Управление взаимодействием устройств в сети

Информационные системы, построенные на базе компьютерных сетей, обеспечивают решение следующих задач: хранение данных, обработка данных, организация доступа пользователей к данным, передача данных и результатов обработки данных пользователям.

В системах централизованной обработки эти функции выполняла центральная ЭВМ (Mainframe, Host).

Компьютерные сети реализуют распределенную обработку данных. Обработка данных в этом случае распределена между двумя объектами: клиентом и сервером.

Клиент - задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети.

В процессе обработки данных клиент может сформировать запрос на сервер для выполнения сложных процедур, чтение файла, поиск информации в базе данных и т. д.

Сервер, определенный ранее, выполняет запрос, поступивший от клиента. Результаты выполнения запроса передаются клиенту. Сервер обеспечивает хранение данных общего пользования, организует доступ к этим данным и передает данные клиенту,

Клиент обрабатывает полученные данные и представляет результаты обработки в виде, удобном для пользователя. В принципе обработка данных может быть выполнена и на сервере. Для подобных систем приняты термины - системы клиент-сервер или архитектура клиент-сервер.

Архитектура клиент-сервер может использоваться как в одноранговых локальных вычислительных сетях, так и в сети с выделенным сервером.

Одноранговая сеть. В такой сети нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций и нет единого устройства для хранения данных. Сетевая операционная система распределена по всем рабочим станциям. Каждая станция сети может выполнять функции как клиента, так и сервера. Она может обслуживать запросы от других рабочих станций и направлять свои запросы на обслуживание в сеть.

Пользователю сети доступны все устройства, подключенные к другим станциям (диски, принтеры).

Достоинства одноранговых сетей: низкая стоимость и высокая надежность.

Недостатки одноранговых сетей:

• зависимость эффективности работы сети от количества станций;

• сложность управления сетью;

• сложность обеспечения защиты информации;

• трудности обновления и изменения программного обеспечения станций.

Наибольшей популярностью пользуются одноранговые сети на базе сетевых операционных систем LANtastic, NetWare Lite.

Сеть с выделенным сервером. В сети с выделенным сервером один из компьютеров выполняет функции хранения данных, предназначенных для использования всеми рабочими станциями, управления взаимодействием между рабочими станциями и ряд сервисных функций.

Такой компьютер обычно называют сервером сети. На нем устанавливается сетевая операционная система, к нему подключаются все разделяемые внешние устройства - жесткие диски, принтеры и модемы.

Взаимодействие между рабочими станциями в сети, как правило, осуществляется через сервер. Логическая организация такой сети может быть представлена топологией звезда. Роль центрального устройства выполняет сервер. В сетях с централизованным управлением существует возможность обмена информацией между рабочими станциями, минуя файл-сервер. Для этого можно использовать программу NetLink. После запуска программы на двух рабочих станциях можно передавать файлы с диска одной станции на диск другой (аналогично операции копирования файлов из одного каталога в другой с помощью программы Norton Commander).

Достоинства сети с выделенным сервером:

• надежная система защиты информации;

• высокое быстродействие;

• отсутствие ограничений на число рабочих станций;

• простота управления по сравнению с одноранговыми сетями,

Недостатки сети:

• высокая стоимость из-за выделения одного компьютера под сервер;

• зависимость быстродействия и надежности сети от сервера;

• меньшая гибкость по сравнению с одноранговой сетью.

Сети с выделенным сервером являются наиболее распространенными у пользователей компьютерных сетей. Сетевые операционные системы для таких сетей - LANServer (IBM), Windows NT Server версий 3.51 и 4.0 и NetWare (Novell).

7. Принципы организации информационных процессов в вычислительных устройствах.

Алгоритм – точное и понятное предписание исполнителю исполнять последовательность действий, направленных на решение поставленной задачи.

Св-ва алгоритма:

1. Понятность

2. Дискретность

3. Определенность

4. Результативность

5. Массовость

Формы представления алгоритмов:

1. Словестная

2. Графическая

3. Псевдокоды

4. Программный

Файл – поименованая область на магнитном носителе

Каталог – файл, в котором содержится информация о вложенных файлах и каталогах.

Корневой каталог – место на диске, отводимое машиной при форматировании и в котором могут содержаться только каталоги 1го уровня.

Полное форматирование, этапы:

1. Низкоуроневое или физическое форматирование – разметка поверхности на дорожки, сектора, кластера.

2. Логический либо высокоуровневый

a. Создание корневого каталога

b. Создание таблицы распределения файлов

c. Загрузочный сектор

3. Проверка на сбойные сектора, пометка сбойных.

Быстрое – обнуление таблицы размещения файлов

Атрибуты файлов – скрытый, только для чтения

8.Понятие компьютерной сети.

Понятие компьютерной сети.

Компьютерные сети – это системы компьютеров, объединенных каналами передачи данных, обеспечивающие эффективное предоставление различных информационно-вычислительных услуг пользователям посредством реализации удобного и надежного доступа к ресурсам сети.

Информационные системы, использующие возможности компьютерных сетей, обеспечивают выполнение следующих задач:

· Хранение и обработка данных

· Организация доступа пользователей к данным

· Передача данных и результатов обработки пользователям

Эффективность решения перечисленных задач обеспечивается:

·Дистанционным доступом пользователей к аппаратным, программным и информационным ресурсам

·Высокой надежностью системы

·возможностью оперативного перераспределения нагрузки

·специализацией отдельных узлов сети для решения определенного класса задач

·решением сложных задач совместными усилиями нескольких узлов сети

·возможностью осуществления оперативного контроля всех узлов сети

 

Виды компьютерных сетей.

Компьютерные сети, в зависимости от охватываемой территории, подразделяются на:

·локальные (ЛВС, LAN-Local Area Network)

·региональные (РВС, MAN – Metropolitan Area Network)

·глобальные(ГВС, WAN – Wide Area Network)

9. Функционирование ЭВМ с шинной организацией. Состав и обобщенный алгоритм работы.

Объединение функциональных блоков в ЭВМ с шинной архитектурой осуществляется посредством следующей системы шин:

• шины данных, по которой осуществляется обмен информацией между блоками ЭВМ;
• шины адреса, используемой для передачи адресов (номеров ячеек памяти или портов ввода-вывода, к которым производится обращение);
• шины управления для передачи управляющих сигналов.

 

10. Методы доступа к передающей среде.

ередающая среда числится общим ресурсом для всех узлов из сети сети, чтобы получить доступ к ресурсу из узла в сети необходимы методы доступа.
Есть несколько классов методов доступа:
детерминированные
не детерминированные

 

Детерминированные метод

Среда доступа распределяется между всеми узлами с помощью некоторых механизмов управления которое гарантирует передачу данных узла в течении определённого промежутка времени.
распространёнными методами детерминирования является метод опроса и метод передачи прав.
Метод опроса используется в типе звёздообразного соединения.
Метод передачи прав используется втипе кольцевого соединения сети.
Такой метод использует передачу специального сообщения в котором содержится маркер или можно называть так сообщение-маркер.
Маркер-это это системное сообщение с оределённым форматом в которое помещены пакеты, которые в него переместили абоненты.
Маркер отправляется по кольцу или кругу и любой узел который имеет данные для передачи и отправки перемещает в него специальный пакет и помещает его в свободный маркер и передаёт его по кольцу.
Узел которому было направлено сообщение принимает его, устанавливает признаки подтверждения приёма и потом отправляет его обратно в кольцо.
Существуют методы доступа которые используют несколько маркеров.

Не детерминированный метод

Случайные методы доступа представляют собой конкуренцию всех узлов из сети за право передачи данных.
допускаются также попытки передачи с нескольких узлов и в результаты чего могут возникнуть сложности.
Самый распространённый не детерминированный метод доступа является множественный, с контролем несущей частоты и ошибок.
Этот метод можно назвать методом соперничества, когда метод несущей частоты заключается в том, что узел, который желает передать сообщение в сети прослушивает передающую среду и ожидая её освобождения и если среда будет свободна то узел начнёт передачу.

11. Способы объединения ЛВС.

Способы объединения ЛВС

Мост. Самый простой вариант объединения ЛВС - объединение одинаковых сетей в пределах ограниченного пространства. Физическая передающая среда накладывает ограничения на длину сетевого кабеля. В пределах допустимой длины строится отрезок сети - сетевой сегмент. Для объединения сетевых сегментов используются мосты.

Мост - устройство, соединяющее две сети, использующие одинаковые методы передачи данных.

Сети, которые объединяет моет, должны иметь одинаковые сетевые уровни модели взаимодействия открытых систем, нижние уровни могут иметь некоторые отличия.

Для сети персональных компьютеров мост - отдельная ЭВМ со специальным программным обеспечением и дополнительной аппаратурой. Мост может соединять сети разных топологий, но работающие под управлением однотипных сетевых операционных систем.

Мосты могут быть локальными и удаленными.

 

• Локальные мосты соединяют сети, расположенные на ограниченной территории в пределах уже существующей системы.
• Удаленные мосты соединяют сети, разнесенные территориально, с использованием внешних каналов связи и модемов.

Локальные мосты, в свою очередь, разделяются на внутренние и внешние.

 

• Внутренние мосты обычно располагаются на одной из ЭВМ данной сети и совмещают функцию моста с функцией абонентской ЭВМ, Расширение функций осуществляется путем установки дополнительной сетевой платы.
• Внешние мосты предусматривают использование для выполнения своих функций отдельной ЭВМ со специальным программным обеспечением.

Маршрутизатор (роутер). Сеть сложной конфигурации, представляющая собой соединение нескольких сетей, нуждается в специальном устройстве. Задача этого устройства - отправить сообщение адресату в нужную сеть. Называется такое устройство маршрутизamором.

Маршрутизатор, или роутер, - устройство, соединяющее сети разного типа, но использующее одну операционную систему.

Маршрутизатор выполняет свои функции на сетевом уровне, поэтому он зависит от протоколов обмена данными, но не зависит от типа сети. С помощью двух адресов - адреса сети и адреса узла маршрутизатор однозначно выбирает определенную станцию сети.

Шлюз. Для объединения ЛВС совершенно различных типов, работающих по существенно отличающимся друг от друга протоколам, предусмотрены специальные устройства - шлюзы.

Шлюз - устройство, позволяющее организовать обмен данными между двумя сетями, использующими различные протоколы взаимодействия.

Шлюз осуществляет свои функции на уровнях выше сетевого. Он не зависит от используемой передающей среды, но зависит от используемых протоколов обмена данными. Обычно шлюз выполняет преобразование между двумя протоколами.

С помощью шлюзов можно подключить локальную вычислительную сеть к главному компьютеру, а также локальную сеть подключить к глобальной.

Мосты, маршрутизаторы и даже шлюзы конструктивно выполняются в виде плат, которые устанавливаются в компьютерах. Функции свои они могут выполнять как в режиме полного выделения функций, так и в режиме совмещения их с функциями рабочей станции вычислительной сети.

12.Физическая передающая среда ЛВС.

Физическая среда локальных сетей обеспечивает передачу и перенос информации между абонентами этой сети.
Физическая среда локальных сетей предоставляется тремя видами кабелей витой парой проводов, коаксильным кабелем и оптоволокном(оптоволокновый кабель).
Что такое витая пара проводов -она состоит из нескольких проводов(2х)которые изолированы друг от друга(от пересечений)которые соединены между собой.
Скручивание проводов обеспечивает защиту от влияния внешних электромагнитных полей на передаваемые сигналы.
Один из самых простых вариантов витой пары это телефонный кабель.
Витые пары проводов имеют разные характеристики, которые определяются размером, изоляцией и шагом скручивания.
Этот вид передающей среды популярен в силу своей низкой цены что и предаёт ей достоинство.
один из распространённых недостатков-это плохая защищённость от помех и низкая скорость передачи.
Скорость передачи витой пары составляет порядка 0.25-1 Мбит/с.
Характеристики коаксильного кабеля.
Коаксильный кабель -по сравнению с видом среды витой пары обладает высокой механической прочностью, у него хорошая помехозащищённость, скорость передачи информации у такой среды от 10-50 Мбит/с.
Выпускаются два вида коаксильных кабелей: толстый и тонкий.
Толстый кабель конечно будет прочнее и передаёт сигналы нужной амплитуды и на большее расстояние.
Тонкий кабель значительно будет дешевле толстого и амплитуда передачи будет на порядок меньше чем у толстого вида кабеля.
Коаксильный кабель тоже очень широко применим и пользуется большой популярностью.
Оптоволокновый кабель- считается идеальной средой для передачи данных.
Такой кабель не подвергается воздействию со стороны электромагнитных сетей, да и сам практически не имеет никаких излучений.
Скорость передачи данных по оптоволокновому кабелю значительно выше чем у 2х её предыдущих собратьев и составляет более 50 Мбит, но по сравнению с другими видами сред передачи он будет самым дорогим из всех и менее технологичен.

13. Основные топологии ЛВС.

Сейчас мы рассмотрим, что такое топологии локальных сетей (ЛВС)
Компьютеры, которые входят в состав локальных сетей могут быть расположены случайным образом на всей территории площадь, которой покрывает локальная сеть.
Прошу заметить тот факт, что для обращения к сети к передающей среде небезразлично как располагаются абонентские компьютеры.
Что такое Топология локальных сетей? -это это схема соединений компьютеров усреднённая геометрически.
Геометрии соединений компьютеров могут быть трёх видов:
Шина
Звезда
Кольцо
Обратите внимание, что компьютеры, которые заключены в геометрическую схему должны иметь идеальное кольцо или например звезду.
Компьютерные сети которые соединены между собой можно называть узлом.

Что такое узел?
Узел сети -это любое оборудование или устройство которое подключено непосредственно к среде сети.
Рассмотрим виды геометрий соединений в сети.
Кольцевое соединение -предоставляет собой соединение узлов узлов в сети с замкнутой системой передающей среды(кабелем).
Выход или вход одного узла из сети соединяется с выходом другого и информация по кольцу передаётся путём от одного к другому, то-есть от одного узла к другому.
Кольцевая сеть является идеальной для сети которая занимает небольшие пространства и в таком виде соединений отсутствует центральный узел что собственно говоря повышает надёжность такой сети.
Тип шинного соединения -является одним из наиболее простых типов соединений, она связана в качестве передающей среды коаксильным кабелем.
Информация которая передаётся от раздающего узла распространяется сразу в обе стороны одновременно, но сообщение получит тот компьютер которому адресовано сообщение.
Тип Звездообразного соединения -представляет собой базу на концепции центрального узла, к которому подключаются другие периферийные узлы.Вся информация в таком типе передаётся через центральный узел, который потом ретранслирует потоки потоки в сети.
Работа периферийных устройств в целом зависит от работы центрального узла.
В больших сетях могут быть использованы и совмещены несколько типов соединений, выбор типа сети зависит от площади сети и географией размещения её узлов в целом.

14. Информационная модель ЭВМ.

Обработка чисел, символьной информации, логическая обработ­ка, обработка сигналов — это все частные случаи общего понятия под названием «обработка информации». Дня ЭВМ характерен при­знак: информация представляется с помощью двоичных целых чисел. Существует три этапа обработки информации:

• хранение двоичной информации;
• передача от одного хранилища к другому;
• преобразование.

ЭВМ можно представить как совокупность узлов, соединенных каналом связи. Узлы соединяют в себе функции хранения и преобра­зования. По каналам связи передается информация от узла к узлу. Не­которые узлы могут иметь специальную функцию ввода информации в систему и вывода из нее.

Модель не имеет ограничений на связи между отдельными узлами. Реализовать такую систему весьма сложно. Реально существующие системы имеют ряд ограничений на связи и четкое функциональное назначение отдельных узлов. Функции отдельного узла могут зависеть от его состояния. Состоя­ние узла описывается значениями его внутренних полей (регистров), может определяться процессом его функционирования или задаваться извне. Состояние узла будем называть его режимом.Физически режим может определяться значением регистра узла. Тогда установить режим узла означает присвоить регистру опреде­ленное значение.

1. Узлы хранения имеют:

вместимость — максимальную, среднюю или минимальную-скорость выборки; разрядность выборки.

2.Преобразующие узлы имеют скорость преобразования.

3.Каналы определяются:

скоростью передачи информации (пропускная способность)-
разрядностью передачи.

Из множества возможных соединений отбираются несколько ти­повых схем, обеспечивающих простоту, возможность реконфигура­ции (расширения), надежность, стандартизацию и т.д. Можно отме­тить следующие схемы:

• с шинной организацией;
• специализированные процессоры (каналы);
• схемы с коммутацией;
• архитектуры с распределенными функциями (распределенный интеллект);
• с конвейерной организацией.

15. Клавиатура.

 

16. Основные команды ЭВМ.

Команды для работы с подпрограммами. Стеки. В практике программирования широко используется такой прием, как организация подпрограмм. Подпрограмма описывается один раз, а использоваться (вызываться) может из различных мест программы. При этом, после того как подпрограмма закончила свою работу, управление должно быть передано туда, откуда подпрограмма была вызвана на команду, следующую в памяти сразу за командой обра­щения к подпрограмме. Адрес команды, на которую управление пе­редается после окончания работы подпрограмм, называется адресом возврата. Очевидно, для того, чтобы начать выполнять подпрограм­му, в программный счетчик необходимо загрузить адрес первой ко­манды подпрограммы. Для осуществления возврата из подпрограммы необходимо запомнить в каком-то месте адрес возврата. Можно, на­пример, сохранить адрес возврата в одном из регистров процессора. Такой способ сохранения адреса возврата очень прост и легко реали­зуется. Однако он обладает одним существенным недостатком. Дос­таточно часто встречаются подпрограммы, которые вызывают другие подпрограммы. Пусть основная программа вызвала подпрограмму А. Она в свою очередь обратилась к подпрограмме В. Если адрес воз­врата для подпрограммы А хранится в регистре процессора, то куда девать адрес возврата при вызове подпрограммы В?

Для организации подпрограмм большинство ЭВМ используют аппаратно поддерживаемую структуру данных, называемую стеком. Стек — это структура данных, организованная по принципу: послед­ним вошел — первым вышел, т.е. последние записанные в стек дан­ные извлекаются из него первыми. В переводе с англ, stack — стопка. Аналогом стека может служить стопка тарелок. Положить тарелку в стопку можно только сверху, извлечь опять-таки только верхнюю тарелку. В ЭВМ для организации стека выделяется область оператив­ной памяти, а для ее адресации и доступа к стеку используется упо­минавшийся выше регистр — указатель стека. Указатель стека хра­нит адрес ячейки памяти, содержащей последнее помещенное в стек значение. При записи числа в стек указатель стека модифицируется так, чтобы он указывал на следующую свободную ячейку, и в нее записываются данные. При из­влечении из стека данные счи­тываются из ячейки, на кото­рую указывает указатель сте­ка, затем указатель стека мо­дифицируется так, чтобы ука­зывать на предпоследнее за­помненное значение. Обычно стеки растут в сторону умень­шения адресов, т.е. при записи числа указатель стека умень­шается, при извлечении — уве­личивается.

При организации работы с подпрограммами для сохранения адре­са возврата используется стек. Команды вызова подпрограмм CALL < адрес> работают следующим образом. Когда процессор считывает из памяти команду вызова подпрограммы, программный счетчик уве­личивается и показывает на команду, следующую за командой вызова подпрограммы. С этой команды выполнение программы должно про­должиться после окончания работы подпрограммы. Таким образом, программный счетчик после выборки команды вызова подпрограммы содержит адрес возврата. При выполнении обращения к подпрограм­ме процессор сохраняет содержимое программного счетчика в стеке. Адрес, с которого начинается подпрограмма, вычисляется процессо­ром по адресному полю команды вызова подпрограммы и помещает­ся в программный счетчик. Процессор приступает к выполнению подпрограммы. Если подпрограмма в процессе своей работы вызовет другую подпрограмму, новое значение адреса возврата будет также включено в стек поверх старого адреса возврата.

Для возврата из подпрограммы в основную программу служат команды возврата RETURN. Команды возврата из подпрограммы извлекают из стека верхний элемент и помещают его в программный счетчик. Если имели место несколько вложенных вызовов подпро­грамм, то возврат произойдет по адресу возврата, сохраненному по­сле последнего вызова, так как для хранения адресов возврата ис­пользуется стек и последний сохраненный адрес возврата будет ис­пользован первым.

Прочие команды. В ЭВМ могут быть дополнительные (специальные) команды. К их числу можно отнести команды оста­новки центрального процессора, сброса внешних устройств, установ­ки или сброса отдельных признаков и т.д.

17. Структура системного программного обеспечения.

Программное обеспечение – неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него программным обеспечением. Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области применения. Все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютерах программах.

Существует два основных типа программного обеспечения: системное (называемое также общим) и прикладное (называемое специальным). Каждый тип программного обеспечения выполняет различные функции. Системное программное обеспечение – это набор программ, которые управляют компонентами компьютера, такими как процессор, коммуникационные и периферийные устройства.

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: