию электронной почты, как внутри организации, так и во внешней сети.

Среда - способ соединения компьютеров.

Ресурсы – диски, файлы, принтеры, модемы и другие элементы, используемые при работе в сети.

В зависимости от размера все электронно-вычислительные сети делятся на:

1. Локальные вычислительные сети (ЛВС), абоненты которых сосредоточены на расстоянии 10 - 15 км. Такие сети объединяют компьютеры, размещенные внутри одного здания или в нескольких рядом расположенных зданиях.

2. Региональные сети, абоненты которых сосредоточены на расстоянии 10 - 100 км. К таким сетям относятся районные, городские и областные сети.

3. Глобальные сети, сосредоточенные на расстоянии 1000 и более километров. К таким сетям относятся сети, объединяющие города, области, районы, страны. Наиболее известные среди них - Internet, Fido, Sprint, Relcom.

Во многих организациях, в которых эксплуатируются персональные компьютеры, создаются локальные вычислительные сети. Это делается потому, что ЛВС предоставляет ряд значительных преимуществ, по сравнению с использованием отдельных компьютеров. Рассмотрим эти преимущества.

Разделение ресурсов – позволяет экономно использовать ресурсы в информационной системе. Например, производить печать со всех компьютеров на одном принтере, использовать один дисковод DVD и т.д.

Разделение данных – позволяет иметь доступ с разных рабочих мест к файлам, которые расположены на других компьютерах. Благодаря разделению данных можно организовать работу нескольких пользователей по созданию общего документа.

Разделение программных средств - позволяет пользователям использовать программы, установленные на других компьютерах.

19. Назначение вычислительных сетей.

Основное назначение вычислительной сети состоит в совместном использовании ресурсов и осуществление быстрой связи как внутри организации, так и за ее пределами.

19. Основные характеристики ВС.

Вжнейшие показатели работы сети: производительность, надежность и безопасность, расширяемость и масштабируемость, прозрачность, поддержка разных видов трафика, характеристики качества обслуживания, управляемость и совместимость.

-Производительность

Потенциально высокая производительность -- это одно из основных преимуществ распределенных систем, к которым относятся компьютерные сети. Это свойство обеспечивается принципиальной, но, к сожалению, не всегда практически реализуемой возможностью распределения работ между несколькими компьютерами сети.

Основные характеристики производительности сети:

· время реакции;

· скорость передачи трафика;

· пропускная способность;

· задержка передачи и вариация задержки передачи.

-Надежность и безопасность

Одна из первоначальных целей создания распределенных систем, к которым относятся и вычислительные сети, состояла в достижении большей надежности по сравнению с отдельными вычислительными машинами.

Важно различать несколько аспектов надежности. Для сравнительно простых технических устройств используются такие показатели надежности, как:

- среднее время наработки на отказ;

- вероятность отказа;

- интенсивность отказов.

Однако эти показатели пригодны для оценки надежности простых элементов и устройств, которые могут находиться только в двух состояниях -- работоспособном или неработоспособном. Сложные системы, состоящие из многих элементов, кроме состояний работоспособности и неработоспособности, могут иметь и другие промежуточные состояния, которые эти характеристики не учитывают.

Для оценки надежности сложных систем применяется другой набор характеристик:

· готовность или коэффициент готовности;

· сохранность данных;

· согласованность (непротиворечивость) данных;

· вероятность доставки данных;

· безопасность;

· отказоустойчивость.

-Расширяемость и масштабируемость

Масштабируемость означает, что наращивать сеть можно в очень широких пределах, при сохранении потребительских свойств сети.

-Прозрачность

Прозрачность (transparency) сети достигается в том случае, когда сеть представляется пользователям не как множество отдельных компьютеров, связанных между собой сложной системой кабелей, а как единая традиционная вычислительная машина с системой разделения времени.

-Поддержка разных видов трафика

Компьютерные сети изначально предназначались для совместного доступа к ресурсам компьютеров: файлам, принтерам и т. п. Трафик, создаваемый этими традиционными службами компьютерных сетей, имеет свои особенности и существенно отличается от трафика сообщений в телефонных сетях или, например, в сетях кабельного телевидения. Однако в 90-е годы в компьютерные сети проник трафик мультимедийных данных, представляющих в цифровой форме речь и видеоизображение. Компьютерные сети стали использоваться для организации видеоконференций, обучения на основе видеофильмов и т. п. Естественно, что для динамической передачи мультимедийного трафика требуются иные алгоритмы и протоколы, и, соответственно, другое оборудование. Хотя доля мультимедийного трафика пока невелика, он уже начал проникать как в глобальные, так и в локальные сети, и этот процесс, очевидно, будет активно продолжаться.

-Управляемость

В идеале средства управления сетями представляют собой систему, осуществляющую наблюдение, контроль и управление каждым элементом сети -- от простейших до самых сложных устройств, при этом такая система рассматривает сеть как единое целое, а не как разрозненный набор отдельных устройств.

Управляемость сети подразумевает возможность централизованно контролировать состояние основных элементов сети, выявлять и решать проблемы, возникающие при работе сети, выполнять анализ производительности и планировать развитие сети.

-Совместимость

Совместимость или интегрируемость означает, что сеть может включать в себя разнообразное программное и аппаратное обеспечение, то есть в ней могут сосуществовать различные операционные системы, поддерживающие разные стеки коммуникационных протоколов, и работать аппаратные средства и приложения от разных производителей. Сеть, состоящая из разнотипных элементов, называется неоднородной или гетерогенной, а если гетерогенная сеть работает без проблем, то она является интегрированной. Основной путь построения интегрированных сетей -- использование модулей, выполненных в соответствии с открытыми стандартами и спецификациями.