Шпаргалка по "Вычислительным системам, сетям и телекоммуникациям"

- «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).