На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


Шпаргалка Шпаргалка по "Вычислительным системам, сетям и телекоммуникациям"

Информация:

Тип работы: Шпаргалка. Добавлен: 11.11.2012. Сдан: 2012. Страниц: 12. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


     1.
     Процесс (process) – последовательная смена состояний, явлений, ход развития чего последовательность действий для решения задачи, определяемая программой.
     Процессы  вычисляются по соответствующим  алгоритмам программами или устройствами. Они реализуются на всех уровнях  области взаимодействия.
     Процессы  разделяются на этапы, называемые фазами. Любая абонентская система либо административная система создается  для выполнения прикладных процессов. Они для информационной сети являются основными. Прикладной процесс (application process) – процесс, выполняющий обработку данных для нужд пользователей или некоторое приложение пользователя, реализованное в прикладной программе. Взаимодействие абонентских ЭВМ в сети следует рассматривать как взаимодействие прикладных процессов конечных пользователей через коммуникационную сеть. Для того чтобы могли взаимодействовать процессы, между ними должна существовать и логическая связь.
     В  базовой эталонной модели взаимодействия открытых систем (ВОС – OSI – Open Systems Interconnection) прикладные процессы располагаются над прикладным уровнем и выполняются под управлением операционной системы (ОС). Их запуск осуществляется операцией вызова процедуры.
     Процессы  делятся на две группы. 1 - программные  прикладные процессы. 2- Вторую группу образуют человеко-аппаратные прикладные процессы.
     При разработке прикладного процесса необходимо учесть ряд следующих особенностей: •синхронизация данных; •тупиковые ситуации; •безопасность данных.
     При выполнении прикладного процесса возникают  ситуации, именуемые «тупиковыми». Тупиковую ситуацию можно предупреждать  двояко. Если хотя бы один из ресурсов занят, то освободить остальные ресурсы. Можно также однозначно определить резервирование ресурсов.
     Управление  взаимодействием прикладных процессов  относится к  процедурам передачи данных между системами, которые «открыты» друг другу благодаря совместному использованию ими соответствующих стандартов. Сложность функций области взаимодействия привели к тому, что они в соответствии с базовой эталонной моделью взаимодействия открытых систем поделены на расположенные друг над другом слои, именуемые уровнями (рис. 6).
     Любой уровень состоит из объектов (рис. 6). Объекты одного и того же уровня для обеспечения взаимодействия могут связываться друг с другом соединениями (интерфейсом). Последние  проходят все нижерасположенные  уровни и физические средства соединения. Взаимодействие объектов, расположенных  на одном и том же уровне, определяется стандартами, называемыми «протоколами». Взаимодействие открытых систем стало основной концепцией, заложенной в архитектуру информационных сетей. 

     Передача  данных (data communications) – процесс пересылки данных от одного устройства к другому.
Смежными  системами являются те, которые непосредственно  соединены каналом передачи данных либо группой параллельно идущих каналов.
Если же между взаимодействующими системами  расположен хотя бы один узел коммутации, то говорят о несмежных системах. В  сетях с «селекцией» информации смежными являются все входящие в них системы.
В  сетях  с коммутацией пакетов для  передачи данных между не смежными системами создается сетевая платформа, образуемая физическими средствами соединения: физическим уровнем, канальным уровнем и сетевым уровнем.
Передача  данных между смежными системами  осуществляется физической платформой.
     Для обеспечения более жестких требований при передаче данных аналоговые каналы связи оснащаются специальной аппаратурой. В этом случае они называются «каналы передачи данных».
     различают каналы:
     •низкоскоростные  со скоростью передачи от 50 до 200 бит/с; •среднескоростные со скоростью передачи до 9600 бит/с; •высокоскоростные со скоростью передачи свыше 19 200 бит/с.
С  учетом возможностей изменения направления передачи информации различают каналы: •симплексные, обеспечивающие передачу информации только в  одном направлении по одному каналу связи; •полудуплексные, позволяющие передавать поочередную ин формацию в двух направлениях по одному каналу связи; •дуплексные, передающие информацию одновременно в обоих направлениях по двум каналам связи.
     В  зависимости от способа передачи данных различают каналы с  последовательной и параллельной передачей сигналов. При последовательной передаче двоичные разряды каждого символа передаются последовательно по одним и тем же линиям связи. При параллельной передаче все разряды каждого символа пере даются одновременно по отдельным линиям связи.
     Наиболее  распространенным среди семиразрядных  кодов пере дачи по каналам связи является код ASCII. В  системах передачи данных используются два способа передачи данных: синхронный и асинхронный. Синхронная передача – высокоскоростная и почти безошибочная. Она используется для обмена сообщениями между ЭВМ в вы числительных сетях. Синхронная передача требует дорогостояще го оборудования. При асинхронной передаче данные передаются в канал связи как последовательность битов, из которой при приеме необходимо выделить для последующей их обработки. Асинхронная передача не требует дорогостоящего оборудования и отвечает требованиям организации диалога в вычислительной сети при взаимодействии персональных ЭВМ. 
 

2.
Электронная вычислительная машина (ЭВМ) – это  комплекс технических и программных  средств, предназначенный для реализации подготовки и решения задач пользователей. Структура ЭВМ – совокупность элементов и их связей. Различают структуры технических, программных и аппаратных средств. Архитектура ЭВМ – это многоуровневая иерархия аппаратно программных средств, из которых строится ЭВМ. Каждый из уровней допускает многовариантное построение и применение. Конкретная реализация уровней с учетом совокупности их свойств определяет особенности структурного построения ЭВМ. Важнейшими характеристиками ЭВМ являются быстродействие и производительность, емкость запоминающих устройств, надежность, точность и достоверность. Быстродействие – число определенного типа команд, выполняемых за единицу времени. Производительность – это объем работ (число стандартных про грамм), выполняемых в единицу времени. Емкость запоминающих устройств – измеряется количеством единиц информации, которые одновременно можно разместить в  памяти. Надежность – это способность ЭВМ при определенных условиях выполнять свои функции в течение заданного времени. Точность – возможность различать почти все равные значения данных. Точность получения результатов обработки в основном определяется разрядностью ЭВМ (от 8 и16 разрядных двоичных кодов до 32, 64 и 128 двоичных разрядов). Достоверность – свойство информации, правильно воспринятой. Она характеризуется вероятностью получения безошибочных результатов. Традиционно электронную вычислительную технику подразделяют на аналоговую и цифровую. В  аналоговых вычислительных машинах (АВМ) обрабатываемая информация представляется соответствующими значениями аналоговых величин: тока, напряжения, угла поворота механизма и т. п. По своему назначению их можно рассматривать как специализированные вычислительные машины.
В  настоящее  время под словом ЭВМ понимают цифровые вычислительные машины, в  которых информация кодируется двоичными  кодами чисел. Именно эти машины благодаря  универсальным возможностям и являются самой массовой вычислительной техникой.
Классификация средств вычислительной техники по быстродействию:
•супер-эвм •большие ЭВМ• средние ЭВМ широкого назначения
•персональные и профессиональные ЭВМ• встраиваемые микропроцессоры
С  развитием  сетевых технологий все больше начинает использоваться другой классификационный признак, отражающий место и роль ЭВМ в сети:
•мощные машины и вычислительные системы;• кластерные структуры;•рабочие станции;•сетевые компьютеры.
 
Кластерные  структуры представляют собой многомашинные  распределенные вычислительные системы, объединяющие несколько серверов. Это позволяет управлять ресурсами сети, обеспечивая необходимую производительность, надежность, готовность и другие характеристики. Серверы – это вычислительные машины и системы, управляющие определенным видом ресурсов в сети. Различают файл серверы, серверы приложений, факсонные, Web-серверы
Основным  принципом построения всех современных  ЭВМ является программное управление. В его основе лежит представление  алгоритма решения любой задачи в виде программы вычислений. Алгоритм – совокупность четко определенных правил, процедур или команд, обеспечивающих решение поставленной задачи за конечное число шагов. Он обладает обязательными  свойствами: дискретность или расчлененность; определенность или однозначность; выполнимость или результативность; массовость или инвариантность. В  любой ЭВМ имеются устройства ввода «УВВ» по каналам ввода пользователи вводят в ЭВМ программы решаемых задач и данные к ним. Введенная информация запоминается в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ), а затем переносится во внешнее запоминающее устройство (ВЗУ), предназначенное для длительного хранения информации. Устройство управления (УУ) предназначено для автоматического выполнения программ путем принудительной координации работы всех остальных устройств ЭВМ. Цепи сигналов управления показаны на рис. 15 штриховыми линиями. Арифметико-логическое устройство (АЛУ) выполняет логические и  арифметические операции над данными. Основной частью АЛУ является операционный автомат, в состав которого входят сумматоры, счетчики, регистры, логические преобразователи и др. Сильно связанные устройства АЛУ и УУ получили название процессор. 

3.
Информационно-логические основы ЭВМ включают в себя следующие  приложения:
•системы  счисления и формы представления  чисел; •представление информации в  ЭВМ;
•арифметические основы ЭВМ;
•логические основы построения ЭВМ.
Системой  счисления называется способ изображения  чисел с по мощью ограниченного  набора символов, имеющих определенное количественное значение. Систему счисления образует совокупность правил и приемов представления чисел с помощью набора знаков (цифр). 

В  зависимости  от способа изображения чисел системы счисления делятся на позиционные и непозиционные.
В  позиционной  системе счисления количественное значение каждой цифры зависит от ее места (позиции) в числе.
В  непозиционной  системе счисления цифры не меняют своего количественного значения при изменении их расположения в числе. Количество N различных цифр, используемых для изображения числа в позиционной системе счисления, называется основанием системы счисления, а позиция цифры – разрядом.
Во всех современных ЭВМ для представления  числовой информации используется двоичная система счисления с основанием N=2 и использованием для представления информации чисел: 0  и 1. Это обусловлено следующими причинами: 

•более  простой реализацией алгоритмов выполнения арифметических и логических операций;
•более  надежной физической реализацией основных функций, так как они имеют  всего два состояния (0 и 1);
•экономичностью аппаратурной реализации всех схем ЭВМ. Кроме двоичной системы счисления, широкое распространение получили и производные системы:
•двоично-десятичное представление чисел, – 0, 1, …, 9;
•шестнадцатеричная  – 0, 1, 2, …, 9, А, В, С, D, Е, F, где А = 10, B = 11, …, F = 15;
•восьмеричная – 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
Представление чисел в различных системах счисления  допускает однозначное преобразование их из одной системы в другую. 

Представление информации в ЭВМ 

Информация (information) – совокупность фактов, явлений, событий, представляющих интерес для пользователей, подлежащих регистрации и обработке для обеспечения целенаправленной деятельности. Существует несколько форм представления информации. Символьная – основана на использовании символов – букв, цифр, знаков. Текстовая – использует образующие тексты символы, расположенные в определенном порядке. Звуковая (речевая).
Графическая – Информация, выраженная в определенной форме, называется сообщением. 

Наименьшей  единицей количества информации в двоичной системе является бит.
Наряду с  битом на практике используется более  крупная единица – байт. 1 байт = 8 бит. Для измерения больших объемов информации пользуются К = 210  = 1024, то есть 1 Кбит = 1024 и 1 Кбайт =  1024 байт.
Любая информация, обрабатываемая в ЭВМ, должна быть представлена двоичными цифрами (0, 1), то есть должна быть закодирована комбинацией этих цифр. Обработка информации осуществляется компьютерами или конечными автоматами.
В  ЭВМ  используют три вида чисел:
•с фиксированной  точкой (запятой);•с плавающей точкой (запятой);•двоично
По скорости изменения обрабатываемых цифровых данных информация может быть условно  разделена на два вида: статический и  динамический, например видеоинформация. 

Способы представления  информации в ЭВМ, ее кодирование  и преобразование имеют большое  значение в информационных системах. Все современные ЭВМ имеют достаточно развитую систему команд, включающую десятки и сотни команд. Однако выполнение любой операции основано на использовании простейших микроопераций типа сложения и сдвига. Во всех без исключения ЭВМ все операции выполняются под числами, представленными специальными машинными кодами. Код (code) – совокупность правил и символов представления ин формации.
Различают прямой код (П), обратный код (ОК) и дополнительный код (ДК) двоичных чисел.
При цифровом кодировании дискретной информации применяют потенциальные и импульсные коды, где представление логических единиц и нулей осуществляется либо значением потенциала сигнала, либо импульсами определенной полярности.
Для анализа  и синтеза схем в ЭВМ при  алгоритмизации и программировании решения задач широко используется математический аппарат алгебры логики.
Операции (и, или, не) реализуются компонентами интегральной схемы: триггерами, счетчиками, сумматорами, компараторами, шифраторами, дешифраторами и др. 

4.
Процессор – это центральное устройство компьютера. Он выполняет находящиеся  в оперативной памяти команды  программы и «общается» с внешними устройствами благодаря шинам адреса, данных и управления, выведенными  на специальные контакты корпуса  микросхемы. К  обязательным компонентам процессора относятся арифметико-логическое устройство (АЛУ) и устройство управления (УУ).
Выполнение  процессором команды предусматривает: •арифметические действия; •логические операции; •передачу управления (условную и безусловную); •перемещение данных из одного места памяти в другое; •координацию взаимодействия различных устройств ЭВМ.
Выделяют  четыре этапа обработки команды процессором: выборка, декодирование, выполнение и запись результата. В ряде случаев, пока первая команда выполняется, вторая может декодироваться, а третья – выбираться.
Функции процессора:
1.  обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;
2.  программное управление работой устройств компьютера. Процессор состоит из ячеек. В ячейках процессора данные не хранятся, а обрабатываются. Во время обработки они могут изме няться самыми разными способами. Ячейки процессора называются регистрами. Регистр выполняет функцию кратковременного хранения числа
или команды. Основным элементом регистра является электронная схема, называемая  триггером, которая способна хранить одну двоичную цифру (разряд).
Некоторые важные регистры имеют свои названия, например:
• сумматор – регистр АЛУ, участвующий в выполнении каждой операции; • счетчик команд – регистр УУ, содержимое которого соответствует адресу очередной выполняемой команды – служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти; • регистр команд – регистр УУ для хранения кода команды на период времени, необходимый для ее выполнения. Часть его разрядов используется для хранения кода операции, остальные – для хранения кодов адресов операндов.
Микропроцессоры различаются рядом важных характеристик: •тактовой частотой обработки информации;
•разрядностью;•интерфейсом с системной шиной;•адресным  пространством (адресацией памяти).
Тактовая  частота обработки информации. Тактом называют интервал времени между началом подачи двух последовательных импульсов электрического тока, синхронизирующих работу раз личных устройств компьютера. Специальные импульсы для отсчета времени для всех электронных устройств вырабатывает тактовый генератор частоты, расположенный на системной плате. Тактовая частота определяется как количество тактов в секунду и измеряется в мегагерцах (1 МГц = 1 млн тактов/с).
Разрядность процессора. Это число одновременно обрабатываемых процессором битов, то есть количество внутренних битовых (двоичных) разрядов – важнейший  фактор производительности МП. Процессор  может быть 8 16 32 64 разрядным. Вместе с быстродействием разрядность характеризует объем информации, перерабатываемый процессором компьютера за единицу времени.
Интерфейс с системной шиной.  Разрядность внутренней шины данных МП может не совпадать с количеством внешних выводов для линии данных. Выполнение процессором команды предусматривает наряду с арифметическими действиями и логическими операциями передачу управления и перемещение данных из одного места памяти в другое. Адресное пространство  (адресация памяти).  Одна из функций процессора состоит в перемещении данных, в организации их обмена с внешними устройствами и оперативной памятью. При этом процессор формирует код устройства, а для ОЗУ – адрес ячейки памяти. Код адреса передается по адресной шине. Объем физически адресуемой микропроцессором оперативной памяти называется его  адресным пространством. Он определяется разрядностью внешней шины адреса
Основная  память
подразделяется  на внутреннюю  и внешнюю. В  состав внутренней памяти входят постоянная память, оперативная память  и кэш. Постоянная память, или постоянное запоминающее устройство – ПЗУ. Постоянная память – энергонезависимая, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание памяти специальным образом «зашивается» в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать. В ПЗУ находятся загрузочные программы операционной системы в оперативную память, совокупность про грамм, предназначенных для автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера  BIOS.
Оперативная память (ОЗУ, англ. RAM) – это быстрое запоминающее устройство, непосредственно связанное с  процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. В  ОЗУ происходит вся текущая деятельность компьютера.
 Чаще ОЗУ исполняется из интегральных микросхем памяти DRAM (Dynamic RAM – динамическое ОЗУ).
Кэш, или сверхоперативная память, – очень быстрое ЗУ небольшого объема, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и  несколько менее быстродействующей оперативной памятью. Современные микропроцессоры имеют встроенную кэш-память - кэш первого уровня. На системной плате компьютера может быть установлен кэш второго уровня. 

5.
Каналы ввода-вывода (англ. IOC - input-output channel), и интерфейсы обеспечивают взаимодействие центральных устройств машины и периферийных устройств.
КВВ — самостоятельные  в логическом отношении устройства, которые работают под управлением  собственных программ, находящихся  в памяти.
В современных  машинах КВВ называют периферийными  процессорами или процессорами ввода-вывода. КВВ и интерфейсы выполняют следующие функции:
Позволяют иметь машины с переменным составом периферийных устройств. Обеспечивают параллельную работу периферийных устройств как между собой, так и по отношению к процессору. Обеспечивают автоматическое распознавание и реакцию процессора на различные ситуации, возникающие в периферийных устройствах.
Существует 3 вида КВВ
Мультиплексный  канал. Сам канал быстродействующий, но обслуживает медленное периферийное устройство. При этом, подключившись к одному устройству, подаёт одно машинное слово, и после этого подключается к другому.
Селекторный канал. Канал быстродействующий и обслуживает быстрые устройства. При этом подключившись к одному устройству, передаёт всю информацию, и после этого подключается к другому устройству.
Блок-мультиплексорный канал. Подключившись к одному устройству, передаёт часть информации. После этого подключается к другому устройству. 

Передача  информации с периферийного устройства в ЭВМ называется операцией ввода, а передача из ЭВМ в ПУ – операцией  вывода. При разработке систем ввода-вывода внимание обращается на решение следующих проблем:
•должна быть обеспечена возможность реализации машин с переменным составом оборудования, в первую очередь с различным  набором периферийных устройств; •в ЭВМ должны реализовываться одновременная работа процессора над программой и выполнение периферийными устройствами процедур ввода •необходимо упростить и стандартизировать программирование операций ввода; •необходимо обеспечить автоматическое распознавание и ре акцию ядра ЭВМ на многообразие ситуаций, возникающих в  периферийных устройствах.
Комплекс линий и шин, сигналов, электронных схем, алгоритмов и программ, предназначенный для осуществления обмена информацией, называется интерфейсом. В зависимости от типа соединяемых устройств различают:
 
•внутренний интерфейс (например, интерфейс системной шины, НМД), предназначенный для сопряжения элементов внутри системного блока ЭВМ; •интерфейс ввода с  системным блоком (клавиатурой, принтером, сканером, мышью, дисплеем и др.); •интерфейс межмашинного обмена (для обмена между разны ми машинами) – для сопряжения различных ЭВМ (например, при образовании вычислительных сетей); •интерфейсы «человек между человеком и ЭВМ.
Если интерфейс  обеспечивает обмен одновременно всеми разрядами передаваемой информационной единицы (чаще всего байта или машинного слова), он называется параллельным интерфейсом.
 В  зависимости от степени участия центрального процессора
в  обмене данными в интерфейсах могут  использоваться три способа управления обменом:
•режим  сканирования (так называемый «асинхронный»  обмен); •синхронный обмен; •прямой доступ к памяти.
 
Для быстрого ввода-вывода данных от управления операциями ввода-вывода доступ к памяти (DMA – Direct Memory Access). Прямой доступ к памяти (ПДП) разгружает процессор от обслуживания операций ввода производительности ЭВМ, дает возможность машине более приспособленно работать в системах реального времени. 

К периферии  относятся все внешние дополнительные устройства, подключаемые к системному блоку компьютера через специальные  стандартные разъемы. Это компьютерное оборудование, физически отделенное от системного блока вычислительной системы, имеет собственное управление и действует как по командам ее центрального процессора, так и оснащается собственным процессором и даже операционной системой. Предназначено для внешней подготовки и модификации данных, ввода, хранения, защиты, вывода, управления и передачи данных по каналам связи. Периферийные устройства компьютера делятся по назначению: ввод данных, вывод данных, хранение данных, обмен данными. 

6.
Real Mode (RМ) – режим реальной адресации, используется только в MS DOS. Область адресов, доступных системе (1 Мбайт), не защищена. Реализованы двадцать адресных линий, режим однопользовательский. Однако при этом работают 32-битовые регистры CPU. По умолчанию используются все имеющиеся команды, длина операндов 16 бит. Для работы с 32-разрядными операндами и использования дополнительных режимов адресации применяют специальный префикс переадресации. Исполнительный адрес всегда соответствует физическому, страничный механизм отключен. Все сегменты могут находиться в состоянии записи, считывания или выполнения.
Protected Mode (РМ) – режим виртуальной адресации (защищенный режим).
Виртуальная адресация – это способ организации  доступа к информации, при котором  большая ее часть располагаются  не в физическом ОЗУ, а в устройствах  внешней памяти (УВП), откуда она  периодически подкачивается в ОЗУ (swapping), что создает иллюзию расширения его размеров.
Предусмотрена защита по многоуровневому принципу операционной системы и прикладных задач. Реализуется мультипрограммность.
Protected Mode 86 (VM 8б) – режим виртуальной адресации 86 - устанавливает исполнительную среду I86 внутри защищенной многозадачной среды PM. При этом поддерживается исполнение всех программ, написанных для предыдущих поколений. Первоначально в рамках VM 86 оборудование формирует 20-разрядный линейный адрес по системе, аналогичной RM. Однако, благодаря включению механизма страничной адресации и системе двухуровневой защиты, линейный адрес шириной в 1 Мбайт может быть разбит на 256 страниц по 4 Кбайт каждая, и размещен в физическом адресном пространстве до 4 Гбайт. В этом объеме физической памяти можно в окнах по 1 Мбайт расположить множество копий MS DOS или других операционных систем и их программ, представляющих отдельные виртуальные машины, работающие в мультизадачном режиме.
Page Protected Mode – режим страничной адресации.
Это альтернативный режим управления памятью, позволяющий  разделить крупные массивы информации на более компактные блоки размером по 4 Кбайт. Аппаратно для реализации режима в CPU I386 дополнительно включается страничный механизм, транслирующий линейный адрес в физический. 

Программное обеспечение ЭВМ – совокупность программ обработки данных и необходимых  для их эксплуатации документов. Программное обеспечение (ПО) ЭВМ разделяют на общее, или системное (general Software), и специальное, или прикладное (application or spesial Software. Общее ПО объединяет программные компоненты, обеспечивающие многоцелевое применение ЭВМ и  мало зависящие от специфики вычислительных работ пользователей. Сюда входят программы, организующие вычислительный процесс в различных режимах работы машин, программы контроля работоспособности ЭВМ, диагностики и локализации неисправностей, программы контроля заданий пользователей, их проверки, отладки и т. п. Специальное ПО (СПО) содержит пакеты прикладных программ (ППП), обеспечивающие специфическое применение ЭВС и ВС. Прикладной программой называется программный продукт, предназначенный для решения конкретной задачи пользователя.
Общее ПО включает в  свой состав: •операционную систему (ОС); •систему автоматизации программирования (САП); •комплекс программ технического обслуживания (КПТО); •пакеты программ, дополняющие возможности ОС (ППос); •систему документации (СД).
Операционная  система служит для управления вычислительным процессом путем обеспечения его необходимыми ресурсами. Средства автоматизации программирования объединяют программные модули, обеспечивающие этапы подготовки задач к решению.
ПО современных ЭВМ и ВС строится по иерархическому модульному принципу. Это дает возможность адаптации ЭВМ и ВС к конкретным условиям применения, открытость системы для расширения состава предоставляемых услуг, способность систем к совершенствованию, наращиванию мощности и т. д.
Нижний уровень  образуют программы ОС, которые играют роль посредника между техническими средствами системы и пользователем. Важной частью ПО является система документации. СД предназначается для изучения программных средств подсистем ПО, она определяет порядок их использования, устанавливает требования и правила разработки новых программных компонентов и особенности их включения в состав ОПМО или СПО. 

7.
В  многопроцессорных (мультипроцессорных) компьютерах имеется  несколько процессоров, каждый из которых  может относительно независимо от остальных  выполнять свою программу. В мультипроцессоре существует общая для всех процессоров  операционная система, которая оперативно распределяет вычислительную нагрузку между процессорами. Взаимодействие между отдельными процессорами организуется через общую оперативную память.
Сам по себе процессорный блок не является законченным компьютером и поэтому не может выполнять программы без остальных блоков мультипроцессорного компьютера – памяти и периферийных устройств. Все периферийные устройства являются для всех процессоров мультипроцессорной системы общими. Мультипроцессору не свойственна территориальная распределенность – все его блоки располагаются в одном или нескольких близко расположенных конструктивах, как у обычного компьютера.
Основное  достоинство мультипроцессора – его высокая производительность, которая достигается за счет параллельной работы нескольких процессоров. Так как при наличии общей памяти взаимодействие процессоров происходит очень быстро, мультипроцессоры могут эффективно выполнять даже приложения с высокой степенью связи по данным.
 
 
Многомашинные и многопроцессорные вычислительные системы
 
Еще одним  важным свойством мультипроцессорных систем является отказоустойчивость, то есть способность к продолжению  работы при отказах некоторых  элементов, например процессоров или  блоков памяти. При этом производительность, естественно, снижается, но не до нуля, как в обычных системах, в которых  отсутствует избыточность. Однако для  того, чтобы мультипроцессор мог  про должать работу после отказа одного из процессоров, необходимо специальное программное обеспечение поддержки отказоустойчивости, которое может быть частью операционной системы или же представлять собой дополнительные служебные программы. Кластер (многомашинная система) – это вычислительный комплекс, состоящий из нескольких компьютеров (каждый из которых работает под управлением собственной операционной системы), а  также программных и аппаратных средств связи компьютеров, которые обеспечивают работу всех компьютеров комплекса как единое целое.
В  отличие  от мультипроцессора, в котором избыточность реализована на уровне процессорных блоков, кластер состоит из не скольких законченных, способных работать автономно, как правило, стандартных компьютеров, каждый из которых имеет обычную  структуру, один или несколько процессорных блоков, оперативную память и периферийные устройства. Однако благодаря специальному программному и аппаратному обеспечению межкомпьютерных связей для пользователя кластер выглядит как единый компьютер. При этом каждый компьютер (называемый также узлом кластера) может быть как однопроцессорным, так и мультипроцессорным – на организацию кластера это влияния не оказывает. Кластеры применяют для повышения надежности и производительности вычислительной системы. Надежность повышается за счет того, что при отказе одного из узлов кластера вычислительная нагрузка (или часть ее) переносится на другой узел. Для выполнения этой операции в кластере используются два типа связей между узла ми: межпроцессорные связи и связи за счет разделяемых дисков. Межпроцессорные связи используются узлами для обмена служебной информацией.
Синхронизация работы нескольких задач или их ветвей, а также синхронизация вырабатываемых ими данных осуществляется как за счет межпроцессорных, так и за счет разделяемой дисковой памяти.
Менее тесные и менее скоростные связи между  узлами кластера по сравнению со связями  процессоров в мультипроцессоре диктуют область применения кластеров  – это задачи, достаточно независимые  по данным. 

8.
Универсальной структуры вычислительной системы, одинаково хорошо обрабатывающей задачи любого типа, не существует, но можно  выделить четыре основных архитектурных  признака вычислительной системы
1.  Одиночный роток команд – одиночный поток данных (ОКОД) – Single Instruction Single Data (SISD) – одиночный поток инст рукций – одиночный поток данных.
ОКОД-структуры реализуют два уровня программного паралелизма: операторы и команды; фазы отдельных команд. Дан ный тип архитектуры объединяет любые системы в однопроцессорном (одномашинном) варианте.
2.  Одиночный поток команд – множественный поток данных (ОКМД) – Single Instruction Multiple Data (SIMD) – одиночный поток инструкций – множественный поток данных. ОКМД математических операций), операторы и команды, фазы от дельных команд программного параллелизма, используя матричные или векторные структуры обработки. В них эффектно решаются задачи матричного исчисления, задачи решения систем алгебраических и дифференциальных уравнений, задачи теории поля, задачи аэродинамики, геодезические задачи, но эти структуры являются дорогостоящими по стоимости и  эксплуатации.
 
3.  Множественный поток команд – одиночный поток данных. МКОД процессорного конвейера, в котором результаты обработки данных передаются от одного процессора к другому по цепочке. Выгоды такой обработки заключены в конвейерной схеме совмещения операций, где параллельно работают различные функциональные блоки, каждый из которых делает свою часть в цикле обработки команд.
4.  Множественный поток команд – множественный поток данных. МКМД работают по своим программам с собственным потоком команд. В простейшем случае они могут быть автономны и независимы. Такая схема использования ВС часто применяется на многих крупных вычислительных центрах для увеличения пропускной способности.
     Под программным обеспечением ВС понимается комплекс программных средств, предназначенный для подготовки и решения задач пользователя. Процесс создания программ для ВС можно представить
как последовательность следующих этапов (действий):
•формулировка проблемы и математическая постановка задачи; •выбор метода и разработка алгоритма решения;
•программирование (запись алгоритма) с использованием не которого алгоритмического языка;
•планирование и организация вычислительного процесса – порядка и последовательности использования ресурсов ЭВМ и ВС; •формирование «машинной программы», то есть программы, которую непосредственно будет выполнять ЭВМ;
•собственно решение задачи – выполнение вычислений по готовой программе.
В  состав программного обеспечения входят общесистемные  и специальные программные продукты, а также техническая документация.
К  общесистемному программному обеспечению относятся комплексы программ, ориентированных на пользователей и предназначенных для решения типовых задач обработки информации. Специальное программное обеспечение представляет собой совокупность программ, разработанных при создании конкретной информационной системы. В его состав входят пакеты прикладных программ (ППП), реализующие разработанные модели разной степени адекватности, отражающие функционирование реального объекта.
В  настоящее  время в зависимости от возлагаемых  на них задач различают следующие  виды программ ВС:
•системные, входящие в состав ОС;
•управляющие, предназначенные для управления работой систем либо их частей;
•прикладные программы, призванные выполнять задания  пользователей;
•восстановления, обеспечивающие запуск систем после  отказов или ошибок;
•ввода-вывода, осуществляющих ввод-вывод данных в/из компьютера;
•передачи данных;
•диагностические, которые распознают и локализуют неисправности либо ошибки в работе;
•связи  со специалистами – операторами, предназначенные для приема и  выполнения их команд и других действий. 

9.
Классификация Вычислительных Сетей
1. По степени  территориальной рассредоточенности: -Крупномасштабные (глобальные) ГВС(GAN) охватывают территорию одной или нескольких стран с расстояниями между звеньями 10000 км. - Широкомасштабные (WAN) охватывает несколько регионов или в масштабах государства. Коммерческая инфо сеть. - Региональные РВС(MAN) в пределах определенного региона. Объединение нескольких сетей в одной организации. Корпоративная сеть.
-Локальные  сети ЛВС(LAN) охватывают территорию 1-10 км.
2. По функциональному назначению
- Информационные  с большим количеством абонентских пунктов связанных с ВЦ.
- Вычислительные  – имеют большие выч средства, банки данных и знаний, доступных для usera имеют возможность перераспределения ресурсов между задачами.
- Информационно-вычислительные  – осущ передача данных и решение разного рода спец задач.
3. По способу хранения и доставки инфы
- С централизованным  банком данных, расположенным в главном ВЦ сети. - С локальным банком данных БД формируется по желанию абонентов и располагаются в ВЦ ближайшем к абоненту. - Сети без БД в ВЦ хранятся индивидуальные массивы инфы абонента.
4. По методу  передачи данных 
- с коммутацией  сообщений - с коммутацией пакетов - со смешанной коммутацией
5. По структурным признакам (топологии)
- «Звезда» - основа главный ВЦ. Абонентские  пункты расположены в радиальных направлениях
+ простота структуры и организации управления - высокая зависимость от Ц узла нет свободы выбора маршрутов связи значительная протяженность линий связи ограничение наращиваемости сети кол-вом портов узла коммутации.
- «Кольцо» - имеет ряд центров обработки информации, соединенных в кольцо каналами связи. В каждом центре есть свой узел коммутации. Запросы на обработку обслуживаются в любом центре если ближайший загружен. + - высокая гибкость и мощность вычислений. - большие расходы на создание и эксплуатацию
- С общей шиной передаваемые данные равнодоступны для всех абонентов. + простота проводки и подключения. –низкая надежность 

Рассмотрим эталонную модель ВС. Основу модели составляет концепция многоуровневой организации протоколов, которую модно рассматривать в качестве дальнейшего развития многоуровневой организации протоколов систем телеобработки. Нумерация уровней осуществляется относительно физических средств соединения, то есть первый номер присваивается физическому уровню, а наибольший номер – прикладному (пользовательскому) уровню
 
Основным  является (седьмой) прикладной уровень, который обеспечивает поддержку прикладных процессов конечных пользователей и определяет семантику данных, то есть смысловое содержание информации, которой обмениваются открытые системы в процессе их взаимодействия. С этой целью данный уровень, кроме протоколов взаимодействия, прикладных процессов, поддерживает протоколы передачи файлов, виртуального терминала, электронной почты и им подобные. (шестой) уровень – представительный (уровень представления данных) – определяет единый для всех открытых систем синтаксис (то есть представление данных) передаваемой информации. Необходимость данного уровня обусловлена различной формой представления информации в сети передачи данных и компьютерах. Сеансовый (пятый) уровень реализует организацию сеансов связи между прикладными процессами, расположенными в различных абонентских системах. На данном уровне создаются порты для приема и передачи сообщений и организуются соединения – логические каналы между процессами. Сеансовый уровень поддерживает и завершает сеанс связи.
Три верхних  уровня объединяются под общим названием  – процесс, или прикладной процесс. Эти уровни определяют функциональные особенности вычислительной сети как  прикладной системы. Транспортный (четвертый) уровень (уровень сквозной передачи) служит для обеспечения передачи данных между двумя взаимодействующими открытыми системами и организации процедуры сопряжения абонентов сети с системой передачи данных. Сетевой (третий) уровень предназначен для обеспечения процессов маршрутизации информации и управления сетью передачи данных. Здесь решаются вопросы управления сетью передачи данных, в том числе маршрутизация и управление информационными потоками. Он также реализует межсетевое взаимодействие.
Канальный (второй) уровень обеспечивает функциональные и процедурные средства для установления, поддержания и расторжения соединений на уровне каналов передачи данных. Физический (первый) уровень обеспечивает технические, электрические, функциональные и процедурные средства организации физических соединений при передаче данных между физическими объектами. Его основная задача – управление аппаратурой передачи данных и подключенным к ней каналом связи.
Четыре нижних уровня эталонной модели образуют транспортную службу компьютерной сети, три верхних уровня, обеспечивающих логическое взаимодействие прикладных процессов, функционально объединяются в  абонентскую службу.
 Функции физического уровня реализуются в аппаратуре. Это адаптеры, мультиплексоры передачи данных, сетевые платы и т. д. Функции остальных уровней реализуются в виде программных модулей – драйверов, которые взаимодействуют с устройством или управляют выполнением программ. 

10.
Для построения вычислительных систем необходимо, чтобы  элементы или модули, комплектующие систему, были совместимы. Понятие совместимости имеет три аспекта: •аппаратный, или технический; •программный; •информационный.
 
Техническая совместимость (Hard Ware) предполагает, что еще в  процессе разработки аппаратуры обеспечиваются следующие условия:
•подключаемая друг к другу аппаратура должна иметь  единые стандартные, унифицированные средства соединения: кабели, число проводов в них, единое назначение проводов, разъемы, заглушки, адаптеры, платы и т. д.;
•параметры  электрических сигналов, которыми обмениваются технические устройства, тоже должны соответствовать друг другу: амплитуды  импульсов, полярность сигналов, длительность их, скважность и т. д.;
•алгоритмы  взаимодействия (последовательности сигналов по отдельным проводам) не должны вступать в противоречие друг с другом.
Программная совместимость (Soft Ware) требует, чтобы программы, передаваемые из одного технического средства в другое, были правильно поняты и выполнены другим устройством. Информационная совместимость комплексируемых средств предполагает, что передаваемые информационные массивы будут одинаково интегрироваться стыкуемыми модулями ВС. Должны быть стандартизированы алфавиты, разрядность, форматы, структура и разметки файлов, томов и т. д.
В  создаваемых  ВС стараются обеспечить несколько путей передачи данных, что позволяет достичь необходимой надежности функционирования, гибкости, адаптируемости к конкретным условиям работы. Эффективность обмена информацией определяется скоростью передачи и возможными объемами данных, передаваемыми по каналу взаимодействия. Сочетание различных уровней и методов обмена данными между модулями ВС в наиболее полной форме нашло свое выражение в  универсальных супер ЭВМ и больших ЭВМ. В этих машинах предусматривались следующие уровни комплексирования:
1. прямого управления (процессор–процессор);
2. общей  оперативной памятью;
3. комплексируемых  каналов ввода
4. устройств  управления внешними устройствами;
5. общих  внешних устройств.
На каждом из этих уровней используются специальные  технические и программные средства, обеспечивающие обмен информацией.
Уровень прямого  управления служит для передачи коротких однобайтовых приказов. Уровень общей оперативной памяти (ООП) является наиболее предпочтительным для оперативного взаимодействия процессоров. Этот уровень используется в многопроцессорных серверах вычислительных сетей.
Уровень комплексируемых  каналов ввода-вывода предназначается для передачи больших объемов информации блоками оперативной памяти сопрягаемых ЭВМ. Обмен данными между ЭВМ осуществляется с помощью адаптера «канал–канал» (АКК) и команды «чтение» и «запись».
Уровень устройств  управления внешними устройствами предполагает использование встроенного в управление внешними устройствами (УВУ) двухканального переключателя команд «зарезервировать» и «освободить». Этот уровень используется при построении больших банков данных. Уровень общих внешних устройств предполагает подключение отдельных внешних устройств с помощью автономного двухканального переключателя.
Пятый уровень  – общих внешних устройств  – комплексирования используется в  редких специальных случаях, когда  в качестве внешнего объекта используется какое-то другое уникальное устройство. В противном случае этот уровень малоэффективен.
Пять уровней  комплексирования получили название логических потому, что они объединяют на каждом уровне разнотипную аппаратуру, имеющую  сходные методы управления. Различные  уровни комплексирования позволяют  создавать самые разные структуры  ВС. 

11.
Программное обеспечение информационно-вычислительных сетей выполняет координацию  работы основных звеньев и элементов  сети; организует коллективный доступ ко всем ресурсам сети, динамическое распределение  и перераспределение ресурсов с  целью повышения эффективности  обработки информации;
выполняет техническое обслуживания и контроль работоспособности сетевых устройств.
Сетевое программное  обеспечение состоит из трех составляющих:
? общего программного обеспечения;
? системного программного обеспечения;
? специального программного обеспечения.
Общее программное  обеспечение образуется из компонентов  базового программного обеспечения  отдельных компьютеров, входящих в  состав сети, и включает в себя операционные системы, системы автоматизации  программирования и системы технического обслуживания.
Системное программное обеспечение представляет собой комплекс программных средств, поддерживающих и координирующих взаимодействие всех ресурсов сети как единой системы.
Специальное программное обеспечение предназначено  для максимального удовлетворения пользователей программами часто  решаемых задач и, соответственно, содержит прикладные программы пользователя, ориентированные на специфику его  предметной области.
Особая роль в программном обеспечении отводится  операционным системам. Они имеются  как в составе общего программного обеспечения (операционные системы  отдельных компьютеров), так и  в составе системного программного обеспечения: сетевая операционная система, устанавливаемая на сервере  или на одном из компьютеров одноранговой сети.
Сетевая операционная система (СОС) включает в себя набор  управляющих и обслуживающих  программ, обеспечивающих:
? координацию  работы всех звеньев и элементов  сети;
? оперативное  распределение ресурсов по элементам  сети;
? распределение  потоков заданий между узлами вычислительной сети;
? установление последовательности решения задач  и обеспечение их общесетевыми ресурсами;
? контроль работоспособности элементов сети и обеспечение достоверности  входной и выходной информации;
? защиту данных и вычислительных ресурсов от несанкционированного доступа;
 ? выдачу  справок об использовании информационных, программных и технических ресурсов  сети.
В большинство  сетевых операционных систем встроена поддержка протоколов ТСР/IP, IPX/SPX, NetBEUI.
Протоколы ТСР/IP были разработаны в США для  сети Министерства обороны ARPAnet. Ввиду высокой надежности управления сетью и универсальности в части используемых компьютеров (IBM PC, Macintosh и т. д.) и операционных систем (Windows, UNIX и т. д.) эти протоколы стали базовыми протоколами для сети Интернет.
Протоколы SPX/IPX разработаны фирмой Novell. Отличительная особенность этих протоколов — маршрутизация, обеспечивающая кратчайший путь для передачи данных по сети и сопутствующее гарантированное установление надежной связи. Выбор кратчайшего пути основан на следующем механизме. Машина-источник посылает по сети широковещательный запрос по всем путям до машины- приемника. Путь, обеспечивший минимальную задержку в получении ответного эхо-сигнала, принимается за кратчайший. Этот механизм, конечно, существенно увеличивает трафик по сети, и в этом его основной недостаток.
Протокол  NetBEUI — детище фирмы IBM и создавался для обслуживания небольших сетей, в которых он очень популярен по причине своей простоты и высокой скорости работы. Но в нем отсутствует маршрутизация, и его поддерживают только операционные системы фирм IBM и Microsoft (не поддерживает например, ОС UNIX).
Функциональные  возможности операционных систем расширяются  с помощью утилит  специальных  программ, используемых операционной системой для выполнения прикладных функций.
 
Информационное  обеспечение сетей
 
Информационное  обеспечение сети представляет собой  единый информационный фонд, ориентированной  на задачи, решаемые в сети, и содержащий массивы  данных общего использования, доступные всем абонентам сети, и  массивы индивидуального использования, доступные отдельным абонентам. В состав информационного обеспечения входят базы данных и знаний, локальные, хранящиеся на сервере или на одном компьютере, и распределенные, хранящиеся на нескольких серверах или компьютерах, индивидуального и коллективного использования.
Для работы с сетевыми базами данных применяются  обычные СУБД (системы управления базами данных) и сетевые СУРБД (системы  управления распределенными базами данных). 

12.
Региональные  сети (WAN - Wide Area Network) с точки зрения архитектуры и протоколов практически не отличаются от глобальных. В региональных сетях обычно не используются трансокеанские кабели, но это отличие не может рассматриваться как принципиальное. Региональные сети решают проблему формирования из LAN (локальных сетей) сетей регионов и целых стран и даже наднациональных сетей (например, E-BONE для Европы). Как правило, эти сети строятся с использованием протоколов SDH, ATM, ISDN, Frame Relay или X.25. Архитектурно такие сети формируются из каналов со схемой точка-точка и мощных коммутаторов-мультиплексоров. Из таких фрагментов формируются и опорные сети (BackBone), которые позволяют сократить число шагов от узла к узлу. В этих сетях в основном используются оптоволоконные транспортные системы, а там где это нерентабельно, спутниковые или радиорелейные каналы. 

С появлением корпоративных сетей типа Интранет понятия локальной и региональной сетей стало частично перекрываться. Для пользователя Интранет все узлы такой сети являются локальными, хотя и могут отстоять на сотни или даже тысячи километров друг от друга. По существу сети Интранет являются наложенными сетями по отношению к региональным сетям (WAN). Интернет также следует отнести к числу наложенных сетей по отношению к WAN. 

Логическая  структура Интернета представляет собой некоторое виртуальное  объединение, имеющее свое собственное информационное пространство. Она обеспечивает обмен информацией между всеми компьютерами, которые входят в сети, подключенные к ней. Основные ячейки Интернета – локальные вычислительные сети. Если некоторая локальная сеть непосредственно подключена к Интернету, то каждая рабочая станция этой сети также может подключаться к Интернету. Существуют также компьютеры, самостоятельно подключенные к Интернету, которые называются хост (host – хозяин). Каждый подключенный к сети компьютер имеет свой адрес, по которому его может найти абонент из любой точки света.
Интернет  самостоятельно осуществляет передачу данных. К адресам станций предъявляются  специальные требования. Адрес должен иметь формат, позволяющий вести его обработку автоматически, и нести некоторую информацию о своем владельце.
С  этой целью  для каждого компьютера устанавливаются два адреса: цифровой IP протокол) и доменный адрес.
Цифровой  адрес имеет длину 32 бита. Адрес содержит полную информацию для идентификации компьютера.
Два блока  определяют адрес сети, а два других – адрес компьютера внутри этой сети. Существует определенное правило  для установления границы между  этими адресами. Поэтому IP чает в себя три компонента: •адрес сети;•адрес подсети;
•адрес  компьютера в подсети.
Доменный  адрес определяет область, представляющую ряд хост компьютеров. В системе адресов Интернета приняты длины, представленные географическими регионами, имеющие имя, со стоящее из двух букв (например, США – US, Россия – ru, Франция – fr, Канада – са и т. д.).
Существуют  домены, разделенные по тематическим признакам. Они имеют и трехбуквенное сокращенное название (например, коммерческая организация – com, учебное заведение – edu и т. д.). Компьютерное имя включает как минимум два уровня доменов. Каждый уровень отличается от другого точкой. Слева от домена верхнего уровня располагаются другие имена. Все имена, находящиеся слева, – поддомены для общего домена. Согласование глобальных сетей между собой, а также с локальными сетями осуществляется в основном на сетевом и транспортном уровнях. В  настоящее время существуют два подхода к обеспечению меж сетевого взаимодействия:
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.