Концепция открытых систем
В последнее десятилетие одной из определяющих глобальных концепций развития ИТ являлась концепция открытых систем. В ней детально разработан и обоснован с экономической точки зрения подход к созданию систем ИТ, удовлетворяющих целям открытости. К таким целям в первую очередь относятся:
§ переносимость и повторное использование программного обеспечения, информации, а также опыта применения ИТ при переходе с одной компьютерной платформы на другую;
§ интероперабельность, т.е. возможность обмена данными и взаимного использования этих данных на уровне платформ и приложений;
§ масштабируемость компьютерных платформ и распределенных систем.
Под открытыми системами можно понимать системы, обладающие стандартными интерфейсами между их программными и аппаратными компонентами.
Концепция Глобальной информационной инфраструктуры
Глобальную информационную инфраструктуру можно определить как перекресток ряда базовых индустрий, к числу которых относятся: компьютерная, телекоммуникационная, индустрия бытовых электронных приборов и индустрия информационных содержаний или приложений.
С функциональной точки зрения Глобальная информационная инфраструктура состоит из следующих уровней:
Ø сетевой инфраструктуры (Networkinfrastructure);
Ø программного обеспечения среднего уровня (Middleware);
Ø уровня приложений (Application).
Сетевая инфраструктура предоставляет надежный сервис для транспортировки различных видов информации, включая: данные, текст, факсимильные сообщения, аудио- и видеоинформацию, документы гипермультимедиа, графические образы, различные информационные контейнеры.
Средний уровень включает функции, реализующие универсальные стандартизированные сервисы, используемые многими приложениями. К числу характерных функций Middleware относятся средства обеспечения защиты информации, служба справочника, служба имен, сервисы управления данными, учет стоимости обслуживания (биллинг) и т.п. Первоочередной задачей создания коллекции универсальных системных сервисов является стандартизация их функциональности.
Уровень приложений охватывает широкий спектр стандартных информационных и телекоммуникационных проблемно-ориентированных сервисов, предоставление которых конечному пользователю и составляет основное назначение Глобальной информационной инфраструктуры. Наиболее известными сервисами являются: электронная почта, телефонный сервис, видеоконференции, телемаркетинг, телемедицина, интерактивная передача речи и видеоданных, оперативный поиск распределенных документов гипермультимедиа, дистанционное обучение и пр.
Общая стратегия практического воплощения Глобальной информационной инфраструктуры предполагает эволюционный путь развития, т.е. построение этой глобальной среды на основе уже существующих систем и технологий посредством их последовательной модернизации и интеграции на базе новых принципов и стандартов. Разработка концепции и технологий Глобальной информационной инфраструктуры относится к числу наиболее крупномасштабных проектов, реализуемых мировым сообществом и призванным качественно изменить условия жизни и деятельности человека.
Вопрос 49 Геоинформационные системы. Составные части ГИС.
Для начала дадим определение: под геоинформационной системой подразумевают автоматизированную информационную систему, предназначенную для обработки пространственно–временных данных, основой интеграции которых служит географическая привязка.
Из определения следует, что такой класс систем, в первую очередь, предназначен для работы с картами и нанесенными на них картографическими объектами. К картографическим объектам можно привязывать информацию любого вида: текстовую (например, описание); числовую (например, статистические результаты); графическую (например, фотоснимки).
Не смотря на то, что геоинформационные системы, это относительно новый класс информационных систем, они широко применяются в различных областях, где решение задач происходит с использованием картографического материала.
Среди зарубежных ГИС наиболее распространенными системами являются ARC/INFO (коммерческий продукт ESRI); ArcCAD, позволяющая решать ГИС–задачи в среде САПР. Отдельно следует отметить систему ArcView, которая работает на всех платформах, позволяя выполнять наложение различных слоев карты, получать информацию об объекте, включая построение диаграмм. Система ERDAS предназначена для работы с растровыми материалами (аэро и космоснимками).
В нашей стране создание теоретических основ построения геоинформационных систем, принципов формирования банков картографической информации, проводятся уже давно. Ведущим отечественным продуктом в области решения прогнозных задач является ГИС ИНТЕГРО (ВНИИГеосистем). Система осуществляет ввод и предварительную обработку данных, позволяет строить иерархически связанные проекты, включающие данные разного масштаба. Среди геологических организаций в последнее время получила распространение система ГИС ПАРК. Система состоит из шести подсистем, обеспечивающих: ввод данных; анализ данных; прогноз геоситуации; прогноз полезных ископаемых; справки и вывод данных.
Практически все рассмотренные ГИС или являются чисто информационно–справочными (представление и выдача топографических, туристических и др. карт), либо узко проблемно–ориентированными (подсчет площадей, отрисовка конкретных участков территории, составление оптимального пути движения транспорта). Все они рассчитаны на массового потребителя.
Вопрос 50 Классы задач, решаемые с помощью ГИС.
Приведем некоторые классы задач, решаемые с использованием ГИС.
Классы решаемых задач
Область задач, решаемых с использованием геоинформационных
систем достаточно обширна, сюда относятся:
Градостроительство. ГИС-приложения, созданные для этого класса задач, автоматизируют деятельность строительных компаний, архитектора и т.д., так как позволяют эффективно размещать здания на выбранной территории. Критерии эффективности могут быть выбраны разные, это состояние почв, подводка инженерных сетей, удаленность от магазинов, детских садов, других средств массового обслуживания.
Планирование размещения сети торговых точек, библиотечных средств обслуживания и т.п. ГИС, используя карту района и информацию о группах потребителей предлагаемого товара, позволяют разместить торговые точки или библиотеки наилучшим образом.
Расчетные задачи по тепло-, водо- и другим видам коммуникаций. При заданном масштабе и схемах инженерных сетей, ГИС способны рассчитывать длину трубопроводов, глубину залегания, эффективно планировать размещение инженерных сетей в застраиваемых районах. ГИС могут прогнозировать аварии, если в базе данных существует информация о времени проведения инженерных сетей, степени их аварийности и т.д.
Экомониторинг городской территории. ГИС проводят экологический анализ на выбранной местности. Если речь идет о городской территории, то может быть оценена степень загрязнения воды, воздуха, почв и т.д.
Территориальный анализ потребительского рынка и клиентуры. ГИС проводят экономический анализ территории, выявляя области с повышенным спросом на товар, с высокой и низкой платежеспособностью. Позволяют эффективно спланировать размещение филиалов компании.
Оценка стоимости земель и сооружений.
Анализ социально–экономических показателей.
Имитационное моделирование процессов на территории.
Анализ криминальной обстановки. На анализируемой территории ГИС выделяют районы с повышенным уровнем преступности.
Транспортная задача и т.п. ГИС позволяют находить оптимальные маршруты движения транспорта по заданным критериям (кратчайшее расстояние, численность пассажиров).
ГИС могут изучаться в качестве «инструментария» представителями
различных профессий. Вы можете наглядно ознакомиться с возможностями ГИС-технологий, если выберете директорию DEMO, которая лежит на G:\GRINVIEW\APPLICATIONS\ и просмотрите графические файлы.
Вопрос 51 Основные функциональные возможности геоинформационных систем.
- автоматизированное картографирование
- управление данными
- пространственность анализа данных.
Вопрос 52 Основные возможности анализа данных в ГИС GrinView
- Распределение по частям (генезис)
- построение изолиний
- построение диаграмм.
Ф-ции. в GrinView. (мы исп.)
- средства организации проектов
- средства навигации по проекту
- гипертекстовые навигации.
Вопрос 53 Компьютеры. Поколения ЭВМ. Классификации компьютеров.
Слово компьютер английское. Computer - вычислитель, синоним в русском языке - электронная вычислительная машина (ЭВМ).
Представление о поколениях компьютеров можно получить из таблицы [7]
Поколения компьютеров
1 поколение, после 1946 года
Особенности: Применение вакуумно-ламповой технологии, использование систем памяти на ртутных линиях задержки, магнитных барабанах, электронно-лучевых трубках (трубках Вильямса).
Для ввода-вывода данных использовались перфоленты и перфокарты, магнитные ленты и печатающие устройства.
Была реализована концепция хранимой программы. Быстродействие (операций в секунду)- 10-20 тыс. Программное обеспечение - Машинные языки. Примеры: ENIAC (США)
МЭСМ (СССР)
2 поколение, после 1955 года
Особенности: Замена электронных ламп как основных компонентов компьютера на транзисторы. Компьютеры стали более надежными, быстродействие их повысилось, потребление энергии уменьшилось. С появлением памяти на магнитных сердечниках цикл ее работы уменьшился до десятков микросекунд.
Главный принцип структуры - централизация.
Появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными лентами, устройства памяти на магнитных дисках. Быстродействие (операций в секунду)- 100-500 тыс. Примеры: IBM 701 (США)
БЭСМ-6, БЭСМ-4, Минск-22, Минск-32 (СССР)
3 поколение, после 1964 года
Особенности: Компьютеры проектировались на основе интегральных схем малой степени интеграции (МИС - 10-100 компонентов на кристалл) и средней степени интеграции (СИС - 100-1000 компонентов на кристалл).
Появилась идея, которая и была реализована, проектирования семейства компьютеров с одной и той же архитектурой, в основу которой положено главным образом программное обеспечение.
В конце 60-х появились мини-компьютеры. В 1971 году появился первый микропроцессор. Быстродействие (операций в секунду)- порядка 1 млн. Программное обеспечение: операционные системы (управление памятью, устройствами ввода-вывода и другими ресурсами), режим разделения времени Примеры: IBM 360 (США), ЕС 1030, 1060 (СССР).
4 поколение, после 1975 года
Особенности: Использование при создании компьютеров больших интегральных схем (БИС - 1000-100000 компонентов на кристалл) и сверхбольших интегральных схем (СБИС - 100000-10000000 компонентов на кристалл). Началом данного поколения считают 1975 год - фирма AmdahlCorp. выпустила шесть компьютеров AMDAHL 470 V/6, в которых были применены БИС в качестве элементной базы.
Стали использоваться быстродействующие системы памяти на интегральных схемах - МОП ЗУПВ емкостью в несколько мегабайт. В случае выключения машины данные, содержащиеся в МОП ЗУПВ, сохраняются путем автоматического переноса на диск. При включении машины запуск системы осуществляется при помощи хранимой в ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) программы самозагрузки, обеспечивающей выгрузку операционной системы и резидентного программного обеспечения в МОП ЗУПВ.
В середине 70-х появились первые персональные компьютеры. Быстродействие (операций в секунду)- десятки и сотни млн. Программное обеспечение: Базы и банки данных. Примеры: Суперкомпьютеры (многопроцессорная архитектура и использование принципа параллелизма), ПЭВМ.
5 поколение, после 1982 года
Особенности: Главный упор при создании компьютеров сделан на их «интеллектуальность», внимание акцентируется не столько на элементной базе, сколько на переходе от архитектуры, ориентированной на обработку данных, к архитектуре, ориентированной на обработку знаний.
Обработка знаний - использование и обработка компьютером знаний, которыми владеет человек для решения проблем и принятия решений.
Вопрос 54 Техническое обеспечение компьютера.
Техническое обеспечение персонального компьютера - это совокупность технических устройств, из которых состоит компьютер и которые обеспечивают его функционирование.
Большинство компонентов компьютера расположено на одной печатной плате, называемой системной платой или материнской платой. Обычно на системной плате располагаются ЦП и его вспомогательные схемы, основная память, интерфейс ввода-вывода (последовательный порт, параллельный порт, интерфейс клавиатуры, дисковый интерфейс и шина (которая позволяет ЦП взаимодействовать с другими компонентами на материнской плате).
Основные блоки ПК и их назначение:
Центральный процессор, оперативное запоминающее устройство, накопители на жестких магнитных дисках, накопители на гибких магнитных дисках, блок питания, внутренний канал обмена данных, электронные схемы (контроллеры), монитор, клавиатура, мышь, принтер, сканер, джойстик, графопостроитель (плоттер), дигитайзер, сетевой адаптер, модемы, музыкальная приставка.
Основные характеристики ПК
1. быстродействие, производительность, тактовая частота;
2. разрядность машины и кодовых шин интерфейса;
3. типы системного и локальных интерфейсов;
4. емкость оперативной памяти;
5. емкость накопителя на винте;
6. тип и емкость накопителей на гибких магнитных дисках;
7. виды и емкость кэш-памяти (буферная, недоступная для пользователя, быстродействующая память, автоматически используемая компьютером для ускорения операций с информацией)
8. тип дисплея и видеоадаптера;
9. тип принтера;
10. наличие математического сопроцессора, который позволяет в десятки раз ускорить выполнение операций над двоичными числами с плавающей запятой;
11. аппаратная и программная совместимость с другими типами ЭВМ;
12. возможность работы в вычислительной сети;
13. возможность работы в многозадачном режиме;
14. надежность;
15. стоимость;
16. габариты и масса.
Вопрос 55 Архитектура персонального компьютера (ПК). Основные блоки ПК и их назначение.
Выделяют пять базовых компонент любого компьютера (рис: 7)
1. процессор (или центральный процессор - ЦП, CentralProcessorUnion - CPU);
2. основная память (memory);
3. схемы ввода-вывода (Input/Output - I/O);
4. дисковая память (diskstorage);
5. программы (programs).
Обсуждая возможности компьютеров имеют в виду, как правило, техническое (hardware), программное (software) и интеллектуальное (brainware) обеспечение.
Основные блоки ПК и их назначение:
Центральный процессор, оперативное запоминающее устройство, накопители на жестких магнитных дисках, накопители на гибких магнитных дисках, блок питания, внутренний канал обмена данных, электронные схемы (контроллеры), монитор, клавиатура, мышь, принтер, сканер, джойстик, графопостроитель (плоттер), дигитайзер, сетевой адаптер, модемы, музыкальная приставка.
Вопрос 56 Программное обеспечение компьютеров.
Программное обеспечение персонального компьютера - совокупность программных средств, обеспечивающих функционирование компьютера.
Все программное обеспечение по сфере использования принято подразделять на три большие группы: системное программное обеспечение, пакеты прикладных программ и инструментарий технологии программирование, т.е. программное обеспечение сферы производства программ.
Системное программное обеспечение (SystemSoftware) - совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ. Оно направлено на создание операционной среды функционирования других программ; на обеспечение надежной работы компьютера и вычислительной сети; на проведение диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей; на выполнение вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов и т.д.).
Пакеты прикладных программ (applicationprogrampackage) - комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определённого класса конкретной предметной области. Это самый многочисленный класс программных продуктов. Непосредственную их эксплуатацию осуществляют, как правило, конечные пользователи - потребители информации, деятельность которых во многих случаях далека от компьютерной области. Наиболее часто используемыми прикладными программами считаются редакторы (текстовые, графические, музыкальные) и электронные таблицы.
Инструментарий технологии программирования - совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения создаваемых программных продуктов. Пользователями этого класса программного обеспечения являются системные и прикладные программисты.
Вопрос 57 Интеллектуальное обеспечение компьютеров.
Интеллектуальное обеспечение - совокупность интеллектуальных методов, приемов и технологий, обеспечивающих решение задач из данной предметной области при помощи компьютера.
Существенным элементом интеллектуального обеспечения является формализация и наличие интеллектуальных интерфейсов на всех этапах решения задачи.
Информационные системы
Система - любой объект, который одновременно рассматривается и как единое целое, и как совокупность разнородных элементов, объединенная для достижения поставленной цели (производство, услуги).
Информационная система - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для обработки, хранения и выдачи информации для достижения поставленной цели (обучение, оказание услуг, производство). Миссия информационных систем - производство нужной для организации информации для обеспечения эффективного управления всеми её ресурсами, создание информационной и технической среды для осуществления управления организацией.
Вопрос 58 Программирование. Типы программирования. Классификация компьютерных языков по уровню.
Этап решения задачи на ЭВМ, состоящий из разработки программы в соответствии с алгоритмом решения задачи, ее отладки и дальнейшего развития программы в ходе ее применения называется программированием.
Различают три типа программирования:
· синтезирующее, предполагающее полное построение программы по заданной спецификации задачи или по общему алгоритму ее решения;
· сборочное, опирающееся на библиотеки модулей или подпрограмм и состоящее в выборе подходящих модулей и их быстрой (часто автоматизированной) сборке в результирующую программу, решающую задачу из того класса, на который рассчитана библиотека модулей;
· конкретизирующее, предполагающее существование универсальной программы, решающей любую задачу данного класса и состоящее в адаптации универсальной программы к особенностям частной решаемой задачи; в результате получается либо более простая программа, либо использующая меньшее количество ресурсов.
Язык программирования — это формализованный язык для описания алгоритма решения задачи на компьютере.
В настоящее время в мире существует несколько сотен имеющих свою область применения и реально используемых языков программирования. По уровням программирования их делят на машинные, машинно-ориентированные (ассемблеры) и машинно-независимые алгоритмические языки (языки высокого уровня).
Машинные языки (computerlanguage) — это языки программирования, воспринимаемые аппаратной частью компьютера (машинные коды). Обычно машинный язык содержит от 50 до 300 команд, служащих преимущественно для перемещения данных по компьютеру, выполнения арифметических операций и сравнения величин. Управление устройствами на этом уровне осуществляется с помощью загрузки определенных величин в специальные регистры устройств.
Машинно-ориентированные языки (computer-orientedlanguage) — это языки программирования, которые отражают структуру конкретного типа компьютера (ассемблеры). Каждый компьютер имеет свой машинный язык, то есть свою совокупность машинных команд, которая отличается количеством адресов в команде, назначением информации, задаваемой в адресах, набором операций, которые может выполнить машина. Процесс написания программы на машинном языке очень трудоемок. Программа получается громоздкой, труднообозримой, ее трудно отлаживать, изменять и развивать. Поэтому в случае, когда нужно иметь эффективную программу, в максимальной степени учитывающую специфику конкретного компьютера, вместо машинных языков используют близкие к ним машинно-ориентированные языки (ассемблеры). Язык ассемблера — это машинно-зависимый язык низкого уровня, в котором короткие мнемонические имена соответствуют отдельным машинным командам. Используется для представления в удобочитаемой форме программ, записанных в машинном коде.
Языки высокого уровня были разработаны для того, чтобы освободить программиста от учета технических особенностей конкретных компьютеров, их архитектуры. Они в определенной степени имитируют естественные языки, используя некоторые слова разговорного языка и общепринятые математические символы. Эти языки более удобны для человека. Преобразование строк исходного кода в последовательности двоичных команд осуществляется компилятором. Эти языки менее эффективно используют аппаратуру по сравнению с ассемблерами, но позволяют быстрее разрабатывать программы.
Вопрос 59 Принципы создания компьютерных языков (логическое, функциональное, объектно-ориентированное, процедурное программирование).
В настоящее время основными являются следующие классы языков программирования высокого уровня и, соответственно, подходов к программированию:
· процедурное программирование;
· функциональное программирование;
· логическое программирование;
· объектно-ориентированное программирование.
Процедурное программирование
Процедурный подход к обработке информации возник на заре программирования. Именно с этим стилем программирования связано все развитие вычислительной техники. Несмотря на прогресс технологии, большинство современных компьютеров построены по тем же принципам, что и машины 40–х годов. В их основе лежит так называемая архитектура фон Неймана, названная в честь американского ученого Джона фон Неймана, впервые изложившего принципиальные положения архитектуры ЭВМ во второй половине 40-х годов.
Имеется некоторая последовательность управляющих символов (команд), закодированная в двоичной либо другой форме, а также данных, закодированных в той же форме. Команды и данные различаются лишь способом интерпретации. Команды, располагаясь в оперативной памяти в некоторой последовательности и по определенным адресам, образуют программу. В этом случае можно выделить единый алгоритм функционирования любого вычислительного устройства фон-неймановской архитектуры. Упрощенно он выглядит так:
1. Извлечь команду из оперативной памяти;
2. Извлечь из памяти данные (операнды), требуемые для реализации команды;
3. Выполнить команду;
4. При необходимости сохранить результаты в памяти;
5. Вернуться к шагу 1.
Развитие процедурных языков определялось особенностями вычислительной машины Дж. фон Неймана; способы представления знаний и задач, а также методов их решения были ориентированы на экономию ресурсов. При этом интеллектуальный комфорт пользователя был проигнорирован. Программа разрабатывается в терминах тех действий, которые она должна выполнять. Основная единица программы — процедура — последовательность операторов, выполняющая определенный вспомогательный алгоритм. Процедуры могут вызывать другие процедуры, вместе они работают по определенному алгоритму, ведущему к решению задачи. Кроме понятия оператор в основе процедурного языка лежит понятие операнд — данные, которые обрабатываются при помощи операторов.
Типы операндов: простой, массив, структуры.
Типы операторов: присваивания, условных операций, итерации.
Программа, написанная на процедурном языке, явно указывает способ получения результата, но не сам результат.
Существует большое число процедурных языков программирования. Это —Algol, Fortran, Pascal, С, Basic и др.
Функциональное программирование
Применение ЭВМ для решения задач искусственного интеллекта и обработки текстов привело к созданию функциональных языков. Эти языки имеют хорошо проработанное математическое основание — a–исчисление. Функция в математике — отображение объектов из множества величин (области определения функции или домена) в объекты другого множества (область значений функции). Обобщением этого теоретико-множественного понятия функции, которое делает его фактически одним из вариантов понятия алгоритма, и является a–исчисление. Функциональный стиль программирования основан только на использовании процедур-функций (в отличие от процедурных языков, где основным понятием является процедура-оператор). Роль переменных играют параметры функций, присваивание значений осуществляется только при задании аргументов в обращениях к функциям. Вместо последовательности операторов выполняется поочередное вычисление аргументов при вызове функции, вместо условных операторов – условная композиция выражений, циклическая композиция операторов заменяется на рекурсию.
Программы, написанные в функциональном стиле, обычно оказываются более короткими, обозримыми и простыми для понимания. Переменные в функциональной программе (новые экземпляры параметров функции) рассматриваются как переменные в математике: если они существуют, то имеют какую-то величину, и эта величина не может измениться. Функциональная программа описывает, что должно быть вычислено, то есть является просто выражением, определенным в терминах заранее заданных функций и функций, определенных пользователем. Величина этого выражения является результатом программы. Таким образом, здесь отсутствует состояние программы и предыстория вычислений. Первым языком функционального программирования является созданный в начале 1960-х годов язык ЛИСП (LISP — LIStProcessing). В отличие от процедурных языков, в которых действия в основном выражаются в виде итерации — повтора какого-либо фрагмента программы несколько раз, в ЛИСП вычисления производятся с помощьюрекурсии — вызова функцией самой себя, а основная структура данных — это список.
Вопрос 60 Основные принципы архитектуры фон Неймана
Основные принципы архитектуры фон Неймана состоят в следующем:
· ЭВМ состоит из процессора, памяти и внешних устройств;
· единственным источником активности (не считая стартового и аварийного вмешательства человека) в ЭВМ является процессор, который, в свою очередь, управляется программой, находящейся в памяти машины (принцип программного управления);
· память машины может быть представлена как последовательность дискретных ячеек, каждая из которых имеет свой адрес (принцип адресности); отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к запомненным в них значениям можно было впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программ с использованием присвоенных имен;
· каждая ячейка хранит команду программы или некоторую единицу обрабатываемой информации, причем и то и другое выглядят одинаково (принцип однородности памяти);
· в любой момент времени процессор выполняет одну команду программы, адрес которой находится в специальном регистре процессора — счетчике команд;
· обработка информации происходит только в регистрах процессора; информацию в процессор можно ввести из любой ячейки памяти или внешнего устройства, или наоборот, направить в любую ячейку или на внешнее устройство;
· в каждой команде программы зашифрованы следующие предписания: из каких ячеек памяти взять обрабатываемую информацию; какие совершить операции с взятой информацией; в какие ячейки памяти направить полученную информацию; как изменить содержимое счетчика команд, чтобы знать, откуда взять для выполнения следующую команду;
· машина выполняет программу команда за командой в соответствии с изменением содержимого счетчика команд и расположением команд в памяти, пока не получит команду остановиться.
Вопрос 61 Централизованная и распределенная обработка данных
В эпоху централизованного использования ЭВМ с пакетной обработкой информации пользователи вычислительной техники предпочитали приобретать компьютеры, на которых можно было бы решать почти все классы задач. Однако, сложность решаемых задач обратно пропорциональна их количеству, и это приводило к неэффективному использованию вычислительной мощности ЭВМ при значительных материальных затратах. Кроме того, доступ к компьютерным ресурсам был затруднен из-за политики централизации вычислительных средств в одном месте.
Принцип централизованной обработки данных не отвечал высоким требованиям к надежности процесса обработки, затруднял развитие систем и не мог обеспечить необходимые временные параметры при диалоговой обработке данных в многопользовательском режиме.
Появление малых ЭВМ, микроЭВМ, и, наконец, ПК потребовало нового подхода к организации систем обработки данных, к созданию новых ИТ - произошел переход от использования отдельных ЭВМ в системах централизованной обработки данных к распределенной обработке данных.
Вопрос 62 Основные программные и аппаратные компоненты сети.
Компьютерная (вычислительная) сеть - совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.
Компьютерные сети - высшая форма многомашинных ассоциаций.
Основные отличия КС от МВК:
1. размерность (МВК -2 или 3, КС - десятки или сотни, и далеко отстоящих друг от друга);
2. разделение функций между ЭВМ (функций обработки данных, передачи данных и управления системой в МВК могут быть реализованы в одной ЭВМ, в вычислительных сетях эти функции распределены между различными ЭВМ);
3. необходимость решения в сети задачи маршрутизации сообщений (в зависимости от состояния каналов связи сообщение от одной ЭВМ к другой может быть передано по разным каналам).
Абоненты сети - объекты, генерирующие или потребляющие информацию в сети (это могут быть отдельные ЭВМ, комплексы, терминалы, роботы, станки с ЧПУ и т.д.) Любой абонент сети подключается к станции.
Станция - аппаратура, которая выполняет функции, связанные с приемом и передачей информации.
Совокупность абонента и станции принято называть абонентской системой. Для организации взаимодействия абонентов необходима физическая передающая среда.
Физическая передающая среда - линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных.
На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть, которая обеспечивает передачу информации между абонентскими системами. Таким образом, любую компьютерную сеть можно рассматривать как совокупность абонентских систем и коммуникационной сети.
Вопрос 63 Функциональные группы устройств сети.
Основное назначение любой компьютерной сети - предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней пользователям.
С этой точки зрения ЛВС можно рассматривать как совокупность серверов и рабочих станций.
Сервер - компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами.
Серверы могут осуществлять хранение данных, управление базами данных, удаленную обработку заданий, печать заданий и ряд других функций. Сервер - источник ресурсов сети.
Рабочая станция - персональный компьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам.
Рабочая станция функционирует как в сетевом, так и в локальном режимах. Она может быть оснащена собственной операционной системой.
Файл-сервер хранит данные пользователей сети и обеспечивает им доступ к этим данным. Это компьютер с большой емкостью оперативной памяти, жесткими дисками большой емкости и дополнительными накопителями на магнитной ленте (стримерами). Файл-сервер выполняет следующие функции: хранение данных, архивирование данных, синхронизацию изменений данных различными пользователями, передачу данных. Он работает под управлением специальной операционной системы, которая обеспечивает одновременный доступ пользователей сети к расположенным на нем данным.
Компьютерные сети реализуют распределенную обработку данных, которая в данном случае распределяется между клиентом и сервером.
Клиент - задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети.
Вопрос 64 Классификация вычислительных сетей.
В зависимости от территориального расположения абонентских систем ВС разделяют на три основных класса:
Локальная ВС (LAN - LocalAreaNetwork) объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории.
Региональная ВС (MAN - MetropolitanAreaNetwork) связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга (внутри города, региона, страны). Расстояние между абонентами - десятки-сотни километров.
Глобальная ВС (WAN - WideAreaNetwork) объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах.
Объединение глобальных, региональных и локальных ВС позволяет создавать много сетевые иерархии. Они обеспечивают мощные, экономически целесообразные средства обработки огромных сетевых массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам.
Вопрос 65 Локальные вычислительные сети.
Локальная ВС (LAN - LocalAreaNetwork) объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. Это сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов и т.п. (протяженности < 2-2,5 км). В локальных вычислительных сетях для объединения компьютеров используют различные виды кабеля (коаксиальные, оптоволоконные, типа «витая пара») с соответствующими платами расширения. С учетом стоимости кабеля имеются существенные ограничения по пространственному размещению такой вычислительной сети («локализована» в нескольких соседних помещениях, в одном или нескольких недалеко стоящих друг от друга зданиях), что и дало основание для ее названия.
Основное назначение ЛВС — в распределении ресурсов ЭВМ: программ, периферийных устройств, терминалов, памяти. Как система распределенных ресурсов, ЛВС основывается на принципах единой передающей среды, единого метода управления, единых протоколов, гибкой модульной организации, информационной и программной совместимости.
Вопрос 66 Основные характеристики и требования к коммуникационной сети.
· Скорость передачи данных по каналу связи (измеряется количеством битов в единицу времени, для асинхронных модемов и телефонного канала — 300-9600 бит/сек, для синхронных — 1200-19200 бит/сек; волоконно-оптическая связь и технологии спектрального уплотнения каналов дали качественно-новый уровень — сейчас в одном канале передаются потоки 10 Гбит/с и более — до 100 Гбит, а поскольку в оптоволоконном световоде каналов можно «нарезать» более сотни, то говорят уже о переходе к терабитным системам цифровой связи)
· Пропускная способность канала связи (количество знаков в секунду, включая служебные символы), изм