Структура системы ввода-вывода

13.2.1. Структура системы ввода-вывода.

Если поручить неподготовленному пользователю сконструировать систему ввода-вывода, способную работать со всем множеством внешних устройств, то, скорее всего, он окажется в ситуации, в которой находились биологи и зоологи до появления трудов Линнея. Все устройства разные, отличаются по выполняемым функциям и своим характеристикам, и кажется, что принципиально невозможно создать систему, которая без больших постоянных переделок позволяла бы охватывать все многообразие видов. Вот перечень лишь несколько направлений (далеко не полный), по которым различаются устройства:

Скорость обмена информацией может варьироваться в диапазоне от нескольких байт в секунду (клавиатура) до нескольких гигабайт в секунду (сетевые карты).

Некоторые устройства могут быть использованы параллельно несколькими процессами (являются разделяемыми), в то время как другие требуют монопольного захвата процессом.

Устройства могут запоминать выведенную информацию для ее последующего ввода или не обладать этой функцией. Устройства, запоминающие информацию, в свою очередь, могут дифференцироваться по формам доступа к сохраненной информации: обеспечивать к ней последовательный доступ в жестко заданном порядке или уметь находить и передавать только необходимую порцию данных.

Часть устройств умеет передавать данные только по одному байту последовательно (символьные устройства), а часть устройств умеет передавать блок байт как единое целое (блочные устройства).

Существуют устройства, предназначенные только для ввода информации, устройства, предназначенные только для вывода информации, и устройства, которые могут совершать и ввод, и вывод.

В области технического обеспечения удалось выделить несколько основных принципов взаимодействия внешних устройств с вычислительной системой, т. е. создать единый интерфейс для их подключения, возложив все специфические действия на контроллеры самих устройств. Тем самым конструкторы вычислительных систем переложили головную боль, связанную с подключением внешней аппаратуры, на разработчиков самой аппаратуры, заставляя их придерживаться определенного стандарта.

Похожий подход оказался продуктивным и в области программного подключения устройств ввода-вывода. Подобно тому, как Линнею удалось заложить основы систематики растительного и животного мира, разделив все живое в природе на относительно небольшое число классов и отрядов, мы можем разделить устройства на относительно небольшое число типов, отличающихся по набору операций, которые могут быть ими выполнены, считая все остальные различия несущественными. Мы можем затем специфицировать интерфейсы между ядром операционной системы, осуществляющим некоторую общую политику ввода-вывода, и программными частями, непосредственно управляющими устройствами, для каждого из таких типов. Более того, разработчики операционных систем получают возможность освободиться от написания и тестирования этих специфических программных частей, получивших название драйверов, передав эту деятельность производителям самих внешних устройств. Фактически мы приходим к использованию принципа уровневого или слоеного построения системы управления вводом-выводом для операционной системы (см. рис. 13.1).

Два нижних уровня этой слоеной системы составляет hardware: сами устройства, непосредственно выполняющие операции, и их контроллеры, служащие для организации совместной работы устройств и остальной вычислительной системы. Следующий уровень составляют драйвера устройств ввода-вывода, скрывающие от разработчиков операционных систем особенности функционирования конкретных приборов и обеспечивающие четко определенный интерфейс между hardware и вышележащим уровнем - уровнем базовой подсистемы ввода-вывода, которая, в свою очередь, предоставляет механизм взаимодействия между драйверами и программной частью вычислительной системы в целом.

Рис 13.1. Структура системы ввода-вывода

Микропроцессоры

Центральный процессор (CPU, от англ Central Processing Unit) — это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера. Центральный процессор в общем случае содержит в себе: -арифметико-логическое устройство; -шины данных и шины адресов; -регистры; -счетчики команд; -кэш — очень быструю память малого объема (от 8 до 512 Кбайт); -математический сопроцессор чисел с плавающей точкой. Современные процессоры выполняются в виде микропроцессоров. Физически микропроцессор представляет собой интегральную схему — тонкую пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализующие все функции процессора. Кристалл-пластинка обычно помещается в пластмассовый или керамический плоский корпус и соединяется золотыми проводками с металлическими штырьками, чтобы его можно было присоединить к системной плате компьютера. В вычислительной системе может быть несколько параллельно работающих процессоров; такие системы называются многопроцессорными. Первый микропроцессор был выпущен в 1971 г фирмой Intel (США) - МП 4004 В настоящее время выпускается несколько сотен различных микропроцессоров, но наиболее популярными и распространенными являются микропроцессоры фирмы Intel и AMD. Структура микропроцессора. Устройство управления является функционально наиболее сложным устройством ПК. Оно вырабатывает управляющие сигналы, поступающие по кодовым шинам инструкций во все блоки машины. Оно содержит: -Регистр команд - запоминающий регистр, в котором хранится код команды: код выполняемой операции и адреса операндов, участвующих в операции. Регистр команд расположен в интерфейсной части МП, в блоке регистров команд -Дешифратор операций - логический блок, выбирающий в соответствии с поступающим из регистра команд кодом операции (КОП) один из множества имеющихся у него выходов -Постоянное запоминающее устройство микропрограмм - хранит в своих ячейках управляющие сигналы (импульсы), необходимые для выполнения в блоках ПК операций обработки информации. Импульс по выбранному дешифратором операций в соответствии с кодом операции считывает из ПЗУ микропрограмм необходимую последовательность управляющих сигналов. -Узел формирования адреса (находится в интерфейсной части МП)- устройство, вычисляющее полный адрес ячейки памяти (регистра) по реквизитам, поступающим из регистра команд и регистров МПП. -Кодовые шины данных, адреса и инструкций - часть внутренней шины микропроцессора. В общем случае УУ формирует управляющие сигналы для выполнения следующих основных процедур: выборки из регистра-счетчика адреса команды МПП адреса ячейки ОЗУ, где хранится очередная команда программы; выборки ИЗ ячеек ОЗУ кода очередной команды и приема считанной команды в регистр команд; расшифровки кода операции и признаков выбранной команды; считывания из соответствующих расшифрованному коду операции ячеек ПЗУ микропрограмм управляющих сигналов (импульсов), определяющих во всех блоках машины процедуры выполнения заданной операции, и пересылки управляющих сигналов в эти блоки; считывания из регистра команд и регистров МПП отдельных составляющих адресов операндов (чисел), участвующих в вычислениях, и формирования полных адресов операндов; выборки операндов (по сформированным адресам ) и выполнения заданной операции обработки этих операндов; записи результатов операции в память; формирования адреса следующей команды программы. Арифметико-логическое устройство предназначено для выполнения арифметических и логических операций преобразования информации. Функционально АЛУ (рис 2) состоит обычно из двух регистров, сумматора и схем управления (местного устройства управления).

Рис. Функциональная схема АЛУ

Сумматор - вычислительная схема, выполняющая процедуру сложения поступающих на ее вход двоичных кодов; сумматор имеет разрядность двойного машинного слова. Регистры - быстродействующие ячейки памяти различной длины: регистр 1 (Pг1) имеет разрядность двойного слова, а регистр 2 (Рг2)-разрядность слова. При выполнении операции в Pгl помещается первое число, участвующее в операции, и по завершении операции - результат; в Рг2- второе число, участвующее в операции (по завершении операции информация в нем не изменяется). Регистр 1 может принимать информацию с кодовых шин данных, и выдавать информацию с этих шин. Схемы управления принимают по кодовым шинам инструкций управляющие сигналы от устройства управления и преобразуют их в сигналы для управления работой регистров и сумматора АЛУ. АЛУ выполняет арифметические операции (+,-,*, :)только над двоичной информацией с запятой, фиксированной после последнего разряда, т.е. только над целыми двоичными числами. Выполнение операций над двоичными числами с плавающей запятой и над двоично-кодированными десятичными числами осуществляется или с привлечением математического сопроцессора, или по специально составленным программам. Микропроцессорная память кэш-память - память небольшой емкости, но чрезвычайно высокого быстродействия (время обращения к МПП, т.е. время, необходимое на поиск, запись или считывание информации из этой памяти, измеряется наносекундами). Она предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, непосредственно в ближайшие такты работы машины участвующей в вычислениях; МПП используется для обеспечения высокого быстродействия машины, ибо основная не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора. Микропроцессорная память состоит из быстродействующих регистров с разрядностью не менее машинного слова. Количество и разрядность регистров в разных микропроцессорах различны. Регистры микропроцессора делятся на регистры общего назначения и специальные: Специальные регистры применяются для хранения различных адресов (адреса команды, например), признаков результатов выполнения операций и режимов работы ПК (регистр флагов, например) и др. Регистры общего назначения являются универсальными и могут использоваться для хранения любой информации, но некоторые из них тоже должны быть обязательно задействованы при выполнении ряда процедур. Интерфейсная часть предназначена для связи и согласования МП системной шиной ПК, а также для приема, предварительного анализа команд выполняемой программы и формирования полных адресов операндов и команд. Интерфейсная часть включает в свой состав адресные регистры МПП, узел формирования адреса, блок регистров команд, являющийся буфером команд в МП, внутреннюю интерфейсную шину МП и схемы управления шиной и портами ввода-вывода. Порты ввода-вывода - это пункты системного интерфейса ПК, через которые МП обменивается информацией с другими устройствами. Всего портов у МП может быть 65536. Каждый порт имеет адрес - номер порча, соответствующий адресу ячейки памяти, являющейся частью устройства ввода-вывода, использующего этот порт, а не частью основной памяти компьютера. Порт устройства содержит аппаратуру сопряжения и два регистра памяти - для обмена данными и обмена управляющей информацией. Некоторые внешние устройства используют и основную память для хранения больших объемов информации, подлежащей обмену. Многие стандартные устройства (НЖМД, НГМД, клавиатура, принтер, сопроцессор и др.) имеют постоянно закрепленные за ними порты ввода-вывода. Схема управления шиной и портами выполняет следующие функции: формирование адреса порта и управляющей информации для него (переключение порта на прием пли передачу и др.), прием управляющей информации от порта, информации о готовности порта и его состоянии; организацию сквозного канала в системном интерфейсе для данных между портом устройства ввода-вывода и МП. Схема управления шиной и портами использует для связи с портами кодовые шины инструкций, адреса и данных системной шины: при доступе к порту МП посылает сигнал по ЮПИ, которым оповещает все устройства ввода-вывода, что адрес на КША является адресом порта, а затем посылает и сам адрес порта. То устройство, адрес порта которого совпадает, дает ответ о готовности, после чего по КШД осуществляется обмен данными.

Архитектура ОС, файловые системы ОС (24, 25)

Xenix OS (операционная система семейства UNIX) операционная система MS-DOS 1.0 появилась годом позже Основой для создания MS-DOS стала 16-разрядная операционная система SCP-DOS, разработанная Тимом Паттерсоном в компании Seattle Computer Products Первая версия MS-DOS была установлена на IBM PC вместе с Microsoft Basic, Microsoft Cobol, Microsoft Fortran и некоторыми другими программами Microsoft. Всего было выпущено 12 версий MS-DOS: 1.0 (1.1) -2.0-3.0-3.3-4.0 (4.01)-5.0-6.0(6.2, 6.21,6.22). И каждая версия имела свои особенности. Так, MS-DOS 2.0 была ориентирована на обеспечение совместимости с приложениями, разработанными для других операционных систем. В MS-DOS 3.0 основное внимание было уделено сетевым возможностям и работе с дисками больших объемов (больше 1 Гб), в MS-DOS 5.0 была реализована поддержка расширенной памяти (больше 640 кб). MS-DOS 6.0 (и ее подверсии) собрала воедино все, что было сделано, и в то же время стала последней операционной системой семейства MS-DOS. На этой системе в Microsoft закончилась эпоха MS-DOS. Первые идеи о построении операционной системы, отличающейся от привычной текстовой MS-DOS и имеющей новый графический интерфейс, были высказаны Биллом Гейтсом в конце 1982 г. Толчком к этому послужи; целый ряд причин: работа над графическими модулями для Basic, реализация графического интерфейса в компьютерах, выпускаемых компанией Xerox, a также работы, проводимые в институте Карнеги-Меллона. Впервые Microsoft Windows была представлена на выставке Comdex 10 ноября 1983 г., тогда она позиционировалась как графическое расширение для MS-DOS. Даже известные Microsoft Windows 3.x и Microsoft Windows for Workgroups 3.x не являлись операционными системами в чистом виде, а представляли собой надстройки или расширения MS-DOS. Основными новшествами, реализованными в Microsoft Windows, стали появление графического интерфейса пользователя и использование наряду с клавиатурой другого устройства - графического манипулятора "мышь", без которого теперь трудно представить любой современный персональный компьютер. За четыре года, прошедшие с момента появления Windows 3.1, она стала фактическим стандартом операционных систем для персональных компьютеров. Microsoft Windows 3.1 (и впоследствии Windows for Workgroups 3.11) предустанавливалась примерно на 80% выпускаемых в то время персональных компьютеров, а на прикладные программы для Microsoft Windows приходилось 60% продаж программного обеспечения". Разрабатывать менеджер интерфейса (Interface Manager, впоследствии - Microsoft Windows) Microsoft начала в сентябре 1981 года. Хотя первые опытные образцы были выполнены на основе так называемых Multiplan- и Word-like-меню, в 1982 году элементы интерфейса успешно были изменены на ниспадающие меню и диалоговые окна, наподобие использовавшихся в Xerox Star Windows 1.0 Релиз вышел 20 ноября 1985 года, его появление разрушило все нормы пользовательского представления о работе с операционной системой. В Windows 1.0 можно было использовать мышь для системной навигации, а также различные функции и приложения, включенные в состав ОС. В комплект приложений входили: MS-DOS файловый менеджер, или программа для управления файлами (MS-DOS File Program), календарь, блокнот, калькулятор, часы и телекоммуникационная программа, позволяющая планировать свою деятельность (прообраз главной функции сегодняшних PDA). А пользователи могли переключаться между приложениями без необходимости перезагружать их и закрывать. Операционная система поддерживала 256 цветов, изменяемый размер окон, включала возможность минимизировать окна приложений (прообраз Панели задач) и возможность настраивать их "поведение". Microsoft уже в первые версии своей ОС Windows (1.x) включала то, что мы сегодня называем Панелью управления (Control Panel), с теми элементами управления интерфейсом, которые мы можем наблюдать и в более поздних, сегодняшних версиях Windows: элементы меню, элементы прокрутки окон, текстовые элементы и т. д. В Windows 1.0 окна можно было сворачивать, разворачивать и располагать "встык" (tiled window, например: "Окна сверху вниз" (Tile Windows Horizontally) или "Окна слева направо" (Tile Win-dows Vertically)). Однако активные окна не могли быть замещены: не было опции для расположения окон каскадом (Cascade Win-dows), пo-этому запущенные несколько окон в одно и то же время просматривать было неудобно. Microsoft анонсировала "оконную" идею весной 1983 года, но первая версия ОС Windows (1.0) не была выпущена аж до августа 1985 года. Windows 1.х базировалась на MS-DOS 2.0, и из-за ограничения аппаратных средств и ограничения программного обеспечения MS-DOS 2.0 успеха раньше, чем дело дошло до версии Windows 3.1, система не достигла. Однако компания получила хороший шанс заявить о своей системе как о быстроразвивающейся ОС для IBM-совместимых компьютеров. За один только год для дальнейшей разработки системы компания наняла на работу пятьдесят пять программистов. Windows 2.0 2 апреля 1987 года вышел релиз Windows 2.0/286. ОС несла на борту в большинстве своем все те же самые приложения, что и Windows 1.0, однако элементы ее управления были значительно улучшены. Microsoft воспользовалась преимуществами в виде улучшенных скоростных характеристик процессора Intel 286, возможностями дополнительной памяти (expanded memory) и возможностями взаимодействия приложений (inter-application communication), используя DDE (Dynamic Data Exchange - технология обмена данными между приложениями в среде ОС Windows и OS/2 через специальный буфер - область памяти, к которой имеет доступ каждое приложение). Windows 2.0 поддерживала VGA-графический стандарт, и пользователи могли свободно изменять размер окон и перемещать их в любую область экрана, а также "перекрывать" одно другим. Работающие с этой ОС могли пользоваться комбинациями клавиатурных клавиш, чтобы быстро осуществлять системные операции. В этом же году вышел релиз Windows 2.0, которая поддерживала режим "386 enhanced mode" и носила название Windows 2.0/386. Единственная разница между этой версией и вышеупомянутой Windows 2.0/286 заключалась в том, что режим "386 enhanced mode" Windows 2.0/386 позволял системе запускать несколько MS-DOS-приложений одновременно в дополнительной памяти, что нарушало установленный лимит в 640 кб базовой памяти. Итак, Windows 2.x содержала многооконную среду Presentation Manager, которая имела собственный API (интерфейс прикладного программирования), но могла использовать только 640 кб памяти MS-DOS и расширенную память (expanded memory). Однако, несмотря на то, что многие разработчики стали писать первое программное обеспечение под Windows 2.x, и таковое положен; вещей считалось действительно успешным шагом на пути станов-ления операционной системы, слабая аппаратная часть и софта вые ограничения не могли обеспечить достойного функционирования многооконного интерфейс; Windows 3.0 Выход релиза - 22 мая 1990 года. Эта версия операционки вышла с большим количеством улучшений и усовершенствована, однако не содержала ни мультимедиа, ни сетевых средств, поэтому быстро была заменена на доработанную версию Windows 3.1. Однако уже те улучшения, которыми Microsoft снабдила свою Windows 3.0, впечатляли: невиданный доселе и удобный графический пользовательский интерфейс; использование всего объема памяти, адресуемой микропроцессорами 80286, 80386 и выше; полная поддержка более мощного процессора Intel 386; программный, файловый менеджеры и менеджер принтеров (первый и второй дали пользователю большие, макинтошеподобные иконки и возможность использовать Drag-n-Drop); полностью переписанная среда разработки приложений с модулями драйверов виртуальных устройств (VxD), встроенной поддержкой приложений, работающих в дополнительной памяти (extended memory) и полная реализация управления приоритетным исполнением процессов MS-DOS. Несмотря на то, что Windows 3.0 довольно быстро заменила следующая версия, операционка была довольно благосклонно принята сторонними разработчиками, поскольку Microsoft выпустила инструмент разработки Software Development Kit (SDK), который позволял разработчикам сфокусироваться на написании приложений вместо драйверов устройств. Windows 3.1 Релиз - 6 апреля 1992 года -вышел сразу же после представления публике Windows 3.1 для рабочих групп. Многообразие шрифтов true type, которые она поддерживала, показывало готовность системы для более комплексных задач обработки текста. Кроме того, серьезно продвинулась вперед работа по средствам мультимедиа, появилась встроенная поддержка аудиодевайсов, поддержка воспроизведения видео, даже появление цветных хранителей экрана было воспринято пользователями как несомненный плюс новой операционки. Тысячи разработанных Windows-совместимых программ сделали Windows 3.x очень успешной платформой и сильно помогли Microsoft увеличить продажи ее операционной системы, количество которых достигло десяти миллионов копий по всему миру. Windows 3.1 имела недостаток: в ОС не было встроенной поддержки сети. Сеть под MS-DOS съедала больше, чем те самые базовые 640 кб памяти, поэтому Microsoft выпустила Windows З.хх для рабочих групп со встроенной поддержкой сети. Windows 3.2 Китайская реинкарнация Windows 3.1, включающая некоторые шрифтовые изменения, что естественно. А так - полная копия американской родственницы, но и она заслуживает пары слов и внимания. Windows for Workgroups 3.11 Релиз - 15 февраля 1994 года. Windows for Workgroups 3.1 и Windows for Workgroups 3.11, понятное дело, последовали за Windows 3.0 и 3.1. В Windows for Workgroups 3.11 были добавлены peer-to-peer рабочая группа и поддержка сети на уровне доменов. Встроенные сетевые средства обеспечивали пользователю простой доступ к конфигурации сети внутри операционной системы. Но Windows for Workgroups З.хх не поддерживала доступ в Интернет. Для настройки доступа dial-up нужно было воспользоваться сторонним программным обеспечением, которое зачастую конфликтовало с сетевыми средствами ОС. Интерфейс Windows for Workgroups напоминал таковой Windows 3.1. Windows for Workgroups использовалась в локальных сетях, на отдельных пользовательских машинах и лэптопах и включала средства, главным образом интересующие корпоративных пользователей, такие, как централизованная конфигурация и защита, улучшенная поддержка сетей Novell NetWare и сервис удаленного доступа (Remote Access Service, поддержка до 64 соединений сервером RAS). Windows for Workgroups также демонстрировала все выгоды, которые сулила новая 32-разрядная файловая система. Windows NT 3.1 Релиз - август 1993 года. По словам Билла Гейтса, это был очень важный момент в истории развития операционной системы и компании: "Windows NT - ни что иное, как фундаментальное изменение пути, по которому идут компании, предъявляя свои бизнес-требования к компьютерам". Чего уж там скрывать, Microsoft строила новую ОС на пустом месте. Windows NT была первой операционкой, которая комбинировала хайэндные клиент-серверные бизнес-приложения с ведущими персональными приложениями и полностью ломала прежние представления о безопасности, защите, мощности операционки, ее представлении, надежности, ломала огромным диапазоном новых возможностей. Здесь была реализована и так называемая многозадачность с вытеснением (preemptive multitasking), и интегрированная сетевая защита, и защита домена, OS/2 и POSIX подсистемы, поддержка огромного числа проце Windows NT сразу же получила порядковый номер 3.1 по аналогии с Windows 3.1, многие пользователи ставили первую на работе, а вторую дома. Система была рассчитана на бизнес-пользователей и вышла в серверном варианте (Windows NT Advanced Server) и для рабочих станций. Windows NT 3.5 ссорных архитектур, и файловая система NTFS. Релиз - 6 сентября 1994 года. Версия Windows NT 3.5, как и предыдущая Windows NT 3.1, была разработана в двух конфигурациях: для рабочей станции - Windows NT Workstation 3.5 и для сервера - Windows NT Server 3.5. Интерфейс Windows 3.5x был в точности таким же, как и интерфейс Windows 3.1, так что, пользователь стал постепенно забывать, что такое черное окно MS-DOS в принципе. Кроме того, так называемый booting screen был графическим. Windows NT Workstation 3.5 поддерживала графический стандарт OpenGL, что значительно улучшало представление средств для разработки приложений, упрощало выполнение финансовых задач, инжиниринг, разработку научных проектов. OpenGL - про-мышленно-стандартная библиотека графических функций, детище Silicon Graphics, лицензированное Microsoft, помогала в нелегком деле визуализации крупных (как вышеперечисленные) проектов и данных. Кроме того, система была снабжена довольно высоким уровнем защиты данных. Серьезно упростились конфигурирование и обслуживание TCP/IP, улучшились средства удаленного доступа RAS, а сервер RAS стал поддерживать до 256 соединений. Была введена возможность использования длинных (до 255 символов) имен файлов в файловой системе FAT. Что касается железа, то тут было реализовано улучшенное автораспознавание аппаратуры, также у пользователя появилась возможность вручную выбирать и конфигурировать сетевые адаптеры. Windows NT 3.51 Релиз - июнь 1995 года. Эта версия включала специальный инструмент, который помогал пользователям этой системы управлять Client Access Licenses (CALs) - лицензиями клиентского доступа для семейства Microsoft BackOffice базовых серверных продуктов; утилиту, позволяющую инсталлировать по сети Windows 95 и поддержку удаленной перезагрузки. Основной причиной выхода этой версии операционки являлась реализация поддержки Windows 95. Windows 95 Релиз - 24 августа 1995 года. Первоначально Windows 95 планировалось выпустить 11 июля, однако компания задержала выход ОС, чтобы дать время клиентам для перехода с Windows NT 3.5 на Windows NT 3.51. Windows 95 Service Release 1 (95a) вышла 31 декабря. Позже Microsoft представила Windows OSR2 OEM Service Release 2 (95b), в комплектацию которой входил Internet Explorer, а сама система начала поддерживать FAT32. Система была настоящим прорывом для компании, поскольку являлась уже полноценной операционной системой, а не графической надстройкой для MS-DOS, хотя пользователь и мог наблюдать привычное "досовское" окно в процессе загрузки ОС. Windows 95 включала интегрированный 32-разрядный TCP/IP-стек для встроенной интернет-поддержки, dial-up и новые возможности Plug-n-Play, которые помогали пользователю легче и проще устанавливать новые программы и железо. Доступ к таким функциям, как копирование / вставка / вырезание, обеспечивался при помощи правой кнопки мыши, "Свойства" и "Быстрая помощь" (была реализована усовершенствованная и улучшенная система помощи) также были доступны. 32-разрядная система также обладала значительно расширенными возможностями мультимедиа, стала мобильнее (перенос на другие компьютеры стал ощутимо более легким процессом), имела интегрированные сетевые средства. Дабы снизить требования к памяти до минимума, система не включала поддержку system-level security (безопасность на системном уровне) или Unicode. Она появилась позже. Windows NT 4.0 Релиз - 24 августа 1996 года. "Жертвуем стабильностью ради производительности", - примерно под таким девизом вышел апгрейд Windows NT 3.5x - Windows NT 4.0. Легкая система управления и использования ОС, скорость выполнения приложений Win32, - все это стало возможным благодаря внесению изменений в архитектуру. Серверная версия включала более быстрые файловые и принтер-сервисы, интегрированный веб-сервер (Internet Information Server) и сервер DNS, поддержку многопротокольной маршрутизации, новые административные средства могли удаленно работать на Windows 95, а средства взаимодействия с NetWare были улучшены и модифицированы. Как и Windows NT 3.5x, Windows NT 4.0 также имела два варианта - Workstation и Server, которые использовались в одинаковых целях. Windows NT Server 4.0 Enterprise Edition Релиз - декабрь 1997 года. Версия была оснащена функциями, рассчитанными на корпоративных пользователей с так называемыми критическими требованиями: поддерживала Microsoft Transaction Server (сервис, обеспечивающий централизацию использования серверов автоматизации, а также управление транзакциями и совместное использование несколькими клиентами соединений с базой данных независимо от реализации сервера), Microsoft Message Queue Server (MSMQ - так называемый сервер очередей), Cluster Service (кластер-сервис), Windows NT Server load balancing service (служба распределения нагрузки, расширяющей масштабируемость и отказоустойчивость сервисов и приложений для TCP/IP-сетей)... В октябре 1998 года Microsoft объявила о том, что аббревиатура NT больше не будет фигурировать в названии ОС и следующая операционная система получит название Windows 2000. Windows NT Server 4.0 Terminal Server Edition Релиз 1998 года обеспечил пользователям терминальных и просто недостаточно мощных компьютеров доступ к тысячам 32-битных Windows-приложений. Использование общего сервера с запущенным на нем Windows NT Server 4.0 Terminal Server Edition позволяло перенести операционную систему Windows NT на компьютеры, которые традиционно не позволяли использовать Windows NT Workstation, включая терминалы с установленной системой Windows, компьютеры Macintosh, а также компьютеры, использующие Windows 9x, UNIX, MS-DOS или Windows 3.x. Windows 98 Релиз - 25 июня 1998 года. Следуя за Windows 95, уже признанной как стандарт де-факто для домашних пользователей, ровно дыша ей в затылок и наступая на пятки, в этом году громко заявила о себе версия "форточек", получившая и соответствующий знаковый порядковый номер - 98. Девиз "Works better. Plays better", которым снабдила ее Microsoft, прямо указывал на то, что компании, по ее мнению, на этот раз удалось добиться существенных успехов, а пользователь с помощью ее нового продукта сможет и работать лучше, и играть - тоже. Она стала первой Windows, созданной специально для, так сказать, покупателей или потребителей. И, надо сказать, что успех этой системы очевиден и невероятен и до сей поры. Ведь даже несмотря на то, что Microsoft перестала поддерживать эту ОС, то бишь прикрыла службу технической поддержки по любому вопросу, ее касающемуся, до сих пор пользователи с явной неохотой "переползают" со старых-добрых уверенно глючащих "девяносто восьмых форточек" на ту же Windows XP, экспансия которой уже совершенно очевидна, предпочитая действовать по пословице "старое, до боли знакомое, лучше, чем новое и пока еще толком не изведанное", и это несмотря на то, что операционка была выпущена ровно пятилетку назад. Практически все сбои, глюки и баги Windows 98 известны и описаны, бороться с ними легко и почти уже приятно, так что даже отказ самой Microsoft от собственного детища многих пользователей мало смущает. Итак. Вернемся к 1998 году. Internet Explorer полностью интегрирован в систему. Windows Explorer (Проводник) претерпел значительные изменения, причем интеграция IE значительно ему в этом "помогла". У пользователя появилась возможность управлять ресурсами и файлами идентично управлению в браузере переходом между веб-страницами (на панели инструментов появились кнопки Forward и Back). Кроме этого, список доступных дисков и папок выводится на экран также наподобие веб-страницы: общая информация о диске или папке -слева, список дисков или папок -справа. Для запуска файла достаточно одного щелчка кнопки мыши на нем, совсем как переход по ссылке в Интернете. В справочной системе контент оформлен также - наподобие оформления веб-страницы. Появилась панель быстрого запуска (Quick Launch), которая может быть интегрирована со стартовым меню. В общем, все эти вебовые спецэффекты, которыми напичкали новую ОС, вам хорошо знакомы, таким образом, мы отмечаем в плюс еще Active Desktop, добавляющий системе (по желанию пользователя) большей веб-идентичности и идем дальше, мимо интерфейса. Файловая система жестких дисков была заменена на FAT32 (хотя в Windows 95 OSR2 она и была реализована, однако средства для преобразования FAT16 в FAT32 не было), что позволяло организовывать крупные разделы и обеспечивало более надежное и эффективное хранение данных. И, конечно же, Microsoft хорошенько поработала над совместимостью операционки с железом, особенно с периферийными устройствами -USBnFireWire(IEEE1394). К умолчальным и обновленным в этой версии ОС дефрагментатору и "скандиску" добавилась утилита очистки диска, с помощью которой пользователь мог удалять временные файлы и файлы, находящиеся в "Корзине", а также появились и некоторые другие утилиты, такие, как средство для поиска в Сети обновленных версий системы и свежих драйверов устройств. 22 ноября 1998 года Шейн Брукс (Shane Brooks) написал ин-сталлер, с помощью которого пользователи Windows 98 могли удалить из системы интегрированный в нее Internet Explorer. Что, собственно, доказало тот факт, что Windows 98 совершенно спокойно может существовать и без Microsoft Internet Explorer. До этого момента у пользователей этой ОС существовала лишь возможность в дополнение к IE инсталлировать альтернативный браузер (Netscape Navigator, например) и пользоваться им, а не встроенным средством Microsoft для серфинга в Сети. 5 мая 1999 года вышел релиз Windows 98 SE (Second Edition), в котором были исправлены ошибки предыдущей версии операционки, а пользователи на руки получили более расширенную совместимость системы с аппаратной частью и новые интернет-воз-можности. Windows 98 SE включала Internet Explorer 5; программу Microsoft Windows NetMeeting 3.0 - средство для проведения аудио- и видеоконференций в Сети; DirectX 6.1, загружавшийся автоматически; новую функцию Internet connection sharing (ICS -общий доступ в Интернет), позволяющую использовать компьютер под управлением Windows 98 как шлюз в Интернет для других компьютеров локальной сети; и, наконец, улучшенные средства мультимедиа. Windows 2000 Релиз - 17 февраля 2000 года. Windows 2000 позиционировалась как апгрейд, пришедший на смену Windows NT Workstation 4.0, однако была уже чем-то значительно большим, чем просто усовершенствованная реинкарнация уже известной системы линейки NT. Вообще-то, Windows 2000 была создана с целью заменить Windows 95, Windows 98 и Windows NT Workstation 4.0 на всех бизнес-десктопах и лаптопах. Как версия ОС для настольных компьютеров и серверов, Windows 2000 выпустили в четырех различных версиях: Professional - клиентская версия для настольных и переносных компьютеров; Server - для entry-level-серве-ров (начального уровня), достаточно надежная серверная платформа для наиболее ответственных приложений электронной коммерции и ведения бизнеса в определенной области или для интранет-серверов; Advanced Server – для высокопроизводительных приложений и серверов; Data Center Server - для сложных и высокопроизводительных кластерных систем. Интерфейс системы Windows 2000 сильно напоминает оный в Windows 98 и Windows NT 4.0 с Internet Explorer 4.0. Но в эту опе-рационку интегрирован Internet Explorer 5. Для IT-профессионалов семейство Windows NT Server принесло такие возможности, как централизованное, основанное на политиках управление с новыми же технологиями управления -Microsoft IntelliMirror management и the Microsoft Active Directory service. В ходе работы над операционной системой Windows 2000 компания выступила с инициативой Change and Configuration Management (CCM), цель которой - снижение затрат на установку и обслуживание настольных компьютеров. Например, пакет IntelliMirror включает в себя подмножество использованных в Windows 2000 технологий, с помощью которых можно реализовать ССМ. Компании, убедившись в надежности и перспективности этой системы, начинают потихоньку мигрировать на Windows 2000. Windows Millennium Edition (ME) Релиз - 14 сентября 2000 года. Опциональный и просроченный апгрейд для Windows 98. Windows Me позиционировалась как система для домашних пользователей, которые уже фактически готовы сменить 98-е на что-то более новое и продвинутое.
Систему напичкали улучшенными средствами мультимедиа (новый медиаплейер поддерживал большее количество типов файлов и сменных скинов), играми, была реализована более удобная обработка цифровых изображений, цифрового и аналогового видео, цифровой музыки... Windows XP Релиз - 25 октября 2001 года. Самый фееричный выход системы, который только можно себе представить: праздник, фейерверки, хлопушки и всяко-разные забавы по всем Штатам и Европе. Когда с помпой был отпразднован выход в свет Windows XP, пользователи по всему миру начали потихоньку разбираться, а что же, собственно, представляет собой новая система. Две основные версии - Professional Edition и Home Edition, рассчитанные на пользователей с разными целями и задачами. Версия Professional является базовой для трех "вторичных" версий -Media Center Edition, TabletPC Edition и Windows XP Embedded. Windows PE (Preinstallation Environment) также базируется на ядре Windows XP. B Windows XP Professional - основной программный код, используемый в Windows 2000 и Windows NT Workstation. Благодаря этому коду, называемому ядром NT или новым ядром Windows, операционная система Windows XP является более эффективной, безопасной и стабильной, по сравнению с Windows 9x/ Me. Windows XP Home Edition рассчитана на домашних пользователей, обеспечивает более быстрый и удобный доступ к функциям ОС, а ее внешнее оформление значительно упрощает и одновременно делает более эффективным выполнение типичных задач: работа с цифровыми изображениями; работа с музыкальными и видеофайлами - эффективный поиск, загрузка и хранение; быстрая и простая организации общего доступа к компьютеру и облегченный подход к созданию домашней сети; эффективные средства связи для передачи мгновенных сообщений, проведения голосовых и видеоконференций, а также организации совместной работы. Windows Server 2003 Релиз - 24 апреля 2003 года. Эволюция серверных систем Windows пока что остановилась на Windows Server 2003, системе, основанной на принципах повышенной надежности, масштабируемости и управляемости. Windows Server 2003 является инфраструктурной платформой высокой производительности для поддержки связанных приложений, сетей и веб-служб XML в любом масштабе от рабочей группы до центра данных. Это многозадачная операционная система, способная централизовано или распределенно управлять различными наборами ролей, в зависимости от потребностей пользователей. В наличии: файловый сервер и сервер печати; веб-сервер и веб-сервер приложений; почтовый сервер; сервер терминалов; сервер удаленного доступа / сервер виртуальной частной сети (VPN); служба каталогов, система доменных имен (DNS), сервер протокола динамической настройки узлов (DHCP) и служба Windows Internet Naming Service (WINS); сервер потокового мультимедиа-вещания. Windows Server 2003 доступна в четырех версиях. Standard Edition - идеальный выбор для предприятий малого бизнеса и отдельных подразделений организации. Поддерживает совместное использование файлов и принтеров; предоставляет безопасное подключение к Интернету; позволяет централизовать развертывание настольных приложений. Enterprise Edition - разработана для удовлетворения общих 1Т-тре-бований предприятий любого размера. Предназначена для приложений, веб-служб и инфраструктур и обеспечивает высокую надежность и производительность. Поддерживает до восьми процессоров; предоставляет функции уровня предприятия, такие, как восьмиузловая кластеризация и поддержка до 32 Гб памяти; доступна для компьютеров на базе процессора Intel Itanium; будет доступна для 64-разрядных вычислительных платформ, способных поддерживать восемь процессоров и 64 Гб оперативной памяти. Datacenter Edition - для ответственных бизнес-приложений и для приложений, используемых для выполнения важных задач, требующих масштабируемости и доступности высокого уровня. Наиболее мощная и функциональная серверная операционная система из всех, когда-либо предлагаемых корпорацией Microsoft; поддерживает 32-потоковую мультипроцессорную обработку SMP и до 64 Гб оперативной памяти; предоставляет в качестве стандартных функций восьмиузловую кластеризацию и службы балансировки нагрузки; будет доступна для 64-разрядных вычислительных платформ, способных поддерживать 32 процессора и 128 Гб оперативной памяти. Web Edition - новый продукт в семействе операционных систем Windows, предназначенный для использования в качестве веб-сер-вера. Предназначена для разработки и хостинга веб-приложе-ний, веб-страниц и веб-служб XML; разработана для использования в основном в качестве веб-сервера IIS 6.0; предоставляет платформу для быстрой разработки и развертывания веб-служб XML, которая использует технологию ASP .NET, являющуюся основной частью .NET Framework.

Архитектура ОС семейства Windows9.х (25)

Поколение – 40-е годы – не имели операционных систем.

Поколение – 50-е годы – ЭВМ работали в «пакетном режиме» (получив от пользователя несколько задач, быстро выполняли их одну за другой). В начале 50-х годов появляется первая операционная система, предназначенная для ЭВМ на IBM-701. Основная первой функция операционной системы быстро перевести компьютер в режим выполнения следующей задачи после окончания предыдущей. Кроме этого операционная система занималась обслуживанием устройств внешней памяти, а также распределением оперативной памяти и организацией ввода – вывода (первые операционные системы – «супервизоры»).

Поколение – 60-е годы – операционные системы с «разделением времени». Несколько программ одновременно загружались в оперативную память, а процессор быстро переключался с одной задачи на другую, создавая тем самым иллюзию одновременного выполнения. С каждым годом увеличивался объем операционной системы. Если в 50-е годы он составлял несколько тысяч команд (36 бит – одна команда), то к середине 60-х – до миллиона команд. В это время появляется концепция совместимых компьютеров (при переходе от менее мощных к более мощным машинам операционная система не менялась SYSTEM/360 OS-360)

Поколение – 70-е годы – системы реального времени. Обслуживают результаты некоторого реально происходящего в данный момент времени процесса. В это время появились персональные ЭВМ для которых необходимо было уместить удобную, широкую по набору функций операционную систему в небольшой оперативной памяти. Для этого используют принцип разделения операционной системы. Ядро системы сразу загружается в оперативную память, а утилиты – драйвера подзагружаются по мере необходимости. Графический интерфейс – представляет новый тип оболочки – не набирая специальных операционных систем, используя лишь графические указатели можно управлять всей компьютерной системой.

Поколение – современные операционные системы

Операционные системы IBM PC – совместимых компьютеров. Система MS-DOS Эта операционная система является неграфической. В течении пятнадцати дет (с 1981 по 1995 год) она была основной операционной системой персональных компьютеров платформы IBM PC. За это время система прошла несколько модернизаций от MS-DOS 1.0 до MS-DOS 6.22. Выпуск каждой новой версии обычно сопутствовал появлению нового оборудования, работу с которым предыдущая версия обеспечить не могла. Несмотря на неудобный интерфейс командной строки и однозначность, у операционной системы MS-DOS есть неоспоримое преимущество, которое заключается в том, что она ближе к компьютеру, чем к человеку. Благодаря этому приложения для MS-DOS выполняются намного быстрее, чем аналогичные им приложения для графических операционных систем. Намного выше также устойчивость в работе. Это используют при ремонтно-наладочных работах компьютеров, которые нередко выполняют в рамках MS-DOS. Система Windows 95 Система Windows 95 стала первой самостоятельной графической операционной системой для компьютеров платформы IBM PC. Она вышла в свет в 1995г., после чего дважды модернизировалась спецвыпусками OSR 1 (1996г.) и OSR 2 (1997г.). Сегодня Windows 95 является одной из наиболее универсальных операционных систем и обеспечивает все функции, перечисленные выше, плюс возможность работы в локальной сети. Она обеспечивает возможность запуска как собственных приложений, так и программ, написанных для среды Windows 3.1 и приложений MS-DOS. Данная система ввела в действие стандарт самоустанавливающихся устройств (plug-and-play). Устройства, соответствующие этому стандарту, очень просто устанавливаются – их достаточно подключить физически, а далее операционная система сама их обнаруживает и настраивается на работу с ними. Система увеличила предельный размер обслуживаемого жесткого диска с 512 Мбайт до 2,0 Гбайт. Система Windows 98 Данная система явилась дальнейшем развитием Windows 95. В ней устранено большое число недоработок предыдушей версии. В части операционного пространства система выходит за пределы локального компьютера и локальной сети. Без дополнительных приложений она имеет собственные средства, обеспечивающие возможность работы с некоторыми службами Интернета. В этой системе введен новый стандарт файловой системы (FAT32), что позволяет снять верхний предел емкости жесткого диска, равнявшийся 2,0 Гбат. Система полностью совместима с Windows 95 и имеет улучшенную совместимость с приложениями Windows 3.1 и MS-DOS. По устойчивости работы и надежности она заметно превосходит Windows 95 и имеет средства для самодиагностики и самозалечивания. Windows NT Эту операционную систему можно рассматривать как версию Windows для профессионального использования. В ней отсутствует ряд недостатков, характерных для Windows 95/98, но ценой утраты ряда достоинств. Основным достоинством Windows 95 /98 является уникальная универсальность. Практически для любых задач, начиная от управления предприятием до развлекательных компьютерных игр можно найти программы, работающие под управлением этих систем. То же касается и огромного выбора поддерживаемого оборудования. Оборотной стороной такой универсальности является недостаточная устойчивость. Некачественные программы, исполняемые под управлением Windows 95 /98, могут приводить к сбоям в работе операционной системы, к «сбросам» и «зависаниям» компьютера. Во многих случаях это не очень критично, но бывают отрасли (например, банковская сфера или сфера управления), в которых никакие сбои недопустимы. В таких случаях применяют операционную систему Windows NT. Эта система менее универсальна. Рынок программного обеспечения для нее не столь богат, как для Windows 95 /98. Нужную программу найти труднее, но устойчивость в работе заметно выше. Одной из областей профессиональной деятельности, требующей повышенной устойчивости компьютера, является программирование. Очень редко удается создать программу так, чтобы она сразу правильно заработала. Новые программы всегда содержат множество ошибок, и программисты подолгу их тестируют и отлаживают. Заниматься отладкой недоработанных программ на компьютере, работающем в системе Windows 95 /98, весьма неудобно, так как сбои в программах нарушают устойчивость системы. Поэтому многие программисты предпочитают работать в операционной системе Windows NT – она позволяет им экономить время и повышает эффективность их работы. Краткая сравнительная характеристика семейства операционных систем Windows. Самая ранняя версия Windows 3.x (0,1,11) – многозадачная операционная система, разработана для микропроцессоров 386 и 486 обладает графическим интерфейсом, требует памяти как минимум – 4мб; для офисных приложений – 8-12 мб. Не имела своего ядра загружалась из DOS, достраивая его ядро своим, поэтому и называлась оболочкой.Windows95 многозадачная операционная система является развитием версии Windows3.x. Обладает улучшенным интерфейсом (графическим), имеет файловую систему VirtualFat, это позволяет использовать длинные имена (до 256 символов), имеет 32-х разрядное ядро. Впервые появляется режим Plug&Play- автоматическое определение нового устройства, предложение установления драйверов.Windows98 изменен пользовательский интерфейс, унифицирован доступ ко всем ресурсам от жестких дисков до Web – сайтов по моделе Web – браузера. Окно похоже на Web – страницу.Оптимизированы настройки параметров дисплея, имеется возможность изменять настройки цвета, шрифты не перезагружаясь. Поддерживается работа нескольких дисплеев (возможность подключения двух мониторов), поддерживается архитектура графических ускорителей AGP (3 ^х – мерная графика), эффективная защита от сбоя (возможности вызова диспетчера задач, отображающего выполняемые задачи и предоставляющего возможности снятия определенной задачи), файловая система FAT32, что экономит место на диске (от 20% до 25%).WindowsNT - для использования в сетях предусмотрены две версии 3.5 и 4.0. Новая файловая система NTFS позволила устанавливать права доступа к ресурсам жесткого диска, как для пользователей локального компьютера, так и удаленного компьютера. Права ставит администратор. Система более отказоустойчива чем предыдущие. Полная версия менеджера задач, кроме показа запущенных приложений отображает затраченные ресурсы. Поддерживает симметричную мультипроцессорную обработку которой раньше не имелось. Недостаток – отсутствие функции Plug&Play. Операционная система автоматически находит драйвера лишь отдельных устройств (мышь, CD-ROM, жесткий диск, дисковод) остальные самостоятельно (видеокарта, звуковая карта). Система требует лучших аппаратных ресурсов по сравнению с Windows95 (NT требует как минимум Pentium60), для Windows95 было достаточно 486, память 16мб, как минимум, жесткий диск 120 мб, для Windows95 – 40 мб. Производительность у WindowsNT такая же, как и у Windows95.WindowsMilleniumEdition – продолжение ветви – Windows98 – разная файловая система, улучшенный интерфейс, добавлена новая версия InternetExploer и AutologExpress, переписано ядро. В версии InternetExploer 5.5 – более корректная работа со страницами, особенно на JavaScript, AutologExpress – защита от вируса типа “I love you”, добавлено множество инструментов для работы со звуком и видео. Операционная система пытается защитить пользователей от некорректной работы некоторых программ и его собственных ошибок. Для этого добавлено: 1-«защита системных файлов» предотвращающих случайное удаление 80 наиболее важных системных файлов (самовосстановление); 2-«восстановление системы» восстанавливает записи в системном реестре при нарушении конфигурационных установок (файл реестра - конфигурация). Windows2000 является продолжением WindowsNT, не поддерживает эмуляцию MS-DOS (режим MS-DOS). Имеет следующие разновидности: WindowsProfessional, WindowsServer, WindowsAdvancedServer, WindowsDataCenter. Версии отличаются друг от друга количеством служб и программ, входящих в состав, а также степенью поддержки аппаратных ресурсов. Например, WindowsProfessional – 2 процессора; WindowsServer – 4 процессора; WindowsAdvancedServer – 8 процессоров; WindowsDataCenter – 64 процессора. Файловая система NTFS.5 в отличие от NT можно квотировать (ограничивать) дисковое пространство, всплывающее меню, преимущество голубых тонов, под курсивом тень, 128 мб. К оперативной памяти добавлен IndexServer, позволяющий организовывать эффективный поиск файлов по их содержанию, занимает много места на диске. Ветвями являются – Unix, Linux. WindowsXP – полный, более обширный набор драйверов, наличие улучшенного интерфейса. Прост в установке, сочетает все лучшее из предыдущих версий.

Структура и функции сетевых ОС (26)

Функции операционной системы компьютера Обслуживание файловой системы Исторически обслуживание файловой системы стало первой задачей, которую возложили на операционную систему персональных компьютеров. До появления дисков и дисководов информацию записывали на магнитную ленту, перфорированную бумажную ленту (перфоленту) или перфорированные карты (перфокарты). Розыск информации на этих устройствах последовательного доступа нередко выполнялся вручную. С появлением устройств произвольного доступа на магнитных дисках появилась и возможность автоматизировать доступ к данным. Для этих целей и были созданы первые операционные системы, которые получили название дисковых операционных систем (DOS). Сегодня в число функций по обслуживанию файловой системы входят следующие: Навигация по файловой системе (переход из одного каталога в другой); Создание файлов и каталогов; Копирование файлов и каталогов; Удаление файлов и каталогов; Поиск файлов; Открытие файлов данных и исполнение программных файлов. Программно – аппаратный интерфейс Здесь и далее под словом интерфейс понимается взаимодействие. Соответственно, программно - аппаратный интерфейс – это взаимодействие между программами и оборудованием. Операционная система в данном случае выступает в качестве посредника – она перехватывает обращения программ к физическим устройствам и перенаправляет эти обращения к драйверам устройств. Аппаратно- программный интерфейс В случае необходимости установки на компьютере нового устройства операционная система позволяет обеспечить его согласование с другими устройствами и программами, ранее установленными на компьютере. Программно-программмный интерфейс Современные задачи, выполняемые на компьютерах, отличаются комплексностью. Так, например, для того, чтобы подготовить книгу, нужны отдельные программы для подготовки текстов, иллюстраций и объединения разных типов данных в одном документе. Эти программы выполнены разными разработчиками, а работать должны совместно. Условия для такой совместной работы создает операционная система. Это она отслеживает обмен данными между различными программами. Интерфейс пользователя Взаимодействие программного и аппаратного обеспечения с человеком – важнейшая функция операционной системы. Именно благодаря ее мы можем управлять программами с помощью клавиатуры, мыши или иного устройства. Операционная система интерпретирует наши действия как команды и «объясняет» программам и оборудованию, что они должны сделать. С другой стороны, операционная система управляет выдачей информации от компьютера к пользователю. Она управляет выводом сообщений и звуковых сигналов. Управление заданиями Операционная система может многое, но не все. В тех случаях, когда нам необходимы программные средства для выполнения специфических работ, мы устанавливаем на компьютере новую программу. Управление установкой и работой программ - функция операционной системы. Современные операционные системы отличаются многозадачностью, то есть они позволяют одновременно работать с несколькими программами. Управление памятью Сколько бы на компьютере ни было установлено оперативной памяти, всегда могут найтись программы и документы, размеры которых много больше размеров оперативной памяти. В те далекие времена, когда операционные системы не занимались распределением оперативной памяти, такие программы эксплуатировать было невозможно. Сегодня операционные системы динамически управляют оперативной памятью. Они освобождают те области памяти, которые временно не используются, и управляют загрузкой программ в оперативную память небольшими фрагментами. Один из приемов, к которому прибегают операционные системы, состоит в создании виртуальной памяти на жестком диске. Виртуальная память - это файл достаточно большого размера (обычно в несколько раз больше, чем объем оперативной памяти компьютера), который рассматривается как естественное расширение оперативной памяти. Когда в оперативной памяти не хватает места для размещения данных или программ, они поступают в виртуальную память на жестком диске, а когда к ним надо обратиться, они порциями перемещаются в оперативную память. Обменом между оперативной памятью и жестким диском управляет операционная система. Жесткий диск - устройство механическое, а оперативная память – электронное. Работа механических устройств происходит в тысячу раз медленнее, чем электронных. Поэтому использование виртуальной памяти (когда не хватает оперативной памяти) заметно замедляет работу компьютера. Именно поэтому увеличение объема оперативной памяти компьютера намного повышает его быстродействие (ему просто реже приходится прибегать к использованию виртуальной памяти). Диагностика и обслуживание компьютера В состав современных операционных систем входят служебные программы, необходимые для автоматизации задач по обслуживанию компьютерной системы. Они позволяют выполнять диагностические операции и устранять обнаруженные ошибки, в том числе и ошибки в самой операционной системе. Они также позволяют тестировать оборудование, выявлять и устранять конфликты между различным аппаратным обеспечением. Важное значение служебных программ состоит в их способности оптимизировать работу компьютера и добиваться максимально возможной производительности оборудования.

Интернет (27,33).Вы не хотите углубляться в детали техники поиска? Просто задайте Яндексу вопрос так же, как бы вы его задали библиотекарю или всезнайке-эрудиту. Например, "где раки зимуют", " ярчайшая звезда северного полушария" или "как выбрать компьютер". Советы по поиску. Проверяйте орфографию
Если поиск не нашел ни одного документа, то вы, возможно, допустили орфографическую ошибку в написании слова. Проверьте правильность написания. Если вы использовали при поиске несколько слов, то посмотрите на количество каждого из слов в найденных документах (перед их списком после фразы "Результат поиска"). Какое-то из слов не встречается ни разу? Скорее всего, его вы и написали неверно. Используйте синонимыЕсли список найденных страниц слишком мал или не содержит полезных страниц, попробуйте изменить слово. Например, вместо "рефераты" возможно больше подойдет "курсовые работы" или "сочинения". Попробуйте задать для поиска три-четыре слова-синонима сразу. Для этого перечислите их через вертикальную черту (|). Тогда будут найдены страницы, где встречается хотя бы одно из них. Например, вместо "фотографии" попробуйте "фотографии | фото | фотоснимки".Ищите больше, чем по одному словуСлово "психология" или "продукты" дадут при поиске поодиночке большое число бессмысленных ссылок. Добавьте одно или два ключевых слова, связанных с искомой темой. Например, "психология Юнга" или "продажа и покупка продовольствия". Рекомендуем также сужать область вашего вопроса. Если вы интересуетесь автомобилями ГАЗа, то запросы "автомобиль Волга" или "автомобиль ГАЗ" выдадут более подходящие документы, чем "легковые автомобили".Не пишите большими буквами Начиная слово с большой буквы, вы не найдете слов, написанных с маленькой буквы, если это слово не первое в предложении. Поэтому не набирайте обычные слова с Большой Буквы, даже если с них начинается ваш вопрос Яндексу. Заглавные буквы в запросе рекомендуется использовать только в именах собственных. Например, "группа Черный кофе", "телепередача Здоровье".Найти похожие документы
Если один из найденных документов ближе к искомой теме, чем остальные, нажмите на ссылку "найти похожие документы". Ссылка расположена под краткими описаниями найденных документов. Яndex проанализирует страницу и найдет документы, похожие на тот, что вы указали. Но если эта страница была стерта с сервера, а Яндекс еще не успел удалить ее из базы, то вы получите сообщение "Запрошенный документ не найден".Используйте знаки "+" и "-"Чтобы исключить документы, где встречается определенное слово, поставьте перед ним знак минуса. И наоборот, чтобы определенное слово обязательно присутствовало в документе, поставьте перед ним плюс. Обратите внимание, что между словом и знаком плюс-минус не должно быть пробела. Например, если вам нужно описание Парижа, а не предложения многочисленных турагентств, имеет смысл задать такой запрос "путеводитель по парижу -агентство -тур". Плюс стоит использовать в том случае, когда нужно найти так называемые стоп-слова (наиболее частотные слова русского языка, в основном это местоимения, предлоги, частицы). Чтобы найти цитату из Гамлета, надо задать запрос "+быть или +не быть". Попробуйте использовать язык запросовС помощью специальных знаков вы сможете сделать запрос более точным. Например, укажите, каких слов не должно быть в документе, или что два слова должны идти подряд, а не просто оба встречаться в документе. Искать без морфологииВы можете заставить Яндекс не учитывать формы слов из запроса при поиске. Например, запрос !иванов найдет только страницы с упоминанием этой фамилии, а не города "Иваново".Поиск картинок и фотографийЯндекс умеет искать не только в тексте документа, но и отыскивать картинки по названию файла или подписи. Для этого на первой странице yandex.ru нажмите ссылку "расширенный поиск". Для поиска картинки предусмотрены два поля. В поле "Название картинки" вписываются слова для поиска по названиям картинок, обычно появляющихся, когда к картинке подводится курсор. Например, название картинки "Венера" выдаст все страницы с картинками Венеры (всего, что можно понимать под этим словом).В поле "Подпись к картинке" вписывается название файла, содержащего картинку. Например, запрос dog найдет в Интернете все картинки, в имени файла которых встречается слово "dog". С большой вероятностью эти картинки связаны с собаками.Тонкий поиск Яндекс обладает развитым языком запросов, позволяющим осуществлять тонкий поиск. Для того, чтобы воспользоваться широким спектром возможностей, используйте страницу "расширенный поиск", где большая часть настроек Яндекса задается простым образом. Обратите внимание, что, при заполнении нескольких полей, запрос будут составлен таким образом, чтобы все условия выполнялись одновременно (через документное "И" - &&). Расширенный поиск Словарный фильтрЗдесь вы можете указать, какие слова обязательно должны встретиться в документе, каких быть не должно, а какие желательны (то есть могут быть, а могут не быть). Поле "все формы" или "точная форма" указывает Яндексу, надо ли учитывать при запросе все словоформы. "Точная форма" обычно требуется только для поиска цитат. Зоной поиска слова может быть как текст документа (слова находятся в одном предложении или всем документе), так и его заголовок, аннотация (тэг description), ссылка (подпись URL) или адрес (сам URL). Вариант "во фразе" означает необходимость искать слова в том порядке, в котором они введены. Вы можете задать несколько слов через запятую. Дата
Ограничение выдачи документов по дате. Документы с неизвестной датой в этот список не включаются.Сайт/вершинаЗапрос идет только по страницам указанного сайта или поддиректории (вершины) сайта. Поиск будет проведен среди всех поддиректорий. Здесь же (в соседнем поле) вы можете исключить из поиска страницы определенного сайта. Вы можете внести несколько адресов, перечислив их через пробел. Таким образом, вы можете сделать поиск по своему личному сайту через Яндекс - то есть ограничить поиск только вашим сайтом. СсылкаКак узнать, кто ссылается на ваш ресурс? Введите в этом поле адрес вашей страницы, и вы это узнаете. Если адрес вашего сайта начинается с www, то впишите его целиком, включая www. Здесь же вы можете исключить из поиска страницы, где стоит ссылка на определенный адрес.На основе этой возможности рассчитывается индекс цитируемости. Чтобы исключить все внутренние ссылки (то есть с одних страниц вашего ресурса на другие его страницы), используйте поле сайт/вершина и исключите ресурс из поиска ссылок. ИзображениеПоиск документов, содержащих картинку с определенным названием или подписью. Файл картинки может называться, например, applegreen.jpg. Тогда найти такие файлы можно запросом: apple. Запрос аналогичен apple*.*. Для поиска в подписи к изображению (тэг alt) впишите запрос в соседнее поле.Специальные объектыПоиск страницы, содержащих файлы объектов: скрипт, объект, апплет, java. В поле указывается имя объекта. Язык
Яндекс умеет определять язык документа. Вы можете задать язык документа, где надо провести поиск: русский (кириллица) или не русский. В базе Яндекса находятся только документы русскоязычного Интернета (по умолчанию в поисковую машину вносятся сервера в доменах su, ru, am, az, by, ge, kg, kz, md, tj, ua, uz), а также зарубежные сайты, представляющие интерес для русскоязычного поиска.Формат выдачи"Краткая выдача" показывает только список заголовков документов. "Только URL" - только адреса найденных страниц. Как выбрать поисковую машину При поиске в интернете важны две составляющие – полнота (ничего не потеряно) и точность (не найдено ничего лишнего). Обычно это все называют одним словом – релевантность, то есть соответствие ответа вопросу. 1. Охват и глубина Под охватом имеется в виду объем базы поисковой машины: который измеряется тремя показателями - общим объемом проиндексированной информации, количеством уникальных серверов и количеством уникальных документов. Под глубиной понимается – существует ли ограничение на количество страниц или на глубину вложенности директорий на одном сервере. Как проверить:Некоторые машины пишут на своем сайте статистику робота. Но можно проверить и самому – надо задать несколько поисковых запросов, состоящих из одного слова (чтобы исключить влияние языка запросов, в том числе – различного трактования пробела), и при этом смотреть на статистику результатов, выдаваемую машиной – обычно в начале списка указано, сколько всего было найдено документов. Помимо того, что слова должны быть из разных областей, хорошо еще взять слова разных "весов" – редкие, "средние" и "тяжелые" (частотные), и сравнить количество найденного. Тяжелые слова, в частности, тестируют полнотекстовость (индексацию всех слов документа) поисковой машины.Глубину хождения робота проверить сложнее – для этого надо взять какие-то сайты, например, с разветвленной структурой архивов, и проверить, проиндексированы ли документы, на которые можно попасть только, например, за 6 переходов по ссылкам. 2. Скорость обхода и актуальность ссылок
Скорость обхода Сети показывает, насколько быстро происходит индексация свеже-добавленного ресурса и насколько быстро обновляется информация в базе. Важным показателем качества поисковой машины (ее робота) является не только "захват" новых территорий: но и отслеживание состояния уже охваченных. Сервера исчезают и появляются, страницы на них обновляются. Ссылки, которые выдает поисковая машина в списке найденного, должны, во-первых, существовать, и, во-вторых, их содержание должно соответствовать запросу. Как проверить:Объективную информацию можно получить, проанализировав логи серверов – робот поисковой машины представляется обычно именем своей машины (или похожим образом), так что можно увидеть, как часто он бывает на сервере, сколько страниц просматривает и т.д. К сожалению, обычно для изучения бывает доступен лог только своего сайта, поэтому остается экспериментальный способ. Для определения скорости обхода надо создать где-нибудь страничку текста, добавить ее в поисковики и посмотреть, как быстро она начнет находиться. Или изменить уже имеющуюся страничку. Для определения актуальности ссылок – проверить документы хотя бы на первой странице списка найденного по нескольким запросам. Сообщение "Not Found" свидетельствует о том, что документ более не существует. 3. Качество поиска (субъективный показатель) Каждая поисковая машина имеет свои алгоритм сортировки результатов поиска. Чем ближе к началу списка оказывается нужный вам документ, тем лучше работает релевантность. Как проверить:Только путем эксперимента. Рекомендуется для сравнения делать запросы разной длины. Можно также использовать язык запросов, при этом те, кому неохота читать описание, могут воспользоваться развернутой страницей запроса ("расширенный поиск" в Апорте и Яндексе, "детальный запрос" в Рэмблере – варианты перевода на русский язык "advanced search"). Кроме релевантности, существуют важные пользовательские характеристики. 1. Скорость поиска Если поисковая машина отвечает медленно, работать с ней неэффективно. Стоит добавить, что видимая пользователю скорость зависит не только от самой поисковой машины, но и от Интернет-каналов. Как проверить:Путем эксперимента – надо поискать запросы разной длины, разной слов и в разное время суток (загрузка серверов существенно неравномерна по суткам, пик – около трех-четырех часов дня). 2. Поисковые возможности (работа с языком документа, язык запросов) Еще один пункт сравнения – что именно и как поисковая машина вносит в индекс. Полнотекстовая поисковая машина индексирует все слова видимого пользователю текста. Наличие морфологии дает возможность находить искомые слова во всех склонениях или спряжениях. Кроме этого, в языке HTML существуют тэги, которые также могут обрабатываться поисковой машиной (заголовки, ссылки, подписи к картинкам и т.д.).Язык запросов в виде стандартных логических операторов (И, ИЛИ, НЕ) есть практически у всех машин. Некоторые умеют искать словосочетания или слова на заданном расстоянии – это часто важно для получения разумного результата. Дополнительной возможностью является поиск в зонах документа – заголовках, ссылках, ключевых словах (META KEYWORDS) и т.д. Дополнительная возможность языка запросов – естественно-языковый запрос, который не требует знания операторов. Как проверить:Обычно эта информация публикуется на сервере поисковой машины (в Help'е). Тем не менее, рекомендуется проверить на реальных запросах, поскольку иногда желаемое выдается за действительное. 3. Дополнительные удобстваЭто дополнительные возможности, которые предоставляет пользователям поисковая машина. Сюда входит всевозможные варианты поиска (специализированные страницы, поиск похожих документов, ограничение области поиска), и список найденных серверов, и поиск по датам и серверам, и удобный интерфейс поисковой машины, и возможность его персонализации. Как проверить: Информация может быть частично опубликована на сервере поисковой машины, но лучше всего попробовать самому поработать с этими возможностями.Понятно, что предложенная исследовательская программа займет некоторое время. Кроме этого, поисковые машины, как и весь Интернет, не стоят на месте. Но "искалка" – одно из средств вашей работы, поэтому стоит уделить ее выбору некоторое внимание – по крайней мере, не меньшее, чем организации своего рабочего места. На Yandex.Ru был проведен опрос: зачем нужен Интернет и чего в нем не хватает (http://www.yandex.ru/polling/9.html). Интернет используют (в порядке убывания) как справочник (23.76%), инструмент исследования (15.45%), развлечение (14.15%), и только на четвертом месте – источник новостей (12.32%). Оптимистично прозвучало, что 10% пользователей всегда, а 73% часто удается найти нужную информацию. А не хватает в Интернете информации, хорошего поиска и порядка (в том числе: упорядоченности, структуры, структурности, структурированности, структуризации, а также системы, систематизации, системности, систематичности и систематизированности). Как трактуются слова Независимо от того, в какой форме вы употребили слово в запросе, поиск учитывает все его формы по правилам русского языка. если задан запрос 'идти', то в результате поиска будут найдены ссылки на документы, содержащие слова 'идти', 'идет', 'шел', 'шла' и т.д. На запрос 'окно' будет выдана информация, содержащая и слово 'окон', а на запрос 'отзывали' - документы, содержащие слово 'отозвали'. Если вы набрали в запросе слово с большой буквы, будут найдены только слова с большой буквы (если это слово не первое в предложении), в противном случае будут найдены как слова с большой, так и с маленькой буквы. по запросу 'путина' найдется и президент, и сезон интенсивного рыболовства. А по запросу 'Путина' - президент и те случаи упоминания рыболовного сезона, когда он написан с большой буквы (например, если с него начинается предложение).По умолчанию поиск учитывает все формы заданного слова согласно правилам русского языка. Однако существует возможность поиска по точной словоформе, для этого перед словоформой надо поставить восклицательный знак '!'. запросу '!Лужкову' будут найдены все документы, содержащие словоформу 'Лужкову', а по запросу 'Лужков ~~ !Лужкову' - документы, в которых упоминается Лужков, кроме тех, которые были найдены по первому запросу.Естественно-языковый поиск Знаки "+" и "-". Если вы хотите, чтобы слова из запроса обязательно были найдены, поставьте перед каждым из них "+". Если вы хотите исключить какие-либо слова из результата поиска, поставьте перед каждым из них "-". запрос 'частные объявления продажа велосипедов', выдаст много ссылок на сайты с разнообразными частными объявлениями. А запрос с "+" 'частные объявления продажа +велосипедов' покажет объявления о продаже именно велосипедов.Если вам нужно описание Парижа, а не предложения многочисленных турагентств, имеет смысл задать такой запрос 'путеводитель по парижу -агентство -тур'Обратите внимание на знак "-". Это именно минус, а не тире и не дефис. Знак "-" надо писать через пробел от предыдущего и слитно с последующим словом, вот так: 'рак -гороскоп'. Если написать 'рак-гороскоп' или 'рак - гороскоп', то знак "-" будет проигнорирован. Основные операторы Несколько набранных в запросе слов, разделенных пробелами, означают, что все они должны входить в одно предложение искомого документа. Тот же самый эффект произведет употребление символа '&'. при запросе 'лечебная физкультура' или 'лечебная & физкультура'), результатом поиска будет список документов, в которых в одном предложении содержатся и слово 'лечебная', и слово 'физкультура'. (Эквивалентно запросу '+лечебная +физкультура')Между словами можно поставить знак '|', чтобы найти документы, содержащие любое из этих слов. (Удобно при поиске синонимов). вида 'фото | фотография | фотоснимок | снимок | фотоизображение' задает поиск документов, содержащих хотя бы одно из перечисленных слов.Еще один знак, тильда '~', позволит найти документы с предложением, содержащим первое слово, но не содержащим второе. По запросу 'банки ~ закон' будут найдены все документы, содержащие слово 'банки', рядом с которым (в пределах предложения) нет слова 'закон'. Чтобы подняться на ступеньку выше, от уровня предложения до уровня документа, просто удвойте соответствующий знак. Одинарный оператор (&, ~) ищет в пределах предложения, двойной (&&, ~~) - в пределах документа. Например, по запросу 'рецепты && (плавленый сыр)' будут найдены документы, в которых есть и слово 'рецепты' и словосочетание '(плавленый сыр)' (причем '(плавленый сыр)' должен быть в одном предложении. А запрос 'руководство Visual C ~~ цена' выдаст все документы со словами 'руководство Visual C', но без слова 'цена' Поиск с расстоянием Часто в запросах ищут устойчивые словосочетания. Если поставить их в кавычки, то будут найдены те документы, в которых эти слова идут строго подряд. Например, по запросу "красная шапочка" будут найдены документы с этой фразой. (При этом контекст "а шапочка у нее была красная" найден не будет.) Как Яndex адресует слова? Если все слова в тексте перенумеровать по порядку их следования, то расстояние между словами a и b - это разница между номерами слов a и b. Таким образом, расстояние между соседними словами равно 1 (а не 0), а расстояние между соседними словами, стоящими "не в том порядке", равно -1. То же самое относится и к предложениям. Если между двумя словами поставлен знак '/', за которым сразу напечатано число, значит, требуется, чтобы расстояние между ними не превышало этого числа слов. Например, задав запрос 'поставщики /2 кофе', вы требуете найти документы, в которых содержатся и слово 'поставщики' и слово 'кофе', причем расстояние между ними должно быть не более двух слов и они должны находиться в одном предложении. (Найдутся "поставщики колумбийского кофе", "поставщики кофе из Колумбии" и т.д.) Если порядок слов и расстояние точно известны, можно воспользоваться пунктуацией '/+n'. Так, например, задается поиск слов, стоящих подряд. Запрос 'синяя /+1 борода' означает, что слово 'борода' должно следовать непосредственно за словом 'синяя'. (К тому же результату приведет запрос "синяя борода") В общем виде ограничение по расстоянию задается при помощи пунктуации вида '/(n m)', где 'n' минимальное, а 'm' максимально допустимое расстояние. Отсюда следует, что запись '/n' эквивалентна '/(-n +n)', а запись '/+n' эквивалентна '/(+n +n)'. Запрос 'музыкальное /(-2 4) образование' означает, что 'музыкальное' должна находиться от 'образование' в интервале расстояний от 2 слов слева до 4 слов справа. Практически все знаки можно комбинировать с ограничением расстояния. Например, результатом поиска по запросу 'вакансии ~ /+1 студентов' будут документы, содержащие слово 'вакансии', причем в этих документах слово 'студентов' не следует непосредственно за словом 'вакансии'. Когда знаки ограничения по расстоянию стоят после двойных операторов, то употребленные там числа - это расстояние не в словах, а в предложениях. Расстояние в абзацах определяется аналогично расстоянию в словах. Запрос 'банк && /1 налоги' означает, что слово 'налоги' должно находиться в том же самом, либо в соседнем со словом 'банк' предложении. Скобки Вместо одного слова в запросе можно подставить целое выражение. Для этого его надо взять в скобки. Например, запрос '(история | технология | изготовление) /+1 (сыра | творога)' задает поиск документов, которые содержат любую из фраз 'история сыра', 'технология творога', 'изготовление сыра', 'история творога'. Поиск в зонах Можно искать информацию в "зонах" - заголовках (имя "зоны": Title), ссылках (имя "зоны": Anchor) и адресе (имя "зоны": Address). Синтаксис: $имя_зоны (поисковое выражение). Запрос '$title CompTek' ищет в заголовках документов слово 'CompTek'.Запрос '$anchor (CompTek | Dialogic)' находит документы, в cсылках внутри которых есть одно из слов 'CompTek' или 'Dialogic'. Поиск в определенных элементах Можно ограничить поиск информации списком серверов или наоборот исключить сервера из поиска (url). Можно также искать документы, содержащие ссылки на определенные URL (link), и файлы картинок (image). Если вы хотите работать не с конкретным URL (image), а со всеми, начинающимися с данной последовательности символов, используйте"*". Синтаксис: #имя_элемента="имя_файла (URL)". По запросу 'CompTek ~~ #url="www.comptek.ru*"' будут искаться упоминания компании 'CompTek' везде, кроме ее собственного сервера (www.comptek.ru). А запрос '#link="www.comptek.ru*"' покажет все документы, которые сослались на сервер компании. Запрос ' #image="tort*"' даст ссылки на документы с изображениями тортов (хотя, возможно, найдется и портрет черепахи Тортиллы). Можно также искать по ключевым словам (keywords), аннотациям (abstract) и подписям под изображениями (hint).Синтаксис: #имя_элемента=(поисковое выражение). Запросу '#keywords=(поисковая система) | #abstract=(поисковая система)' будут искаться все страницы, в meta тегах которых есть эти слова.По запросу '#hint=(кино)' будут найдены документы, содержащие изображение с такой подписью. Ранжирование результата поиска При поиске для каждого найденного документа Яндекс вычисляет величину релевантности (соответствия) содержания этого документа поисковому запросу. Список найденных документов перед выдачей пользователю сортируется по этой величине в порядке убывания. Релевантность документа зависит от ряда факторов, в том числе от частотных характеристик искомых слов, веса слова или выражения, близости искомых слов в тексте документа друг к другу и т.д. Пользователь может повлиять на порядок сортировки, используя операторы веса и уточнения запроса. Задание веса слова или выражения применяется для того, чтобы увеличить релевантность документов, cодержащих "взвешенное" выражение.Синтаксис: слово:число или (поисковое_выражение):число По запросу 'поисковые механизмы:5' будут найдены те же документы, что и по запросу 'поисковые механизмы'. Разница состоит в том, что наверху списка найденного окажутся документы, где чаще встречается именно слово 'механизмы'Запрос 'поисковые (механизмы | машины | аппараты):5 ' равнозначен запросу 'поисковые (механизмы:5 | машины:5 | аппараты:5)'. Задание уточняющего слова или выражения применяется для того, чтобы увеличить релеватность документов, cодержащих уточняющее выражение.Синтаксис: Т_{передачи}, и именно эта особенность лежит в процессе совмещения операций обработки и ввода/вывода. Синхронные и асинхронные ПУ. Синхронные ПУ - такие ПУ, в которых цикл подготовки очередного кванта информации начинается непосредственно после окончания цикла подготовки предыдущего кванта информации, т.о. длительность интервала между выдачей последовательных квантов информации является постоянной величиной. Асинхронные ПУ - такие ПУ, в которых подготовка следующего кванта информации начинается по завершению цикла передачи предыдущего, а длительность интервала между выдачей последовательных квантов информации определяется длительностью подготовки кванта, длительностью ожидания обслуживания со стороны КВВ и длительностью передачи. При совмещении операций обработки и ввода/вывода ПУ осуществляет подготовку информации независимо от работы ЦП, в связь между ПУ и ОЗУ устанавливается только для передачи подготовленных квантов информации на время Т_{передачи}. При программной реализации КВВ процессор должен иметь возможность переключаться на выполнение функций КВВ по сигналу о готовности ПУ. При аппаратной реализации КВВ процессор должен иметь возможность получать информацию от канала о ходе выполнения операций ввода/вывода и о её завершении. Взаимодействие КВВ и ЦП 2 механизма: механизм прерываний - процесс переключения ЦП с одной программы на другую по внешнему сигналу с сохранением информации для возобновления работы прерванной программы. Для этого существуют специальные регистры в памяти, в разряды которых в момент времени могут быть установлены единицы от внешних схем относительно ЦП. При выполнении команды процессор производит опрос состояний регистра, при наличии хотя бы одной единицы передаёт управление в заранее определённую ячейку памяти для выполнения обработки прерывания. Обработка прерываний - запоминание содержимого регистров ЦП в специально выделенной области памяти и загрузка этих регистров новой информацией для выполнения новой программы. механизм приостановок - необходим для организации параллельной работы ЦП и ПУ. Механизм приостановок - процесс, позволяющий КВВ передавать или получать информацию из ОЗУ без длительной операции обработки прерываний. Приостановки - занятие цикла ОЗУ, возникает в том случае, если к ОЗУ одновременно или попеременно обращаются ЦП и КВВ (ПУ). Т.К. ОЗУ занято постоянно, запрос ЦП не удовлетворяется, следовательно, работа ЦП приостанавливается на то время, которое необходимо для освобождения ОЗУ от обрабатываемого процесса. Максимальное время задержки равно полному циклу обновления ОЗУ, а среднее время задержки - половине этого цикла. Эти задержки снижают производительность ЦП, однако снижение значительно меньше, чем при прерываниях. При этом используется буферизация - для сокращения в КВВ числа прерываний и приостановок, т.е. используются специально выделенные буферные регистры, и принимаемые из ПУ байты информации до передачи в ОЗУ объединяются каналом в машинные слова - это уменьшает потери информации за счет увеличения допустимого времени ожидания при обращении к ОЗУ. Общая организация работы системы ввода/вывода

Преимущества параллельной работы ЦП и ПУ могут быть получены в том случае, если ЦП не простаивает из-за отсутствия информации, подлежащей обработке или из-за разного быстродействия КВВ и ЦП. Т.о. работа ЦП и пропускная способность СВВ должны быть сбалансированы. Должны быть сбалансированы такие режимы работы СВВ, которые обеспечивают постоянную работу ЦП. Чтобы ЦП не простаивал во время операций ввода/вывода, организуется опережающий ввод - процесс, когда подлежащая вводу информация разделяется на несколько блоков, а ввод осуществляется за несколько операций ввода, по завершению ввода кванта информации может быть реализована параллельная работа процессора и устройства ввода. Квант информации включает в себя саму программу обработки и часть данных. Может быть мультипрограммирование - наличие в ОЗУ нескольких независимых программ (программ, которые могут быть выполнены без использования данных, получаемых от другой программы). Эти программы находятся в очередях. При организации мультипрограммной работы сравнительно просто организовать параллельную работу ЦП и устройства ввода. При работе устройства вывода возникают трудности - они работают только последовательно. Системный вывод - процесс вывода информации в буферные области ОЗУ или ВЗУ с прямым доступом, отводимые для каждой задачи. Печать результатов происходит из этих областей по завершению этой программы параллельно с выполнением других программ. При мультипрограммном режиме любое свободное устройство начинает работать независимо от работы других устройств как только оно сможет быть использовано соответствующим участком программы, стоящим в очереди к этому устройству.

Интерфейс системной шины (7)

Шины материнской платы. Связь между всеми собственными устройствами материнской платы и устройствами, подключаемыми к ее слотам, выполняют шины материнской платы и логические микросхемы, управляющие передачей сигналов по этим шинам. От архитектуры этих элементов во многом зависит производительность компьютера. К сожалению во многих случаях именно шины материнской платы представляют «бутылочное горлышко», в котором замедляется циркуляция сигналов. Нет никакого смысла использовать высокопроизводительный процессор, оперативную память с малым временем доступа и дорогие высокопроизводительные жесткие диски, если шины материнской платы будут тормозить обмен сигналами между ними. Историческим достижением компьютеров формы IBM PC стало внедрение почти двадцать лет назад шины под названием ISA (IndustryStandartArchitecture). Она не только позволила связать все устройства системного блока между собой, но и обеспечила простейшее подключение новых устройств через стандартные разъемы (слоты). Несмотря на низкую пропускную способность, эта шина продолжает использоваться в компьютерах и по сегодняшний день, и хотя большинство устройств от нее уже «оторвали», разъемы ISA все еще можно найти даже на самых современных материнских платах. По мере развития производительности процессоров и увеличения оперативной памяти пропускной способности шины ISA стало не хватать. Тогда было принято решение о том, чтобы соединить процессор и оперативную память напрямую по отдельной специальной шине – ее назвали локальной шиной. Прочие устройства продолжали подключать к шине ISA. Устройство для которого в первую очередь недостаточно пропускной способности шины ISA, стал видеоадаптер. По мере улучшения качества компьютерной графики объемы передаваемых сигналов нарастали очень быстро, и для видеоадаптера выполнили специальную локальную шину –VLB (Video local bus). Этот «разрыв» видеокарты с шиной ISA произшел в эпоху компьютеров, работавших на базе процессоров Intel80486. Появление компьютеров на базе ItelPentium сопровождпалось радикальым изменением локальной шины. Новой локальной шиной стала шина PCI, способная работать с тактовой частотой 33 МГц. Далее история повторилась. Как когда-то в шину ISA врезали слоты для подключениядополнительных устройств, так теперь началось врезание слотов в локальную шину PCI. В компьютерах на базе процессоров Intel Pentium эта шина постепенно утратила значение локальной и стала приобретать черты основной. С переходом к прцессорам седьмого поколения (IntelPentium II, IntelCeleron, AMD-K6-2, IntelPentium III, IntelXeon), работающим на частотах в несколько сот мегагерц, шина PCI, работала на частоте 33 МГц, стала «узким местом». Современные модели материнских плат имеют несколько шинных архитектур: шину для связи процессора и оперативной памяти, шину AGP (усовершенствованный графический порт) для поключения видеоадаптера, шину PCI для подключения дополнительных устройств и шину ISA для устаревших устройств и устройств, которые не нуждаются в высокой скорости обмена данными. При выборе материнской платы всегда предварительно оценивают, сколько устройств к ней будет подключаться и какого типа они будут. В соответствии с этим выбирают и материнскую плату, имеющую, например, один слотAGP, три-пять слотов для подключения устройств к шине PCI и два-три слота для подключения устаревших устройств к шине ISA. Интерфейсы периферийных устройств Внутримашинный системный интерфейс - система связи и сопряжения узлов и блоков ЭВМ между собой - представляет собой совокупность электрических линий связи (проводов), схем сопряжения с компонентами компьютера, протоколов (алгоритмов) передачи и преобразования сигналов. Существует два варианта организации внутримашинного интерфейса: 1-многосвязный интерфейс: каждый блок ПК связан с прочими блоками своими локальными проводами; интерфейс применяется, как правило, только в простейших бытовых. 2-односвязный интерфейс: все блоки ПК связаны друг с другом через общую или системную шину. В подавляющем большинстве современных ПК в качестве системного интерфейса используется системная шина. Важнейшими функциональными характеристиками системной шины являются: 1-количество обслуживаемых ею устройств и пропускная способность, т.е. максимально возможная скорость передачи информации. Пропускная способность шины зависит от ее разрядности (есть шины 8-, 16-,32- и 64- разрядные) и тактовой частоты, на которой шина работает. В качестве системной шины в разных ПК использовались и могут использоваться: -шины расширений - шины общего назначения, позволяющие подключать большое числи самых разнообразных устройств; -локальные шины, специализирующиеся на обслуживании небольшого количества устройств определенного класса. Шины расширений Шина Multibus I имеет две модификации: PC/XT bus (PC extended Technology ) - ПК с расширенной техлогией ) и PC/AT bus (PC advanced technology - ПК с усовершенствованной технологией ). Шина PC XT bus - 8-раазрядная шина данных и 20-разрядная шина адреса, рассчитанная на тактовую частоту 4,77 МГц; имеет 3 линии для адаптерных прерываний и 3 канала для прямого доступа в память (каналы DMA - Direkt Memory Access). Шина адреса ограничивали адресное пространство микропроцессора величиной 1 Мбайт. Используется с МП 8086,8088 Шина PC At bus - 16 разрядная шина данных и 24-разрядная шина адреса, рабочая тактовая частота до 8 МГц , но может использоваться и МП с тактовой частотой 16 МГц ,так как контроллер шины может делить частоту пополам; имеет 7 линий для адаптерных прерываний и 4 канала DMA . Используется с МП 80286 Шина ISA (Industry Standard Architecture - архитектура промышленного стандарта) - 16-разрядная шина данных и 24-разрядная шина адреса, рабочая тактовая частота 16 МГц, но может использоваться и МП с тактовой частотой 50 МГц (коэффициент деления увеличен ): по сравнению с шинами PC/XT и PC /AT увеличено количество линий аппаратных прерываний с 7 до 15 и каналов прямого доступа к памяти DMA с 7 до 11. Благодаря 24-разрядной шине адреса адресное пространство увеличилось с 1 до 16 Мбайт. Теоретическая пропускная способность шины данных равна 16 Мбайт /с, но реально она ниже, около 3-5 Мбайт/с, ввиду ряда особенностей со использования. С появлением 32-разрядных высокоскоростных МП шина ISA стала существенным препятствием увеличения быстродействия ПК. Шина EISA (Extended ISA) - 32-разрядная шина данных и 32-разрядная шина адреса создана в 1989 ;. Адресное пространство шины 4 Гбайта, пропускная способность 33 Мбайт/с. причем скорость обмена по каналу МП - КЭШ - ОП определяется параметрами микросхем памяти, увеличено число разъемов расширений, (теоретически может подключаться до 15 устройств, практически до- 10). Улучшена система прерываний длина EISA обеспечивает автоматическое конфигурирование системы и управление DMA; полностью совместима с шина ISA(есть разъемы для подключения ISA), шина поддерживает многопроцессорную архитектуру вычислительных систем. Шина EISA весьма дорогая и применяется в скоростных ПК, сетевых серверах и рабочих станциях. Шина MCA (Micro Channel Architecture) - 32-разрядная шина, созданная фирмой IBM в 1987 г. для машин PC /2 , пропускная способность 76 Мбайт/с, рабочая частота 10-20 Мгц. По своим прочим характеристикам близка к шине EISA, но не совместима ни с ISA, ни с EISA. Поскольку ЭВМ PS/2 не получили широкого распространения, в первую очередь ввиду отсутствия наработанного обилия прикладных программ, шина МСА также используется не очень широко. Локальные шины Современные вычислительные системы характеризуются: -стремительным ростом быстродействия микропроцессоров (например, МП Pentium может выдавать данные со скоростью 528 Мбайт/с по 64-разрядной шине данных) и некоторых внешних устройств (так, для отображения цифрового полноэкранного видео с высоким качеством необходима пропускная способность 22 Мбайт/с ); -появлением программ, требующих выполнения большого количества интерфейсных операций (например, программы обработки графики в Windows, работа в среде Multimedia). В этих условиях пропускной способности шин расширения, обслуживающих одновременно несколько устройств, оказалось недостаточно для комфортной работы пользователей, ибо компьютеры стали подолгу "задумываться ". Разработчики интерфейсов пошли по пути создания локальных шин, подключаемых непосредственно к шине МП, работающих на тактовой частоте МП, (но не на внутренней рабочей его частоте) и обеспечивающих связь с некоторыми скоростными внешними по отношению к МП, устройствами: основной и внешней памятью, видеосистемами и др. Cейчас существуют два основных стандарта универсальных локальных шин: 1-Шина VLB (VESA Local Bus- локальная шина VESA) -разработана в 1992 г. Ассоциацией стандартов видеооборудования (VESA - Video Electronics Standards Association), поэтому часто ее называют тиной VESA. Шина VLB по существу, является расширением внутренней шины МП для связи с видеоадаптером и реже с винчестером, на подходе 64-разрядный вариант шины. Реальная скорость передачи данных по VLB -80 Мбайт /с (теоретически достижимая - 132 Мбайт /с). Недостатки шины: рассчитана на работу МП 80386, 80486, не адаптирована для процессоров Pentium, Pentium Pro, Power PC; жесткая зависимость от тактовой частоты МП (каждая шина VLB рассчитана только на конкретную частоту); малое количество подключаемых устройств - к шине VLB могут подключаться только четыре устройства; отсутствует арбитраж шины - могут быть конфликты между подключаемыми устройствами. 2-Шина PCI (Peripheral Component Interconnect - соединение внешних устройств)- разработана в 1993 г. фирмой Intel. Шина РСI является на много более универсальной, чем VLB. Имеет свой адаптер, позволяющий ей настраиваться на работу с любым МП: 80486, Pentium , Pentium Pro , Power PC и др., она позволяет подключать 10 устройств самой разной конфигурации с возможностью автоконфигурирования, имеет свой "арбитраж", средства управления передачей данных. Шина PCI пока еще весьма дорогая. Разрядность PCI - 32 бита с возможностью расширения до 64 бит, теоретическая пропускная способность 132 Мбайта/с (реальная вдвое ниже). Шина PCI хотя и является локальной, выполняет и многие функции шины расширения, в частности, шины расширения ISA, EISA, MCA (а она совместима сними) при наличии шины PCI подключаются не посредственно к МП (как это имеет место при использовании шины VLB) а к самой шине PCI (через интерфейс расширения). Следует иметь ввиду, что использование в ПК шин VLB и РСI возможно только при наличии соответствующей VLB - или PCI-материнской платы. Выпускаются материнские платы с мультишинной структурой, позволяющей использовать ISA/EISA, VLB и PCI, так называемые материнские платы с шиной VIP (по начальным буквам VLB , ISA и PCI ). Но в настоящее время платы с шинами VLB не производится и отмирает шина ISA, появились новые шины, такие как AGP, предназначенные для видеоадаптеров с высокой пропускной способностью или так называемые 3D ускорители.

Комплекс маркетинга (75).

Бизнес — это процесс, который превращает такой особый вид ресурсов, как знания, в экономические ценности. Цель бизнеса — создать потребителя, т.е. привлечь независимого внешнего субъекта, способного выбирать и готового заплатить за товар. Смотря изнутри, трудно выяснить, что заставляет покупателя платить. Необходимо посмотреть на бизнес снаружи. Сделав это, можно приступать к выбору направления движения и средств осуществления намеченного. Кроме того, бизнес — это сложная система, состояние которой зависит не только от того, что происходит внутри, но в большей степени от того, что происходит вокруг. Стратегический маркетинг помогает эффективно и сбалансировано использовать имеющиеся ресурсы компании с учетом изменений внешней среды. Центральным звеном стратегического маркетинга является потребность. Потребитель редко покупает то, что, по мнению производителя товара, ему продают. Платят не за товар, а за получение удовлетворения. Но никто не может изготовить и продать удовлетворение как таковое — в лучшем случае можно продать средства для его получения. Поэтому единственным критерием оценки эффективности стратегии является удовлетворенность потребителя. Эффективная стратегия маркетинга начинается с исследований. По оценкам западных экспертов бюджеты маркетинговых исследований за последние годы выросли в среднем в 3 — 4 раза. Это объективное требование, поскольку без точной, полной информации невозможно превращать имеющиеся в компании знания в экономические ценности. Маркетинговые исследования должны дать ответ на вопросы: «Кто покупает?», «Где покупают этот товар?», «Для чего покупается этот товар?» Это единственный способ достичь точного понимания, кого и как может обслуживать фирма, и какие потребности она удовлетворяет. Что должна изучать фирма? Прежде всего, потребителей. Необходимо понимать, что потребитель хочет, почему он это хочет, как часто он это хочет и как он это использует. Что еще нужно исследовать? Конечно, конкурентов. Для того чтобы вовремя отреагировать на их планы захватить вашу долю рынка. Поставщиков. Чтобы найти наиболее дешевые и качественные комплектующие изделия. Посредников. Чтобы большая доля рыночной маржи оставалась в вашем «кармане». Комплекс маркетинга представляет собой набор маркетинговых инструментов (4 P), которые используются компанией для решения маркетинговых задач на целевых рынках. Обычно весь инструментарий классифицируется по четырем направлениям: 1-продукт, 2-цена, 3-продвижение, 4-сбыт (товародвижение). Комплекс маркетинга — один из самых болезненных вопросов для многих фирм. Он требует много внимания, времени, средств. Самый гениальный комплекс маркетинга не может оставаться неизменным, вокруг фирмы и внутри ее постоянно происходят изменения, которые требуют другого ассортимента, новых цен и новой рекламы, смены посредников и поставщиков и т.п. Продвижение. Продвижение продукции и ценообразование можно назвать «скорой помощью» маркетинга. Изменить и то и другое можно быстро. Для этого достаточно принять соответствующее решение, подготовить необходимые документы, выделить бюджет и, практически, «низкий старт» удался. Но использование различных способов продвижения продукции будет эффективно только в том случае, если правильно определен целевой рынок, собрана и проанализирована информация о практике потребления и поведении представителей целевого рынка, произведен продукт, налажено взаимодействие с посредниками. В этих условиях можно приступать к планированию рекламы, использованию методов продвижения продукции и к РR - деятельности. Ошибки могут стоить очень дорого. Выбор средств рекламы должен быть адекватен вашим решениям о выборе целевого рынка и по другим аспектам комплекса маркетинга. Эффективность стратегии маркетинга во многом зависит от политики в области цен. Цены должны учитывать реальную себестоимость производства продукции, цены конкурентов и платежеспособность потребителя. Задачей системы ценообразования является максимизация прибыли фирмы. Эффективность стратегии маркетинга во многом зависит от того, как построена служба маркетинга на фирме, какие задачи, на каком уровне и как решаются. Задачи решаются специалистами, уровень подготовки специалистов - маркетологов очень важен. Иногда можно услышать такое определение маркетинга, что это наполовину искусство, наполовину реальность. Эффективность маркетинга зависит от информационного обеспечения: качество информации определяет во многом качество маркетинга. Функции маркетинга должны быть интегрированы с функциями других блоков и систем на фирме. Средств и методов контроля в мире управления существует великое множество. Но методы контроля маркетинга на фирме должны быть адекватны потребностям менеджмента в информации. Контрольные показатели должны быть четкими, измеримыми, легко прогнозируемыми. Все планы и программы маркетинга необходимо переводить в бюджетные формы с указанием четких сроков. В противном случае трудно будет определить эффективность и контролировать то, что происходит на фирме в области маркетинга. В чем заключается эффективность маркетинговой стратегии? Удовлетворенный потребитель. Если Вы знаете, что Ваш потребитель удовлетворен, и Вам говорят об этом объемы продаж, рост доли рынка, Вам говорят об этом Ваши же сотрудники, это значит, что Вы достигаете своих целей. Это значит, что каждый Ваш сотрудник решает свою задачу, находится на своем месте, и Ваши планы реалистичны.

Потребительская корзина (81)

Основные положения. Минимальный потребительский бюджет представляет собой расходы на приобретение набора потребительских товаров и услуг для удовлетворения основных физиологических и социально-культурных потребностей человека. Минимальный потребительский бюджет используется как социальный норматив для: прогнозирования изменений уровня жизни населения; усиления социальной защиты и поддержки наименее защищенных слоев населения; определения минимальных размеров заработной платы, пенсий, стипендий, пособий и других социальных выплат; разработки социальных программ помощи населению, формирования системы народнохозяйственных пропорций и приоритетов, обеспечивающих поэтапное приближение потребления граждан к научно обоснованному уровню. Минимальные потребительские бюджеты рассчитываются для различных социально-демографических групп населения: семьи из четырех человек; мужчины трудоспособного возраста; женщины трудоспособного возраста; молодой семьи с двумя детьми; молодой семьи с одним ребенком; семьи пенсионеров; мужчины-пенсионера; женщины-пенсионерки; студента; студентки; детей различного возраста. В качестве минимального потребительского бюджета в среднем на душу населения применяется среднедушевой минимальный потребительский бюджет семьи из четырех человек. Основой натурально-вещественной структуры минимальных потребительских бюджетов является система потребительских корзин. Потребительская корзина - это научно обоснованный сбалансированный набор товаров и услуг, удовлетворяющих конкретные функциональные потребности человека в определенные отрезки времени, исходя из конкретных условий и особенностей, сложившихся в республике. Потребительские корзины формируются по основным статьям расходов человека или семьи на: питание, включая хлеб и хлебопродукты, мясо и мясопродукты, молоко и молокопродукты, яйца, масло, рыбу и рыбопродукты, картофель, овощи, фрукты и ягоды, растительное масло и маргарин, сахар и кондитерские изделия, другие продукты; одежду, белье, обувь; лекарства, предметы санитарии и гигиены; мебель, предметы культурно-бытового и хозяйственного назначения; жилье и коммунальные услуги; культурно-просветительные мероприятия и отдых; бытовые услуги, транспорт, связь; содержание детей в дошкольных учреждениях, обязательные взносы и платежи. Структура и состав потребительских корзин пересматриваются с учетом социально-экономического развития республики и изменений в нормах потребления Министерством труда Республики Беларусь с участием профсоюзов, объединений потребителей и других общественных объединений не реже одного раза в 5 лет. Для стоимостной оценки потребительских корзин используются средние цены покупок товаров и услуг с учетом всех видов торговли: розничной, индивидуальной, торговли на колхозном рынке. В случае отсутствия товара в каком-либо виде торговли учитываются цены, по которым его можно приобрести в альтернативных видах торговли. Параметры минимальных потребительских бюджетов пересматриваются по мере необходимости с учетом роста потребительских цен, но не реже одного раза в квартал. При ежеквартальном пересмотре минимальных потребительских бюджетов для различных социально-демографических групп населения используются средние цены последнего месяца каждого квартала. Структуру и размеры минимальных потребительских бюджетов для различных социально-демографических групп населения утверждает ежеквартально Министерство труда по согласованию с Министерством статистики и анализа РБ и Министерством экономики. Данные о структуре и величине минимальных потребительских бюджетов и потребительских корзин публикуются в официальных изданиях республиканской и местной печати не позже одной недели со дня их утверждения. Методика расчета статей минимальных потребительских бюджетов Формирование минимальных потребительских бюджетов осуществляется с использованием нормативного и статистического методов. Нормативный метод предполагает, что профилирующие учреждения и организации на основании исследований определяют состав товаров и услуг, необходимых для удовлетворения основных физиологических и социально-культурных потребностей человека, разрабатывают нормы и нормативы потребления с учетом особенностей половозрастных групп населения. Статистический метод построения минимального потребительского бюджета основывается на анализе фактического потребления населением товаров (услуг) и соответствующей структуры денежных расходов населения, исходя из данных обследования домашних хозяйств. Формирование потребительских корзин начинается с определения набора продуктов питания, продовольственных товаров и услуг, разработанных по соответствующим нормам и нормативам.

Финансовая система РФ, гос. Кредит (83).

Понятие финансовой системы является развитием более общего понятия - финансы. Если финансы - это экономические отношения по поводу, то финансовая система - это совокупность органов и учреждений, форм и методов, сфер финансовых отношений, связанных с образованием и использованием централизованных и децентрализованных фондов денежных средств. Централизованные финансы используются для регулирования экономики и социальных отношений на макроуровне. Децентрализованные - на микроуровне, а сегодня уже и на макроуровне. Государственная бюджетная система построена в соответствии с законом РСФСР “Об основах бюджетного устройства и бюджетного процесса в РСФСР” от 10 октября 1991 г. В 1993 г. внебюджетных специальных фондов было 20: 4 социальных и остальные производственного назначения. Они имеют строго целевое назначение: социальные услуги населению, развитие отсталых и приоритетных направлений науки, техники, производства. Государственный кредит служит для покрытия дефицита госбюджета. Этой цели служат: госзаймы в 1993 г. государственный внутренний долг составил 16,1 трлн руб.; в 1995 г. - 159,3 трлн. руб.; на 1.01.1997 г. - 316 трлн. руб., ценные бумаги государственные краткосрочные облигации (ГКО) со сроком обращения три месяца; золотые сертификаты МФ со сроком обращения один год; шестимесячные и годовые государственные облигации; облигации федерального займа (ОФЗ); облигации государственного сберегательного займа (ОГСЗ). Методы организации финансов определяются степенью (силой) государственного вмешательства в экономику, хозяйственную жизнь.

Метод брутто - вся выручка идет в кассу государства. Государство финансирует затраты предприятий в соответствии со сметами затрат. Метод нетто - полностью централизовывалась только прибыль. В плановой экономике применяли хозрасчетный метод, который характеризовался: - оперативной самостоятельностью; - централизованным подчинением; - материальной заинтересованностью; - материальной ответственностью за результаты. Непроизводственная сфера при этом финансировалась за счет государственного бюджета. Различие между хозрасчетом и коммерческим расчетом состоит в различных формах собственности.

Государственный бюджет РФ (84).

Б
юджет – сводный план сбора доходов и использование полученных средств на покрытие расходов федеральных или местных органов государственной власти. Бюджет является важным рычагом воздействия на ход общественного воспроизводства и стимулирования экономического роста. Путем изменения уровня государственных расходов и налогообложения правительства могут регулировать объем совокупного спроса (величину) потребительских расходов), а тем самым влиять на колебания экономической конъюнктуры. Регулирующая роль бюджета рассматривается как план финансового хозяйства, который служит средством достижения экономической стабильности и выполняет функции в строенного бюджетного стабилизатора. Такое предназначение бюджетного механизма во многом зависит от источников, характера формирования его доходной части и направленности государственных расходов. Бюджет выступает также как основной инструмент социальной политики государства. С его помощью проводится широкомасштабное перераспределение доходов в целях достижения большей социальной справедливости. Как известно, население западных стран уплачивает сравнительно большие налоги, однако значительная их часть возвращается в виде трансфертных платежей, идущих на социальные нужды. Бюджетные затраты на социально-экономические потребности подразделяются на две большие группы. Первая группа касается собственно социальных нужд (затраты на пенсии, пособии, на здравоохранение, оборудование и т.д.). Вторая группа затрагивает непосредственно экономические расходы (на энергетику, жилищное строительство, коммунальное хозяйство, природные ресурсы, охрану окружающей среды, транспорт, связь, сельское хозяйство и т.д.). Существенная доля бюджетных средств на прямые и косвенные военные расходы, в том числе экономическую и военную помощь зарубежным странам, затраты на космические и иные исследования в военной области, пенсии и пособия бывшим военнослужащим. Федеральный бюджет России утверждается Государственной Думой и Федеральным Собранием – высшей законодательной властью страны. Правительство же готовит проект бюджета и отвечает за его исполнение. Оно организует (через министерство финансов и налоговую службу) сбор доходов и осуществление (через государственные службы) расходов по направлениям в размерах установленных в бюджете. Такое разделение прав и обязанностей между законодательной и исполнительной ветвями власти помогает поставить расходование средств налогоплательщиков под контроль высшей выборной власти и избежать бездумной или корыстной траты денег государственными чиновниками. Построение бюджета должно подчиняться бюджетному тождеству:

Трансферт – денежная сумма, передаваемая государством беднейшим гражданам для повышения их уровня жизни и формируемая за счет средств, изъятых с помощью налогов у более состоятельных граждан. Но управлять государственными финансами на основе этой формулы на самом деле крайне сложно: от правительства все время требуют новых и новых расходов. Требуют бедняки и пенсионеры, требуют отрасли находящиеся в кризисе, требуют музыканты, учителя, требует армия и т.д. И у каждого просителя свой резон, но ведь и финансовые ресурсы государства не бесконечны.

И если государство уступает этим просьбам, то, в конце концов, оно попадает в ситуацию, когда сумма обещанных расходов начинает превышать возможные доходы государства от налогообложения. Иными словами, левая часть уравнения оказывается больше, чем правая и бюджетное тождество превращается в неравенство:

Это означает, что государственный бюджет составлен с дефицитом. Бюджетный дефицит. В такой ситуации наша страна находится уже много лет. По расчетам экспертов, еще в 1987 г. размер дефицита государственного бюджета СССР достиг величины почти 9%. Возможно, дефицит государственного бюджета существовал и раньше, но это всегда было государственной тайной, и теперь уже правдивых данных не найти. Если же сравнить величину дефицита бюджета с его доходами, то мы обнаружим, что, скажем, в декабре 1993 г. дефицит госбюджета РФ составлял 16% к доходам бюджета, а в декабре 1994г. – уже 35%. Годовой бюджет на 1995г. был принят с дефицитом на уровне примерно 29%. Способы решения проблемы дефицита бюджета. Мировая практика знает четыре основных способа решения этой проблемы: сокращение бюджетных расходов; изыскание источников дополнительных доходов; выпуск необеспеченных денег для расхода; одалживание денег у граждан, банков, организаций, других государств и иностранных организаций. Сокращение бюджетных расходов. Этот путь преодоления бюджетного дефицита самый простой, а реально самый безболезненный. К началу 90-х годов доля государственных расходов в общей стоимости товаров и услуг, произведенных страной за год, составляла 60%. Даже после приватизации, освободившись от предприятий с титулами “планово-убыточные” доля госрасходов страны никак не опускается ниже 50% (хотя в развитых странах 40%), а причина в том, что государству достаются финансировать те нужды общества, которые больше никто финансировать не хочет или не может. Например “на шее” госбюджета висит почти вся сфера образования. В других странах значительная доля образовательных услуг оказывается за плату и немалую. Но в России для большинства граждан пока не по силам учить своих детей в школах и вузах за плату. Если государство в этой ситуации откажется поддерживать из госбюджета систему образования, то молодежь лишиться шансов на образование, а школьные и вузовские педагоги окажутся на улице в толпе безработных. По этому максимум того, что пока может себе позволить российское государство, - понемногу урезать различного рода социальные расходы и пособия. В результате чего государственные школы, больницы перестают получать деньги на ремонт своих помещений и приобретение новых книг и пособий, а многодетные семьи не могут купить малышам новую одежду. Нередко приходится сокращать расходы на армию, что ведет к увольнению в запас кадровых офицеров. Очевидно, что урезание социальных программ, пособий обычно ведет к росту напряженности в обществе и подрывает его политическую стабильность. Поэтому на такой шаг правительства идут в самую последнюю очередь – если не удается реализовать остальные три способа преодоления дефицита бюджета. Изыскание источников дополнительных доходов. Самый лучший способ – привлечение в бюджет дополнительных доходов. Однако, реально решить такую задачу крайне трудно. Конечно, можно пытаться повышать налоги или пошлины, но это путь опасный и ведет часто к сокращению налоговых доходов государства. Причин тому две: во-первых, люди теряют интерес к труду, если слишком большая доля их заработков отбирается государством; во-вторых, люди начинают прятать свои доходы от налогообложения. Выпуск (эмиссия) необеспеченных денег. Самый легкий и самый опасный способ затыкания дыр в бюджете – выпуск государством денег сверх реальных потребностей экономики. Этот способ на время снимает боль и тревогу, но затем порождает еще худшую экономическую ситуацию. Причина проста – общенациональный рынок, немедленно определяет истинную цену этим деньгам. На их появление он реагирует скачком цен или исчезновением товаров с прилавка. Также известно, расходы бюджета возрастают быстрее, чем суммы налоговых поступлений, зависящие от инфляционного роста доходов налогоплательщиков. Дело в том, что расходы нужно осуществлять сегодня и по нынешним ценам, а налоги берутся с доходов вчерашних, при старом уровне цен. В итоге дефицит не сокращается, а возрастает. Одалживание денег. Государство при н
ехватке денег может одолжить их и получится тождество.

У кого же государство может взять деньги взаймы? Прежде всего у собственного, то есть государственного банка. Но изымая деньги из Центрального банка, государство теряет те доходы, которые оно как владелец этого банка могло бы получить. По этому оказывается выгоднее одолжить деньги у граждан и организаций страны. Формы такого одалживания могут быть самыми разными, но чаще это делается путем продажи государственных ценных бумаг. Государственные ценные бумаги – обязательства государства вернуть одолженную сумму плюс проценты за использование этих денег. Одалживание денег, решает одну проблему и немедленно рождает другую проблему иную – необходимость завтра добыть деньги для расплаты по долгам. Заимствование денег рождает государственный долг. Государственный долг – сумма ссуд, взятых государственными органами и еще не возвращенных кредиторам. Государственный долг бывает двух видов:

внутренний – перед гражданами, банками и фирмами своей страны; внешний – перед правительствами, международными банками и финансовыми организациями предоставившим деньги взаем на основе правительственных соглашений. Большинство стран мира сегодня живет с большим государственным долгом. Впрочем, при разумном ведении дел большой государственный долг не разрушает экономику страны и не приводит к острым социально – политическим конфликтам. Иное дело, если привлеченные в долг деньги используются неразумно. Тогда обслуживание государственного долга повисает на бюджете тяжким грузом и государство оказывается перед нелегким выбором: либо прекратить погашение долга “заморозить” его до лучших времен; либо для погашения долга сокращать расходы на социальные программы и поддержку национальной экономики. Очевидно, что любая из этих путей не сулит радости ни руководству страны, ни гражданам. Предотвращение таких ситуаций может только проведение очень тщательно продуманной и последовательной государственной финансовой политики.

Предмет и метод бухгалтерского учета (87).

Предметом б/у яв-ся хоз деятельность предприятия. В более конкретном значении она состоит из множества объектов, которые можно объединить в две группы. 1-объекты, составляющие хоз деятельность: хоз процессы и их результаты; 2-объекты, обеспечивающие хоз деятельность: хоз ср-ва и источники хоз средств. Источники хоз средств в таблице. Основные средства – это средства производства, которые используются в хоз деят-ти длительное время (более года) (долгосрочность) не изменяя физич формы, переносящие свою стоимость на себестоимость ГП по частям, по мере износа, в течении всего нормативного срока службы в виде амортизируемых отчислений. Себестоимость – все затраты на производство продукции. Сущность амортизационных отчислений – средства на обновление оборудования (здания, сооружения, машины, оборуд, транспортные ср-ва) нематериальные активы – объекты не имеющие материально-вещественной формы, использующиеся длительное время для производства или управления, способные переносить доход (значит они амортизируются) (патенты, лицензии, авторские права,репутация фирмы, ноу-хау, товарные знаки, торговые марки). Нематериальные активы нельзя потрогать, лицензия – право №, а бумагу можно, БД – носитель винчестер… Вложения во внебюджетные активы – это приобритение за плату по бартеру или создание ВОА (вложения в строит, в БД): - то из чего производится; - то, что произведено – готово к продаже; - п/ф можно продать, а НП нужно доработать. П/Ф – сухое молоко, тесто, фарш; нет п/ф – виноводочное пр-во; - товаря, приобритенные для перепродажи, а ГП сами производства; п/ф собств пр-ва – либо товар, либо сырье или мат-лы. Финансовые вложения – это вложения в уставн капитал других предпр, ЦБ различного рода, займы др предпр (вложение денег с надеждой получить больше) Уставный капитал – первоначальн, стартовый капитал, необходимый для учреждения предпр, образуемый в виде вкладов собственников (в денежн форме, в виде арендуемого помещения, сырья, сделаны в любом виде, размер строго регламентируется для ОО, АО = 1 минимальный % оплаты труда). Резервный капитал – образуется в законодательно установленном порядке за счет прибыли для выплаты дивидендов по привелигированным акциям при недостаточн для этой цели прибыли, а также другие цели, предусмотренные законом (предприятие получило убыток и он покрывается его резервн капиталом). Добавочный капитал – может формироваться за счет 2 источников: 1- переоценка основных средств

Виды учета (88-89).

Семиуровневая модель сетевой архитектуры (OSI) (9)

При объединении компьютерных сетей очень важную роль играют процессы взаимодействия устройств и программ, созданных разными компаниями, поэтому для обеспечения надежной работы таких систем требуется набор стандартов или хотя бы рекомендаций, описывающих способы обмена информацией, протоколы и т.п. Одним из важнейших стандартов для сетей является эталонная семиуровневая модель OSI.

Модель OSI Обмен информацией между компьютерами разных платформ является весьма сложной задачей. В начале 80-х годов Международный комитет по стандартизации (ISO) счел необходимым разработать модель, способную помочь разработчикам программ и оборудования организовать бесперепятственный обмен информацией между различными системами. Реализацией этого проекта явилась разработанная в 1984 году семиуровневая модель сетевой архитектуры OSI. Модель OSI очень быстро завоевала популярность и стала основной архитектурной моделью при решении вопросов обмена информацией между компьютерными системами. Несмотря на существование других моделей такого рода (они, в основном, запатентованы), большинство производителей сетевой продукции использует модель OSI при описании своих изделий и в процессе обучения пользователей. Таким образом, модель OSI стала надежным инструментом изучения сетевых технологий. Иерархический обмен данными Модель OSI делит проблему передачи информации между компьютерами в сети на семь более мелких и управляемых задач (уровней). Деление было произведено с учетом самодостаточности каждого уровня, обеспечивающей возможность решения задач на каждом уровне, практически не затрагивая других уровней модели. Каждая из семи задач в процессе обмена информацией решается на отдельном уровне (layer) модели. В большинстве систем реализованы все 7 уровней модели, однако для упрощения в некоторых реализациях тот или иной уровень опускается. Два нижних уровня модели OSI реализуются на аппаратном уровне (оборудование), пять верхних - в большинстве случаев программными средствами. Модель OSI описывает процесс передачи информации между прикладными программами через сеть. Приложение на одном компьютере передает данные, а программа, работающая на другом компьютере, подключенном к сети, принимает эти данные. По мере прохождения с верхнего уровня (прикладная программа) к нижним (среда передачи информации) данные преобразуются из понятного человеку языка (текст или графика на экране) в поток двоичной информации (нули и единицы), передаваемой через сетевую среду. На рисунке проиллюстрировано взаимодействие приложения на компьютере А с программой на компьютере B через сеть с использованием модели OSI.

Программа на компьютере А взаимодействует с уровнем 7 (верхний уровень), тот, в свою очередь, с уровнем 6 и так далее, до уровня 1. На этом уровне информация передается в сетевую среду. После передачи через сетевую среду информация попадает на уровень 1 компьютера B и последовательно передается на верхние уровни, пока не достигнет прикладной программы на этом компьютере. Несмотря на то, что каждый уровень на компьютере А взаимодействует лишь с соседним уровнем на этом же компьютере, его реальной задачей является передача информации на одноименный уровень компьютера B (с уровня 1-А на уровень 1-B, 2-A - 2-B и т.д.). Такое взаимодействие между одноименными уровнями разных систем требуется по той причине, что каждый уровень должен выполнять свои определенные задачи. Выполнение этих задач возможно при взаимодействии одноименных уровней разных систем. В реальной сети прямого взаимодействия между одноименными уровнями разных систем не происходит. Вместо этого каждый уровень (за исключением крайних) системы передает информацию (взаимодействует) соседнему (сверху или снизу, в зависимости от направления передачи данных) уровню той же системы. Каждый уровень пользуется услугами нижележащего и предоставляет свои услуги вышележащему уровню. Взаимодействие между соседними уровнями показано на рисунке.

Предположим, что уровень 5 системы А должен взаимодействовать с аналогичным уровнем системы В. Для того, чтобы сделать это уровень 5-А должен сначала передать информацию на уровень 4-А (использовать сервис уровня 4). Уровень 4, в свою очередь, является пользователем услуг уровня 3 (последний в этом случае выступает в качестве поставщика услуг). Услуги для вышележащего уровня обеспечиваются в точках доступа к сервису (service access point - SAP), которые являются просто местом передачи запросов вышележащего уровня нижележащему. Как показано на рисунке, уровень N может являться поставщиком услуг для нескольких потребителей уровня N+1.

Форматы передачи информации

Эталонная модель OSI

Для представления сетевых протоколов и систем обычно используется эталонная модель OSI (Open System Interconnect), разработанная международным комитетом по стандартизации ISO (International Organization for Standardization). Стек протоколов представляется в виде 7-уровневой структуры, показанной на рисунке.

Компьютер 1	Обмен данными	Компьютер 2
Прикладной v		Прикладной v
^ Представление v		^ Представление v
^  Сеансовый  v		^  Сеансовый  v
^ Транспортный v		^ Транспортный v
^ Сетевой v		^ Сетевой v
^  Канальный  v		^  Канальный  v
^  Физический v	Среда передачи	^  Физический v
^  v ----------------===		^  v  ==----------------

В рамках модели OSI взаимодествие двух систем представляется фактически в виде двух моделей - горизонтальной и вертикальной:

в рамках горизонтальной модели рассматривается прямое взаимодействие (обмен данными) одинаковых уровней в двух конечных точках (хостах); для организации такого взаимодействия в каждой из конечных точек должны поддерживаться одинаковые протоколы для данного уровня;

в вертикальной модели рассматривается обмен информацией (взаимодействие) между соседними уровнями одной системы с использованием интерфейсов API; в этой модели каждый уровень может предоставлять свои услуги вышележащему уровню и пользоваться услугами нижележащего уровня (крайние уровни модели в этом смысле представляют исключение - прикладной уровень предоставляет свои услуги пользователю, а сетевой уровень не пользуется сервисом других уровней)

Физический уровень Physical Layer	Физический уровень отвечает за подключение к физической среде передачи (медь, оптика. радио). Этот уровень получает кадры данных от канального уровня и преобразует их в оптические или электрические сигналы, соответствующие значениям битов в потоке данных. Эти сигналы посылаются через среду передачи на приемный узел. На физическом уровне определяются свойства среды передачи, включая: типы кабелей и разъемов разводку контактов в разъемах схему кодирования сигналов для значений 0 и 1 (модуляция)	К числу наиболее распространенных спецификаций физического уровня относятся: EIA-RS-232-C, CCITT V.24/V.28 - механические/электрические характеристики несбалансированного последовательного интерфейса. EIA-RS-422/449, CCITT V.10 - механические, электрические и оптические характеристики сбалансированного последовательного интерфейса. IEEE 802.3 -- CSMA/CD (Ethernet) IEEE 802.5 -- Token Ring
Канальный уровень Data Link Layer	Канальный уровень обеспечивает формирование, передачу и прием кадров данных. Этот уровень обслуживает запросы сетевого уровня и использует сервис физического уровня для приема и передачи пакетов. Спецификации IEEE 802.x делят канальный уровень на два подуровня: управление логическим каналом (LLC) и управление доступом к среде (MAC). LLC обеспечивает обслуживание сетевого уровня, а подуровень MAC регулирует доступ к разделяемой физической среде.	Наиболее часто на канальном уровне используются протоколы: HDLC для последовательных соединений IEEE 802.2 LLC (тип I и тип II) обеспечивают управление доступом (MAC) для сред 802.x Ethernet Token Ring FDDI X.25 Frame relay PPP
Сетевой уровень Network Layer	Сетевой уровень отвечает за деление пользователей на группы (адресацию) и управление сетью. На этом уровне происходит маршрутизация пакетов на основе преобразования MAC-адресов в сетевые адреса. Сетевой уровень обеспечивает передачу пакетов на транспортный уровень.	Наиболее часто на сетевом уровне используются протоколы: IP - протокол Internet IPX - протокол межсетевого обмена X.25 (частично этот протокол реализован на уровне 2) CLNP - сетевой протокол без организации соединений
Транспортный уровень Transport Layer	Транспортный уровень определяет протоколы обмена сообщениями и обеспечивает сквозное управление потоколм данных через сеть.	Наиболее распространенные протоколы транспортного уровня включают: TCP - протокол управления передачей NCP - Netware Core Protocol SPX - упорядоченный обмен пакетами TP4 - протокол передачи класса 4
Сеансовый уровень Session Layer	Сеансовый уровень отвечает за организацию и поддержку соединений между сессиями, администрирование и безопасность сети.
Уровень представления Presentation Layer	Уровень представления отвечает за возможность диалога между приложениями на разных машинах. Этот уровень обеспечивает преобразование данных (кодирование, компрессия и т.п.) прикладного уровня в поток информации для транспортного уровня.	На уровне представляения вам наиболее часто будут встречаться протоколы: DNS LDAP NetBIOS/IP
Прикладной уровень Application Layer	Прикладной уровень отвечает за доступ приложений в сеть. Задачами этого уровня является копирование файлов, обмен почтовыми сообщениями и управление сетью.	К числу наиболее распространенных протоколов прикладного уровня относятся: FTP - протокол копирования файлов TFTP - упрощенный протокол копирования файлов X.400 - электронная почта Telnet - удаленный доступ в сеть SMTP - простой протокол почтового обмена CMIP - общий протокол управления информацией SNMP - простой протокол управления сетью NFS - сетевая файловая система FTAM - метод доступа для копирования файлов

Модели представления данных в БД: реляционные, иерархические, сетевые. (16)

Существует большое разнообразие сложных типов данных, но исследования, проведенные на большом практическом материале, показали, что среди них можно выделить несколько наиболее общих. Обобщенные структуры называют также моделями данных, т.к. они отражают представление пользователя о данных реального мира.

Любая модель данных должна содержать три компоненты:

структура данных - описывает точку зрения пользователя на представление данных.

набор допустимых операций, выполняемых на структуре данных. Модель данных предполагает, как минимум, наличие языка определения данных (ЯОД), описывающего структуру их хранения, и языка манипулирования данными (ЯМД), включающего операции извлечения и модификации данных.

ограничения целостности - механизм поддержания соответствия данных предметной области на основе формально описанных правил.

Иерархические системы

Типичным представителем (наиболее известным и распространенным) является Information Management System (IMS) фирмы IBM. Первая версия появилась в 1968 г. До сих пор поддерживается много баз данных, что создает существенные проблемы с переходом как на новую технологию БД, так и на новую технику.

Иерархические структуры данных

Иерархическая БД состоит из упорядоченного набора деревьев; более точно, из упорядоченного набора нескольких экземпляров одного типа дерева. Тип дерева состоит из одного "корневого" типа записи и упорядоченного набора из нуля или более типов поддеревьев (каждое из которых является некоторым типом дерева). Тип дерева в целом представляет собой иерархически организованный набор типов записи.

Пример типа дерева (схемы иерархической БД):

Здесь Отдел является предком для Начальник и Сотрудники, а Начальник и Сотрудники - потомки Отдел. Между типами записи поддерживаются связи. База данных с такой схемой могла бы выглядеть следующим образом (мы показываем один экземпляр дерева):

Все экземпляры данного типа потомка с общим экземпляром типа предка называются близнецами. Для БД определен полный порядок обхода - сверху-вниз, слева-направо. В IMS использовалась оригинальная и нестандартная терминология: "сегмент" вместо "запись", а под "записью БД" понималось все дерево сегментов.

Манипулирование данными

Примерами типичных операторов манипулирования иерархически организованными данными могут быть следующие:

Найти указанное дерево БД (например, отдел 310);

Перейти от одного дерева к другому;

Перейти от одной записи к другой внутри дерева (например, от отдела - к первому сотруднику);

Перейти от одной записи к другой в порядке обхода иерархии;

Вставить новую запись в указанную позицию;

Удалить текущую запись.

Ограничения целостности

Автоматически поддерживается целостность ссылок между предками и потомками. Основное правило: никакой потомок не может существовать без своего родителя. Заметим, что аналогичное поддержание целостности по ссылкам между записями, не входящими в одну иерархию, не поддерживается (примером такой "внешней" ссылки может быть содержимое поля Каф_Номер в экземпляре типа записи Куратор). В иерархических системах поддерживалась некоторая форма представлений БД на основе ограничения иерархии. Примером представления приведенной выше БД может быть иерархия

Сетевые системы

Типичным представителем является Integrated Database Management System (IDMS) компании Cullinet Software, Inc., предназначенная для использования на машинах основного класса фирмы IBM под управлением большинства операционных систем. Архитектура системы основана на предложениях Data Base Task Group (DBTG) Комитета по языкам программирования Conference on Data Systems Languages (CODASYL), организации, ответственной за определение языка программирования Кобол. Отчет DBTG был опубликован в 1971 г., а в 70-х годах появилось несколько систем, среди которых IDMS.

Сетевые структуры данных

Сетевой подход к организации данных является расширением иерархического. В иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка; в сетевой структуре данных потомок может иметь любое число предков. Сетевая БД состоит из набора записей и набора связей между этими записями, а если говорить более точно, из набора экземпляров каждого типа из заданного в схеме БД набора типов записи и набора экземпляров каждого типа из заданного набора типов связи. Тип связи определяется для двух типов записи: предка и потомка. Экземпляр типа связи состоит из одного экземпляра типа записи предка и упорядоченного набора экземпляров типа записи потомка. Для данного типа связи L с типом записи предка P и типом записи потомка C должны выполняться следующие два условия:

Каждый экземпляр типа P является предком только в одном экземпляре L;

Каждый экземпляр C является потомком не более, чем в одном экземпляре L.

На формирование типов связи не накладываются особые ограничения; возможны, например, следующие ситуации:

Тип записи потомка в одном типе связи L1 может быть типом записи предка в другом типе связи L2 (как в иерархии).

Данный тип записи P может быть типом записи предка в любом числе типов связи.

Данный тип записи P может быть типом записи потомка в любом числе типов связи.

Может существовать любое число типов связи с одним и тем же типом записи предка и одним и тем же типом записи потомка; и если L1 и L2 - два типа связи с одним и тем же типом записи предка P и одним и тем же типом записи потомка C, то правила, по которым образуется родство, в разных связях могут различаться.

Типы записи X и Y могут быть предком и потомком в одной связи и потомком и предком - в другой.

Предок и потомок могут быть одного типа записи.

Простой пример сетевой схемы БД:

Манипулирование данными

Примерный набор операций может быть следующим:

Найти конкретную запись в наборе однотипных записей (инженера Сидорова);

Перейти от предка к первому потомку по некоторой связи (к первому сотруднику отдела 310);

Перейти к следующему потомку в некоторой связи (от Сидорова к Иванову);

Перейти от потомка к предку по некоторой связи (найти отдел Сидорова);

Создать новую запись;

Уничтожить запись;

Модифицировать запись;

Включить в связь;

Исключить из связи;

Переставить в другую связь и т.д.

Ограничения целостности

В принципе их поддержание не требуется, но иногда требуют целостности по ссылкам (как в иерархической модели).

Базовые понятия реляционных баз данных

Основными понятиями реляционных баз данных являются тип данных, домен, атрибут, кортеж, первичный ключ и отношение. Для начала покажем смысл этих понятий на примере отношения СОТРУДНИКИ, содержащего информацию о сотрудниках некоторой организации:

Тип данных

Понятие тип данных в реляционной модели данных полностью адекватно понятию типа данных в языках программирования. Обычно в современных реляционных БД допускается хранение символьных, числовых данных, битовых строк, специализированных числовых данных (таких как "деньги"), а также специальных "темпоральных" данных (дата, время, временной интервал). Достаточно активно развивается подход к расширению возможностей реляционных систем абстрактными типами данных (соответствующими возможностями обладают, например, системы семейства Ingres/Postgres). В нашем примере мы имеем дело с данными трех типов: строки символов, целые числа и "деньги".

Домен

Понятие домена более специфично для баз данных, хотя и имеет некоторые аналогии с подтипами в некоторых языках программирования. В самом общем виде домен определяется заданием некоторого базового типа данных, к которому относятся элементы домена, и произвольного логического выражения, применяемого к элементу типа данных. Если вычисление этого логического выражения дает результат "истина", то элемент данных является элементом домена. Наиболее правильной интуитивной трактовкой понятия домена является понимание домена как допустимого потенциального множества значений данного типа. Например, домен "Имена" в нашем примере определен на базовом типе строк символов, но в число его значений могут входить только те строки, которые могут изображать имя (в частности, такие строки не могут начинаться с мягкого знака). Следует отметить также семантическую нагрузку понятия домена: данные считаются сравнимыми только в том случае, когда они относятся к одному домену. В нашем примере значения доменов "Номера пропусков" и "Номера групп" относятся к типу целых чисел, но не являются сравнимыми. Заметим, что в большинстве реляционных СУБД понятие домена не используется, хотя в Oracle V.7 оно уже поддерживается.

Схема отношения, схема базы данных

Схема отношения - это именованное множество пар {имя атрибута, имя домена (или типа, если понятие домена не поддерживается)}. Степень или "арность" схемы отношения - мощность этого множества. Степень отношения СОТРУДНИКИ равна четырем, то есть оно является 4-арным. Если все атрибуты одного отношения определены на разных доменах, осмысленно использовать для именования атрибутов имена соответствующих доменов (не забывая, конечно, о том, что это является всего лишь удобным способом именования и не устраняет различия между понятиями домена и атрибута). Схема БД (в структурном смысле) - это набор именованных схем отношений.

Кортеж, отношение

Кортеж, соответствующий данной схеме отношения, - это множество пар {имя атрибута, значение}, которое содержит одно вхождение каждого имени атрибута, принадлежащего схеме отношения. "Значение" является допустимым значением домена данного атрибута (или типа данных, если понятие домена не поддерживается). Тем самым, степень или "арность" кортежа, т.е. число элементов в нем, совпадает с "арностью" соответствующей схемы отношения. Попросту говоря, кортеж - это набор именованных значений заданного типа. Отношение - это множество кортежей, соответствующих одной схеме отношения. Иногда, чтобы не путаться, говорят "отношение-схема" и "отношение-экземпляр", иногда схему отношения называют заголовком отношения, а отношение как набор кортежей - телом отношения. На самом деле, понятие схемы отношения ближе всего к понятию структурного типа данных в языках программирования. Было бы вполне логично разрешать отдельно определять схему отношения, а затем одно или несколько отношений с данной схемой. Однако в реляционных базах данных это не принято. Имя схемы отношения в таких базах данных всегда совпадает с именем соответствующего отношения-экземпляра. В классических реляционных базах данных после определения схемы базы данных изменяются только отношения-экземпляры. В них могут появляться новые и удаляться или модифицироваться существующие кортежи. Однако во многих реализациях допускается и изменение схемы базы данных: определение новых и изменение существующих схем отношения. Это принято называть эволюцией схемы базы данных. Обычным житейским представлением отношения является таблица, заголовком которой является схема отношения, а строками - кортежи отношения-экземпляра; в этом случае имена атрибутов именуют столбцы этой таблицы. Поэтому иногда говорят "столбец таблицы", имея в виду "атрибут отношения". Когда мы перейдем к рассмотрению практических вопросов организации реляционных баз данных и средств управления, мы будем использовать эту житейскую терминологию. Этой терминологии придерживаются в большинстве коммерческих реляционных СУБД. Реляционная база данных - это набор отношений, имена которых совпадают с именами схем отношений в схеме БД. Как видно, основные структурные понятия реляционной модели данных (если не считать понятия домена) имеют очень простую интуитивную интерпретацию, хотя в теории реляционных БД все они определяются абсолютно формально и точно.

Основные принципы ООП: инкапсуляция, полиморфизм, наследование. (12)

Все языки OOP, включая С++, основаны на трёх основополагающих концепциях, называемых инкапсуляцией, полиморфизмом и наследованием. Рассмотрим эти концепции.

Инкапсуляция

Инкапсуляция (encapsulation) - это механизм, который объединяет данные и код, манипулирующий зтими данными, а также защищает и то, и другое от внешнего вмешательства или неправильного использования. В объектно-ориентированном программировании код и данные могут быть объединены вместе; в этом случае говорят, что создаётся так называемый "чёрный ящик". Когда коды и данные объединяются таким способом, создаётся объект (object). Другими словами, объект - это то, что поддерживает инкапсуляцию. Внутри объекта коды и данные могут быть закрытыми (private). Закрытые коды или данные доступны только для других частей этого объекта. Таким образом, закрытые коды и данные недоступны для тех частей программы, которые существуют вне объекта. Если коды и данные являются открытыми, то, несмотря на то, что они заданы внутри объекта, они доступны и для других частей программы. Характерной является ситуация, когда открытая часть объекта используется для того, чтобы обеспечить контролируемый интерфейс закрытых элементов объекта. На самом деле объект является переменной определённого пользователем типа. Может показаться странным, что объект, который объединяет коды и данные, можно рассматривать как переменную. Однако применительно к объектно-ориентированному программированию это именно так. Каждый элемент данных такого типа является составной переменной.

Полиморфизм

Полиморфизм (polymorphism) (от греческого polymorphos) - это свойство, которое позволяет одно и то же имя использовать для решения двух или более схожих, но технически разных задач. Целью полиморфизма, применительно к объектно-ориентированному программированию, является использование одного имени для задания общих для класса действий. Выполнение каждого конкретного действия будет определяться типом данных. Например для языка Си, в котором полиморфизм поддерживается недостаточно, нахождение абсолютной величины числа требует трёх различных функций: abs(), labs() и fabs(). Эти функции подсчитывают и возвращают абсолютную величину целых, длинных целых и чисел с плавающей точкой соответственно. В С++ каждая из этих функций может быть названа abs(). Тип данных, который используется при вызове функции, определяет, какая конкретная версия функции действительно выполняется. В С++ можно использовать одно имя функции для множества различных действий. Это называется перегрузкой функций (function overloading). В более общем смысле, концепцией полиморфизма является идея "один интерфейс, множество методов". Это означает, что можно создать общий интерфейс для группы близких по смыслу действий. Преимуществом полиморфизма является то, что он помогает мнижать сложность программ, разрешая использование того же интерфейса для задания единого класса действий. Выбор же конкретного действия, в зависимости от ситуации, возлагается на компилятор. Вам, как программисту, не нужно делать этот выбор самому. Нужно только помнить и использовать общий интерфейс. Пример из предыдущего абзаца показывает, как, имея три имени для функции определения абсолютной величины числа вместо одного, обычная задача становится более сложной, чем это действительно необходимо. Полиморфизм может применяться также и к операторам. Фактически во всех языках программирования ограниченно применяется полиморфизм, например, в арифметических операторах. Так, в Си, символ + используется для складывания целых, длинных целых, символьных переменных и чисел с плавающей точкой. В этом случае компилятор автоматически определяет, какой тип арифметики требуется. В С++ вы можете применить эту концепцию и к другим, заданным вами, типам данных. Такой тип полиморфизма называется перегрузкой операторов (operator overloading). Ключевым в понимании полиморфизма является то, что он позволяет вам манипулировать объектами различной степени сложности путём создания общего для них стандартного интерфейса для реализации похожих действий.

Наследование

Наследование (inheritance) - это процесс, посредством которого один объект может приобретать свойства другого. Точнее, объект может наследовать основные свойства другого объекта и добавлять к ним черты, характерные только для него. Наследование является важным, поскольку оно позволяет поддерживать концепцию иерархии классов (hierarchical classification). Применение иерархии классов делает управляемыми большие потоки информации. Например, подумайте об описании жилого дома. Дом - это часть общего класса, называемого строением. С другой стороны, строение - это часть более общего класса - конструкции, который является частью ещё более общего класса объектов, который можно назвать созданием рук человека. В каждом случае порождённый класс наследует все, связанные с родителем, качества и добавляет к ним свои собственные определяющие характеристики. Без использования иерархии классов, для каждого объекта пришлось бы задать все характеристики, которые бы исчерпывающи его определяли. Однако при использовании наследования можно описать объект путём определения того общего класса (или классов), к которому он относится, с теми специальными чертами, которые делают объект уникальным. Наследование играет очень важную роль в OOP.

Распределенные БД. Однородные и разнородные БД. Технология клиент-сервер. (18)

Распределенные базы данных

Основная задача систем управления распределенными базами данных состоит в обеспечении средства интеграции локальных баз данных, располагающихся в некоторых узлах вычислительной сети, с тем, чтобы пользователь, работающий в любом узле сети, имел доступ ко всем этим базам данных как к единой базе данных. При этом должны обеспечиваться: простота использования системы; возможности автономного функционирования при нарушениях связности сети или при административных потребностях; высокая степень эффективности.

Разновидности распределенных систем

Возможны однородные и неоднородные распределенные базы данных. В однородном случае каждая локальная база данных управляется одной и той же СУБД. В неоднородной системе локальные базы данных могут относиться даже к разным моделям данных. Сетевая интеграция неоднородных баз данных - это актуальная, но очень сложная проблема. Многие решения известны на теоретическом уровне, но пока не удается справиться с главной проблемой - недостаточной эффективностью интегрированных систем. Заметим, что более успешно практически решается промежуточная задача - интеграция неоднородных SQL-ориентированных систем. Понятно, что этому в большой степени способствует стандартизация языка SQL и общее следование производителей СУБД принципам открытых систем.

Архитектура "клиент-сервер"

Применительно к системам баз данных архитектура "клиент-сервер" интересна и актуальна главным образом потому, что обеспечивает простое и относительно дешевое решение проблемы коллективного доступа к базам данных в локальной сети. В некотором роде системы баз данных, основанные на архитектуре "клиент-сервер", являются приближением к распределенным системам баз данных, конечно, существенно упрощенным приближением, но зато не требующим решения основного набора проблем действительно распределенных баз данных.

Клиенты и серверы локальных сетей

В основе широкого распространения локальных сетей компьютеров лежит известная идея разделения ресурсов. Высокая пропускная способность локальных сетей обеспечивает эффективный доступ из одного узла локальной сети к ресурсам, находящимся в других узлах.

Развитие этой идеи приводит к функциональному выделению компонентов сети: разумно иметь не только доступ к ресурсами удаленного компьютера, но также получать от этого компьютера некоторый сервис, который специфичен для ресурсов данного рода и программные средства для обеспечения которого нецелесообразно дублировать в нескольких узлах. Так мы приходим к различению рабочих станций и серверов локальной сети.

Рабочая станция предназначена для непосредственной работы пользователя или категории пользователей и обладает ресурсами, соответствующими локальным потребностям данного пользователя. Специфическими особенностями рабочей станции могут быть объем оперативной памяти (далеко не все категории пользователей нуждаются в наличии большой оперативной памяти), наличие и объем дисковой памяти (достаточно популярны бездисковые рабочие станции, использующие внешнюю память дискового сервера), характеристики процессора и монитора (некоторым пользователям нужен мощный процессор, других в большей степени интересует разрешающая способность монитора, для третьих обязательно требуются средства убыстрения графики и т.д.). При необходимости можно использовать ресурсы и/или услуги, предоставляемые сервером.

Сервер локальной сети должен обладать ресурсами, соответствующими его функциональному назначению и потребностям сети. Заметим, что в связи с ориентацией на подход открытых систем, правильнее говорить о логических серверах (имея в виду набор ресурсов и программных средств, обеспечивающих услуги над этими ресурсами), которые располагаются не обязательно на разных компьютерах. Особенностью логического сервера в открытой системе является то, что если по соображениям эффективности сервер целесообразно переместить на отдельный компьютер, то это можно проделать без потребности в какой-либо переделке как его самого, так и использующих его прикладных программ.

Примерами сервером могут служить:

сервер телекоммуникаций, обеспечивающий услуги по связи данной локальной сети с внешним миром;

вычислительный сервер, дающий возможность производить вычисления, которые невозможно выполнить на рабочих станциях;

дисковый сервер, обладающий расширенными ресурсами внешней памяти и предоставляющий их в использование рабочим станциями и, возможно, другим серверам;

файловый сервер, поддерживающий общее хранилище файлов для всех рабочих станций;

сервер баз данных фактически обычная СУБД, принимающая запросы по локальной сети и возвращающая результаты.

Сервер локальной сети предоставляет ресурсы (услуги) рабочим станциям и/или другим серверам.

Принято называть клиентом локальной сети, запрашивающий услуги у некоторого сервера и сервером - компонент локальной сети, оказывающий услуги некоторым клиентам.

Системная архитектура "клиент-сервер"

Понятно, что в общем случае, чтобы прикладная программа, выполняющаяся на рабочей станции, могла запросить услугу у некоторого сервера, как минимум требуется некоторый интерфейсный программный слой, поддерживающий такого рода взаимодействие (было бы по меньшей мере неестественно требовать, чтобы прикладная программа напрямую пользовалась примитивами транспортного уровня локальной сети). Из этого, собственно, и вытекают основные принципы системной архитектуры "клиент-сервер".

Система разбивается на две части, которые могут выполняться в разных узлах сети, - клиентскую и серверную части. Прикладная программа или конечный пользователь взаимодействуют с клиентской частью системы, которая в простейшем случае обеспечивает просто надсетевой интерфейс. Клиентская часть системы при потребности обращается по сети к серверной части. Заметим, что в развитых системах сетевое обращение к серверной части может и не понадобиться, если система может предугадывать потребности пользователя, и в клиентской части содержатся данные, способные удовлетворить его следующий запрос.

Интерфейс серверной части определен и фиксирован. Поэтому возможно создание новых клиентских частей существующей системы (пример интероперабельности на системном уровне).

Основной проблемой систем, основанных на архитектуре "клиент-сервер", является то, что в соответствии с концепцией открытых систем от них требуется мобильность в как можно более широком классе аппаратно-программных решений открытых систем. Даже если ограничиться UNIX-ориентированными локальными сетями, в разных сетях применяется разная аппаратура и протоколы связи. Попытки создания систем, поддерживающих все возможные протоколы, приводит к их перегрузке сетевыми деталями в ущерб функциональности.

Еще более сложный аспект этой проблемы связан с возможностью использования разных представлений данных в разных узлах неоднородной локальной сети. В разных компьютерах может существовать различная адресация, представление чисел, кодировка символов и т.д. Это особенно существенно для серверов высокого уровня: телекоммуникационных, вычислительных, баз данных.

Общим решением проблемы мобильности систем, основанных на архитектуре "клиент-сервер" является опора на программные пакеты, реализующие протоколы удаленного вызова процедур (RPC - Remote Procedure Call). При использовании таких средств обращение к сервису в удаленном узле выглядит как обычный вызов процедуры. Средства RPC, в которых, естественно, содержится вся информация о специфике аппаратуры локальной сети и сетевых протоколов, переводит вызов в последовательность сетевых взаимодействий. Тем самым, специфика сетевой среды и протоколов скрыта от прикладного программиста.

При вызове удаленной процедуры программы RPC производят преобразование форматов данных клиента в промежуточные машинно-независимые форматы и затем преобразование в форматы данных сервера. При передаче ответных параметров производятся аналогичные преобразования.

Если система реализована на основе стандартного пакета RPC, она может быть легко перенесена в любую открытую среду.

Серверы баз данных

Термин "сервер баз данных" обычно используют для обозначения всей СУБД, основанной на архитектуре "клиент-сервер", включая и серверную, и клиентскую части. Такие системы предназначены для хранения и обеспечения доступа к базам данных.

Хотя обычно одна база данных целиком хранится в одном узле сети и поддерживается одним сервером, серверы баз данных представляют собой простое и дешевое приближение к распределенным базам данных, поскольку общая база данных доступна для всех пользователей локальной сети.

Принципы взаимодействия между клиентскими и серверными частями

Доступ к базе данных от прикладной программы или пользователя производится путем обращения к клиентской части системы. В качестве основного интерфейса между клиентской и серверной частями выступает язык баз данных SQL.

Это язык по сути дела представляет собой текущий стандарт интерфейса СУБД в открытых системах. Собирательное название SQL-сервер относится ко всем серверам баз данных, основанных на SQL. Соблюдая предосторожности при программировании, некоторые из которых были рассмотрены на предыдущих лекциях, можно создавать прикладные информационные системы, мобильные в классе SQL-серверов.

Серверы баз данных, интерфейс которых основан исключительно на языке SQL, обладают своими преимуществами и своими недостатками. Очевидное преимущество - стандартность интерфейса. В пределе, хотя пока это не совсем так, клиентские части любой SQL-ориентированной СУБД могли бы работать с любым SQL-сервером вне зависимости от того, кто его произвел.

Недостаток тоже довольно очевиден. При таком высоком уровне интерфейса между клиентской и серверной частями системы на стороне клиента работает слишком мало программ СУБД. Это нормально, если на стороне клиента используется маломощная рабочая станция. Но если клиентский компьютер обладает достаточной мощностью, то часто возникает желание возложить на него больше функций управления базами данных, разгрузив сервер, который является узким местом всей системы.

Одним из перспективных направлений СУБД является гибкое конфигурирование системы, при котором распределение функций между клиентской и пользовательской частями СУБД определяется при установке системы.

Преимущества протоколов удаленного вызова процедур

Упоминавшиеся выше протоколы удаленного вызова процедур особенно важны в системах управления базами данных, основанных на архитектуре "клиент-сервер".

Во-первых, использование механизма удаленных процедур позволяет действительно перераспределять функции между клиентской и серверной частями системы, поскольку в тексте программы удаленный вызов процедуры ничем не отличается от удаленного вызова, и следовательно, теоретически любой компонент системы может располагаться и на стороне сервера, и на стороне клиента.

Во-вторых, механизм удаленного вызова скрывает различия между взаимодействующими компьютерами. Физически неоднородная локальная сеть компьютеров приводится к логически однородной сети взаимодействующих программных компонентов. В результате пользователи не обязаны серьезно заботиться о разовой закупке совместимых серверов и рабочих станций.

Типичное разделение функций между клиентами и серверами

В типичном на сегодняшний день случае на стороне клиента СУБД работает только такое программное обеспечение, которое не имеет непосредственного доступа к базам данных, а обращается для этого к серверу с использованием языка SQL.

В некоторых случаях хотелось бы включить в состав клиентской части системы некоторые функции для работы с "локальным кэшем" базы данных, т.е. с той ее частью, которая интенсивно используется клиентской прикладной программой. В современной технологии это можно сделать только путем формального создания на стороне клиента локальной копии сервера базы данных и рассмотрения всей системы как набора взаимодействующих серверов.

С другой стороны, иногда хотелось бы перенести большую часть прикладной системы на сторону сервера, если разница в мощности клиентских рабочих станций и сервера чересчур велика. В общем-то при использовании RPC это сделать нетрудно. Но требуется, чтобы базовое программное обеспечение сервера действительно позволяло это. В частности, при использовании ОС UNIX проблемы практически не возникают.

Требования к аппаратным возможностям и базовому программному обеспечению клиентов и серверов

Из предыдущих рассуждений видно, что требования к аппаратуре и программному обеспечению клиентских и серверных компьютеров различаются в зависимости от вида использования системы.

Если разделение между клиентом и сервером достаточно жесткое (как в большинстве современных СУБД), то пользователям, работающим на рабочих станциях или персональных компьютерах, абсолютно все равно, какая аппаратура и операционная система работают на сервере, лишь бы он справлялся с возникающим потоком запросов.

Но если могут возникнуть потребности перераспределения функций между клиентом и сервером, то уже совсем не все равно, какие операционные системы используются.

Открытые системы

Реальное распространение архитектуры "клиент-сервер" стало возможным благодаря развитию и широкому внедрению в практику концепции открытых систем. Поэтому мы начнем с краткого введения в открытые системы. Основным смыслом подхода открытых систем является упрощение комплексирования вычислительных систем за счет международной и национальной стандартизации аппаратных и программных интерфейсов. Главной побудительной причиной развития концепции открытых систем явились повсеместный переход к использованию локальных компьютерных сетей и те проблемы комплексирования аппаратно-программных средств, которые вызвал этот переход. В связи с бурным развитием технологий глобальных коммуникаций открытые системы приобретают еще большее значение и масштабность.

Ключевой фразой открытых систем, направленной в сторону пользователей, является независимость от конкретного поставщика. Ориентируясь на продукцию компаний, придерживающихся стандартов открытых систем, потребитель, который приобретает любой продукт такой компании, не попадает к ней в рабство. Он может продолжить наращивание мощности своей системы путем приобретения продуктов любой другой компании, соблюдающей стандарты. Причем это касается как аппаратных, так и программных средств и не является необоснованной декларацией. Реальная возможность независимости от поставщика проверена в отечественных условиях.

Практической опорой системных и прикладных программных средств открытых систем является стандартизованная операционная система. В настоящее время такой системой является UNIX. Фирмам-поставщикам различных вариантов ОС UNIX в результате длительной работы удалось придти к соглашению об основных стандартах этой операционной системы. Сейчас все распространенные версии UNIX в основном совместимы по части интерфейсов, предоставляемых прикладным (а в большинстве случаев и системным) программистам. Как кажется, несмотря на появление претендующей на стандарт системы Windows NT, именно UNIX останется основой открытых систем в ближайшие годы.

Технологии и стандарты открытых систем обеспечивают реальную и проверенную практикой возможность производства системных и прикладных программных средств со свойствами мобильности (portability) и интероперабельности (interoperability). Свойство мобильности означает сравнительную простоту переноса программной системы в широком спектре аппаратно-программных средств, соответствующих стандартам. Интероперабельность означает упрощения комплексирования новых программных систем на основе использования готовых компонентов со стандартными интерфейсами.

Использование подхода открытых систем выгодно и производителям, и пользователям. Прежде всего открытые системы обеспечивают естественное решение проблемы поколений аппаратных и программных средств. Производители таких средств не вынуждаются решать все проблемы заново; они могут по крайней мере временно продолжать комплексировать системы, используя существующие компоненты.

Заметим, что при этом возникает новый уровень конкуренции. Все производители обязаны обеспечить некоторую стандартную среду, но вынуждены добиваться ее как можно лучшей реализации. Конечно, через какое-то время существующие стандарты начнут играть роль сдерживания прогресса, и тогда их придется пересматривать.

Преимуществом для пользователей является то, что они могут постепенно заменять компоненты системы на более совершенные, не утрачивая работоспособности системы. В частности, в этом кроется решение проблемы постепенного наращивания вычислительных, информационных и других мощностей компьютерной системы.

Структура и характеристики систем телекоммуникаций. (10)

Маршрутизация - это процедура определения пути следования пакета из одной сети в другую. Такой механизм доставки становится возможным благодаря реализации во всех узлах сети протокола межсетевого обмена IP. Если обратиться к истории создания сети Internet, то с самого начала предполагалось разработать спецификации сети коммутации пакетов. Это значит, что любое сообщение, которое отправляется по сети, должно быть при отправке разделино на фрагменты. Каждый из фрагментов должен быть снабжен адресами отправителя и получателя, а также номером этого пакета в последовательности пакетов, составляющих все сообщение в целом. Такая система позволяет на каждом шлюзе выбирать маршрут, основываясь на текущей информации о состоянии сети, что повышает надежность системы в целом. При этом каждый пакет может пройти от отправителя к получателю по своему собственному маршруту. Порядок получения пакетов получателем не имеет большого значения, т.к. каждый пакет несет в себе информацию о своем месте в сообщении.

При создании этой системы принципиальным было обеспечение ее живучести и надежной доставки сообщений, т.к. предполагалось, что система должна была обеспечивать управление Вооруженными Силами США в случае нанесения ядерного удара по территории страны.

Коммутаторы, организующие рабочую группу, мосты, соединяющие два сегмента сети и локализующие трафик в пределах каждого из них, а также switch, позволяющий соединять несколько сегментов локальной вычислительной сети - это все устройства, предназначенные для работы в сетях IEEE 802.3 или Еthernet. Однако, существует особый тип оборудования, называемый маршрутизаторами (routегs), который применяется в сетях со сложной конфигурацией для связи ее участков с различными сетевыми протоколами (в том числе и для доступа к глобальным (WАN) сетям), а также для более эффективного разделения трафика и использования альтернативных путей между узлами сети. Основная цель применения маршрутизаторов - объединение разнородных сетей и обслуживание альтернативных путей.

Различные типы маршрутизаторов отличаются количеством и типами своих портов, что собственно и определяет места их использования. Маршрутизаторы, например, могут быть использованы в локальной сети Ethernet для эффективного управления трафиком при наличии большого числа сегментов сети, для соединения сети типа Еthernet с сетями другого типа, например Тоkеn Ring, FDDI, а также для обеспечения выходов локальных сетей на глобальную сеть.

Маршрутизаторы не просто осуществляют связь разных типов сетей и обеспечивают доступ к глобальной сети, но и могут управлять трафиком на основе протокола сетевого уровня (третьего в модели OSI), то есть на более высоком уровне по сравнению с коммутаторами. Необходимость в таком управлении возникает при усложнении топологии сети и росте числа ее узлов, если в сети появляются избыточные пути, когда нужно решать задачу максимально эффективной и быстрой доставки отправленного пакета по назначению. При этом существует два основных алгоритма определения наиболее выгодного пути и способа доставки данных: RIP и OSPF. При использовании протокола маршрутизации RIР, основным критерием выбора наиболее эффективного пути является минимальное число "хопов" (hops), т.е. сетевых устройств между узлами. Этот протокол минимально загружает процессор мартрутизатора и предельно упрощает процесс конфигурирования, но он не рационально управляет трафиком. При использовании OSPF наилучший путь выбирается не только с точки зрения минимизации числа хопов, но и с учетом других критериев: производительности сети, задержки при передаче пакета и т.д. Сети большого размера, чувствительные к перегрузке трафика и базирующиеся на сложной маршрутизирующей аппаратуре, требуют использования протокола ОSРF. Реализации этого протокола возможна только на маршрутизаторах с достаточно мощным процессором, т.к. его реализация требует существенных процессинговых затрат.

Маршрутизация в сетях, как правило, осуществляться с применением пяти популярных сетевых протоколов - ТСР/IР, Nоvеll IРХ, АррlеТаlk II, DECnеt Phase IV и Хегох ХNS. Если маршрутизатору попадается пакет неизвестного формата, он начинает с ним работать как обучающийся мост. Кроме того, маршрутизатор обеспечивает более высокий уровень локализации трафика, чем мост, предоставляя возможность фильтрации широковещательных пакетов, а также пакетов с неизвестными адресами назначения, поскольку умеет обрабатывать адрес сети.

ФУНКЦИИ КОММУТАЦИИ

Очевидно, основной функцией любой коммутационной системы является установление и разъединение соединений между каналами передачи в соответствии с поступающими требованиями. Структура и функционирование коммутационной системы могут изменяться в широких пределах, однако существенно зависят от конкретного применения. Можно выделить три основные категории соединений, устанавливаемых при коммутации речевых каналов: местные соединения линий с линией, транзитные (сквозные) соединения и распределение вызовов.
Наиболее общая функция коммутации сводится к установлению прямых соединений между абонентскими шлейфами на оконечной станции, или между станционными шлейфами на УТС. Для осуществления этих соединении в первую очередь требуется установить соединительный путь через коммутационную систему от линии вызывающего абонента к определенной линии вызываемого абонента. Каждая линия должна быть доступна любой другой. Этот уровень коммутации иногда называют коммутацией линий.
Транзитные соединения требуют установления соединительного пути от определенной входящей (вызывающей) линии к исходящей линии или группе исходящих (соединительных) линий. Обычно бывают доступны более одной исходящих линий. Например, при установлении соединения с группой межстанционных соединительных линий может использоваться любая в этой группе. Следовательно, структура системы при транзитной коммутации может быть упрощена, поскольку существуют альтернативы при выборе исходящей линии. Кроме того, даже нет необходимости в том, чтобы любая исходящая линия была доступна любой входящей. Функции транзитной коммутации должны быть реализованы на всех коммутационных системах телефонной сети. Некоторые системы, такие, как удаленные концентраторы и междугородные или транзитные коммутационные станции, обслуживают только транзитную нагрузку (в частности, не устанавливают местных соединений). Введенные выше понятия поясняет рис. 1.

Распределители вызовов часто реализуются на том же самом базовом оборудовании, что и УТС. Однако способ функционирования (программное обеспечение) существенно отличается тем, что при отсутствии прямых путей входящие вызовы могут направляться по обходному пути к любому свободному оператору. Обычно программное обеспечение автоматического распределителя вызовов (АРВ) строится так, чтобы некоторым случайным образом распределять поступающие вызовы среди операторов. Хотя это и не является обязательным требованием того, чтобы каждая входящая линия (или тракт) могла быть соединена с любым оператором, тем не менее распределители вызовов обычно проектируются таким образом, чтобы обеспечить полный доступ к любому оператору. Кроме того, часто желательно, чтобы распределитель вообще работал без блокировок. (Это означает, что независимо от того, какие соединительные пути заняты, новое требование будет обслужено, если только имеется свободный оператор.)

Управление транзакциями (17,21)

Транзакция - это последовательность операций над БД, рассматриваемых СУБД как единое целое. Либо транзакция успешно выполняется, и СУБД фиксирует (COMMIT) изменения БД, произведенные этой транзакцией, во внешней памяти, либо ни одно из этих изменений никак не отражается на состоянии БД. Понятие транзакции необходимо для поддержания логической целостности БД. Если вспомнить наш пример информационной системы с файлами СОТРУДНИКИ и ОТДЕЛЫ, то единственным способом не нарушить целостность БД при выполнении операции приема на работу нового сотрудника является объединение элементарных операций над файлами СОТРУДНИКИ и ОТДЕЛЫ в одну транзакцию. Таким образом, поддержание механизма транзакций является обязательным условием даже однопользовательских СУБД (если, конечно, такая система заслуживает названия СУБД). Но понятие транзакции гораздо более важно в многопользовательских СУБД. То свойство, что каждая транзакция начинается при целостном состоянии БД и оставляет это состояние целостным после своего завершения, делает очень удобным использование понятия транзакции как единицы активности пользователя по отношению к БД. При соответствующем управлении параллельно выполняющимися транзакциями со стороны СУБД каждый из пользователей может в принципе ощущать себя единственным пользователем СУБД (на самом деле, это несколько идеализированное представление, поскольку в некоторых случаях пользователи многопользовательских СУБД могут ощутить присутствие своих коллег). С управлением транзакциями в многопользовательской СУБД связаны важные понятия сериализации транзакций и сериального плана выполнения смеси транзакций. Под сериализаций параллельно выполняющихся транзакций понимается такой порядок планирования их работы, при котором суммарный эффект смеси транзакций эквивалентен эффекту их некоторого последовательного выполнения. Сериальный план выполнения смеси транзакций - это такой план, который приводит к сериализации транзакций. Понятно, что если удается добиться действительно сериального выполнения смеси транзакций, то для каждого пользователя, по инициативе которого образована транзакция, присутствие других транзакций будет незаметно (если не считать некоторого замедления работы по сравнению с однопользовательским режимом). Существует несколько базовых алгоритмов сериализации транзакций. В централизованных СУБД наиболее распространены алгоритмы, основанные на синхронизационных захватах объектов БД. При использовании любого алгоритма сериализации возможны ситуации конфликтов между двумя или более транзакциями по доступу к объектам БД. В этом случае для поддержания сериализации необходимо выполнить откат (ликвидировать все изменения, произведенные в БД) одной или более транзакций. Это один из случаев, когда пользователь многопользовательской СУБД может реально (и достаточно неприятно) ощутить присутствие в системе транзакций других пользовате