Лекций № 5.
Очень лаконично отличие АВМ от ЦВМ выразил Н. Винер «…первые измеряют, а вторые считают»
Выделяют ещё один вид моделирования – имитационный.
Рассмотрим основные понятия, относящиеся к имитационному моделированию.
Анализ работы некоторых систем основан на изучении порядка прохождения потока заявок( требований, запросов, транзакций)
Приведем примеры транзакций: ожидание клиентом очереди обслуживания в парикмахерской, ожидание очереди разгрузки судов в порту, прохождение телефонного вызова в городской телефонной сети.
Системы, в которых возникают массовые запрос на выполнение каких-либо услуг, а с другой стороны, происходит удовлетворение этих запросов, называются системами массового обслуживания (СМО).
Процедуру исследования зависимостей фазовых переменных системы массового обслуживания от времени при подаче на входы соответствующих потоков заявок, называется имитационным моделированием.
При изучении СМО исследователя интересуют следующие фазовые переменные: время обслуживания заявок, длин очереди заявок, время ожидания обслуживания в очередях, вероятность обслуживания в заданные сроки.
Эти исследования, как правило, носят статистический характер.
Это объясняется тем, что интервалы времени между поступлениями заявок на входы системы, а также большинство других характеристик заявок являются случайными величинами.
Имитационное моделирование сводится к проведению вычислительных экспериментов на ЭВМ путем многократного «прогона» (запуска на счет) составленной программы на некотором множестве входных данных имитирующих события, которые могут произойти в системе массового обслуживания.
Объектами имитационного моделирования являются: вычислительные системы, сети ЭВМ, телефонные станции, системы передачи сообщений, транспортные объекты, склады автозаправочные станции, банкоматы и т.п.
Достоинством имитационного моделирования является возможность получения нужных сведений за считанные минуты.
Имитационное моделирование ведется на метауровне.
Таким образом, моделирование - это метод познания объективного мира с помощью моделей, в результате которого получают новые знания или улучшают свойства объекта исследования.
Компьютерные сети.
Компьютерные сети предназначены: 1) Осуществление интерактивной связи компьютеров как внутри одной организации, так и за её пределами - подразумевает обмен сообщениями реальном режиме времени.
2) Совместное использование ресурсов, т.е. данных, приложений и периферийных устройств.
Виды компьютерных сетей
Корпоративная сеть – если в сеть объединены компьютерные одного предприятия и его филиалов.
В распределенную и корпоративную сеть могут подключаться как отдельные компьютеры, так и локальные сети.
Национальная сеть - распределенная сеть, объединяющая в себе локальные и корпоративные сети в рамках одной страны.
Глобальная сеть (ГВС, WAN) – в рамках нескольких стран.
Основные общие компоненты, функции и характеристики.
Серверы – компьютеры, предоставляющие свои ресурсы сетевым пользователям.
Клиенты – компьютеры, осуществляющие доступ к сетевым ресурсам, предоставляемым сервером.
Среда – способ соединения компьютеров.
Совместно используемые данные – файлы, предоставляемые серверами.
Совместно используемые периферийные устройства – принтеры, плоттеры и т.п.
Типы локальных сетей.
Одноранговые, где все компьютеры равноправны: нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного сервера.
Каждый компьютер функционирует и как клиент и как сервер.
Все пользователи такой сети самостоятельно решают, какие данные на своем компьютере сделать общедоступными по сети.
Если к сети подключено более 10 компьютеров, то одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной.
Сети на основе сервера - имеющие так называемый выделенный сервер( функционирует только как администратор сети).
Серверы специализированы для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов.
Современный промышленный стандарт – сеть на основе сервера.
Чтобы приспособиться к возрастающим потребностям пользователей, серверы в больших сетях делаются специализированными.
Например, в сети Windows NT существуют типы серверов: файл- и принт-серверы, серверы приложений, почтовые и факссерверы, коммуникационные серверы.
Лекция № 6.
Видеоролик 6.1. История интернета.
Видеоролик 6.2. Internet
Сеть Интернет – это соединенные друг с другом независимые сети, глобальная международная сеть компьютерных сетей, объединяющая в себе тысячи различных сетей, расположенных в различных странах мира.
Сети в Интернете соединены с помощью специальной машины, называемой маршрутизатором.
Маршрутизатор- это машина, принадлежащая к обеим сетям и передающая сообщения из одной сети в другую.
Иногда вместо термина «маршрутизатор» используют термин «шлюз».
Однако шлюзами обычно называют более сложные соединения, чем типичные маршрутизаторы.
Например, шлюзом будет называться машина, соединяющая локальную корпоративную сеть с Интернетом.
Для однозначной идентификации в сети каждый компьютер имеет свой уникальный адрес.
Интернет не имеет единого центра управления, если выходят из строя некоторые компьютеры или линии связи, существует возможность передачи информации по другим линиям связи, по другим маршрутам.
Однако есть специальная неправительственная организация ISOC , которая поддерживает сетевые стандарты и отвечает ща адресную дисциплину в сети.
При этом в сети могут работать компьютеры с различными программными и аппаратными платформами.
К Интернету, как к любой распределенной сети, могут подключаться и отдельные компьютеры, и локальные сети.
В последнем случае линией связи с Интернетом соединяется один компьютер, а пользуются им все компьютеры, входящие в его локальную сеть
Подключение пользователя к Интернету осуществляется через компьютеры специальных организаций называемых поставщиками услуги Интернета, или провайдерами.
Подключение может осуществляться, различными способами: через телефонные лини, радиосвязь, спутники , оптоволоконные кабели.
Соединение может быть временным, коммутируемым ( на время сеанса работы клиент-сервера например обычная телефонная сеть) или постоянным ( выделенные телефонные линии, спутниковая связь, оптоволоконные линии - сервер-клиент, редко клиент-сервер)
Провайдеры имеют множество линий для подключения пользователей и высокоскоростные линии для связи с более крупными провайдерами, с остальной частью интернета.
Организации, соединенные самыми скоростными линиями связи, образуют базовую часть Интернета – Backbon.
Все компьютеры, подключенные к сети, называют узлами или сайтами.
Узлы провайдеров обеспечивают доступ пользователей к Интернету.
Для обмена информацией между компьютерами разработаны специальные правила, называемые протоколами.
Сетевые протоколы.
Сетевые протоколы позволяют программному и аппаратному обеспечению различных производителей нормально взаимодействовать.
Они обязывают подключенные к Интернету компьютеры работать по принятым стандартам независимо от типа компьютеры и его системного программного обеспечения.
Ни в одном протоколе невозможно описать все требования, необходимые для взаимодействия компьютеров, поэтому используется многоуровневая система.
Основным низкоуровневым протоколом Интернета является протокол IP, описывающий правила передачи между двумя узлами небольших порций информации.
Протокол TCP надстроен над протоколом IP , описывает правила разбиение больших наборов данных на части и объединения их после пересылки, используя для пересылки протокол IP.
Так как эти протоколы тесно связанны между собой, их обычно рассматривают как единое елое и говорят о базовом протоколе интернета TCP/IP.
Лекция № 7.
Функционирование сетей.
Протокол TCP/IP первоначально был предназначен для использования только внутри выделенных линий связи.
В настоящее время, для передачи информации через коммутируемые соединения в дополнение к протоколу TCP/IP используется протокол SLIP и более совершенный PPP.
Множество протоколов, построенных на базе TCP/IP и SLIP, образует многообразные услуги Интернета, которые постоянно совершенствуется и пополняются.
Функционирование сетей. Модель osi.
Чтобы понять техническую сторону функционирования сетей, рассмотрим подробнее механизм передачи информации на основе одного из наборов стандартов, так называемую модель OSI.
Модель OSI является многоуровневой системой и отражает взаимодействие программного и аппаратного обеспечения при осуществлении сеанса связи.
Каждому уровню соответствуют различные сетевые операции, оборудование и протоколы.
На каждом уровне выполняются определенные сетевые функции, которые взаимодействуют функциями соседних уровней вышележащего и нижележащего.
Перед тем как отправить данные в сеть, их разбивают на блоки, или пакеты.
Пакет - это единица информации, передаваемая между устройствами сети как единое целое.
Пакет проходит последовательно через все уровни программного обеспечения.
На каждом уровне к пакету добавляется некоторая информация, форматирующая или адресная, которая необходима для успешной передачи данных по сети.
На принимающей стороне пакет проходит через все уровни в обратном порядке.
Программное обеспечение на каждом уровне читает информацию пакета, затем удаляет информацию, добавленную к пакету на этом же уровне отправляющей стороной, и передает пакет следующему уровню.
Когда пакет дойдет до прикладного уровня, вся адресная информация будет удалена, и данные примут свой первоначальный вид.
Прикладной уровень - самый высокий, представляет собой окно для доступа прикладных процессов к сетевым услугам.
Этот уровень обеспечивает услуги, напрямую поддерживающий приложения пользователя.
Прикладной уровень управляет общим доступом к сети, потоком данных и обработкой ошибок.
Представительский уровень определяется формат, используемый для обмена данными между сетевыми компьютерами, его можно назвать переводчиком.
На компьютере - отправителе данных, поступившие от прикладного уровня, га этом уровне переводятся в общепонятный промежуточный формат.
На компьютере-получателе, на этом уровне происходит перевод из промежуточного формата в тот, который используется прикладным уровнем данного компьютера.
Представительский уровень отвечает за преобразование протоколов, трансляцию данных, их шифровании, смену или преобразование применяемого набора символов и расширение графических команд.
Представительский уровень, кроме того, управляет сжатием данных.
Сеансовый уровень позволяет двум разным приложениям на разных компьютерах устанавливать, использовать и завершать соединение, называемое сеансом.
Этот уровень обеспечивает синхронизацию между пользовательскими задачами посредством расстановки в потоке данных контрольных точек.
Таким образом,, в случае сетевой ошибки потребуется заново передать только данные, следующие за последней контрольной точкой.
На этом уровне выполняется управление диалогом между взаимодействующими процессами, т.е. регулируется, какая из сторон осуществляет передачу, когда, как долго и т.д.
Транспортный уровень обеспечивает дополнительный уровень соединения, ниже сеансового.
Транспортный уровень гарантирует доставку пакетов без ошибок, в необходимой последовательности, без потерь и дублирования.
На этом уровне сообщения переупаковываются – длинные разбиваются на несколько пакетов, а короткие объединяются в один.
Это увеличивает эффективность их передачи по сети.
На транспортном уровне компьютера - получателя сообщения распаковываются, восстанавливаются в первоначальном виде и обычно посылается сигнал подтверждения.
Транспортный уровень управляет потоком, проверяет ошибки и участвует в решении проблем, связанных с отправкой и получением пакетов.
Сетевой уровень отвечает за адресацию сообщений и перевод логических адресов и имен в физические адреса.
Здесь определяется маршрут от компьютера - отправителя к компьютеру – получателю.
На этом уровне решаются задачи, связанные с сетевым трафиком, коммутацией пакетов, маршрутизаций и перегрузкой.
Если сетевой адаптер маршрутизатора не может передавать большие блоки данных, компьютером-отправителем на сетевом уровне эти блоки разбиваются на меньшие.
Сетевой уровень компьютера-получателя собирает эти блоки в исходное состояние.
Канальный уровень осуществляет передачу пакетов данных т сетевого уровня к физическому.
Канальный уровень компьютера-получателя упаковывает «сырой» поток битов, поступивших от физического уровня, в пакеты данных.
Он обеспечивает точность передачи пакетов между компьютерами через физический уровень.
Это позволяет сетевому уровню считать передачу данных по сетевому соединению фактически безошибочной.
Обычно, когда канальный уровень посылает пакет, он ожидает со стороны получателя подтверждение приема.
Канальный уровень получателя проверяет наличие возможных ошибок передачи.
Пакеты, поврежденные при передаче, или пакеты, получение которых не подтверждено посылаются вторично.
Физический уровень - самый нижний.
Он осуществляет передачу неструктурированного, «сырого» потока битов по физической среде.
Здесь реализуются электрический, оптический, механический и функциональный интерфейсы с кабелем.
Физический уровень также формирует сигналы, которые переносят данные, поступившие от всех вышележащих уровней.
На этом уровне определяется способ соединения сетевого кабеля с платой сетевого адаптера, а также способ передачи данных по сетевому кабелю.
Физический уровень предназначен для передачи битов от одного компьютера к другому.
Содержание самих битов на данном уровне значения не имеет.
Этот уровень отвечает за кодирование данных и синхронизацию битов, гарантируя, что передаваемая единица будет воспринята именно как единица, а не ноль.
Наконец, физический уровень устанавливает длительность каждого бита, и способ перевода бита в соответствующие электрические или оптические импульсы, передаваемые по сетевому кабелю.
Видеоролик 7-1. Межсетевое взаимодействие.