Компьютерные системы и сети

Размещено на http://www.allbest.ru/

«Компьютерные системы и сети»

2013 г.



Билет № 1

1. Двойственность назначения компьютерных сетей

Первоначальное назначение компьютерных сетей заключается в обеспечении общего совместного доступа к разнородным ресурсам. Второе назначение состоит в передаче информации между пользователями сети в неизменном виде. При этом сеть принимает информацию от пользователя на одном из своих интерфейсов, передает ее через промежуточные коммутаторы и выдает другому пользователю через другой интерфейс. При оказании сеть не вносит никаких изменений в передаваемую информацию, передавая ее получателю в том виде, в котором она поступила в сеть от отправителя.

2. Аналоговое и дискретное представление информации

Пересылка данных в вычислительных сетях от одного компьютера к другому осуществляется последовательно, бит за битом. Физически биты данных передаются по каналам передачи данных в виде аналоговых или цифровых сигналов.

Совокупность средств (линий связи, аппаратуры передачи и приема данных), служащая для передачи данных в вычислительных сетях, называется каналом передачи данных.

В зависимости от формы передаваемой информации каналы передачи данных можно разделить на

? аналоговые (непрерывные)

? цифровые (дискретные).

При аналоговом представлении физическая величина принимает бесконечное множество значений, причём её значения меняются непрерывно. При дискретном представлении физическая величина принимает конечное множество значений, причём эти значения изменяются скачкообразно. Примером, иллюстрирующим аналоговое и дискретное представление информации, является лестница и наклонная плоскость. Двигаясь по наклонной плоскости, мы в любой момент времени можем описать положение человека, причём число значений положения неограниченно. Двигаясь по лестнице количество положений строго ограниченно, числом ступенек лестницы.

3. Сеть Ethernet

Исторически термин Ethernet - это не что иное, как сетевой стандарт, который был разработан фирмой Xerox на основе ее экспериментальной сети, носившей название Ethernet Network. ( 1975 год ).

Ethernet - пакетная технология передачи данных преимущественно локальных компьютерных сетей.

Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде -- на канальном уровне модели OSI.

Ethernet и стал самой распространённой технологией ЛВС в середине 90-х годов ХХ века, вытеснив такие технологии, как Arcnet, FDDI и Token ring.

Стандарты определяют несколько реализаций базовой технологии Ethernet. В зависимости от типа физической среды имеются различные стандарты:

10BASE5 ("толстый" Ethernet) использует топологию типа "шина" с толстым коаксиальным кабелем как средой передачи.

10BASE2 ("тонкий" Ethernet или более дешевая сеть) использует топологию типа "шина" с тонким коаксиальным кабелем как средой передачи.

10BASE-T (Локальная сеть Ethernet по витой паре) использует физическую звездную топологию (логическая топология - "шина") со станциями, подключенными двумя парами кабеля с витой пары к центру.

10BASE-FL (Локальная сеть Ethernet по оптоволоконной паре) использует звездную топологию (логическая топология - "шина") со станциями, подключенными парой волконно оптических кабелей к центру.

Число 10 обозначает скорость передачи 10 Мбит/с, Base - передачу на одной базовой частоте 10 МГц, последний символ обозначает тип кабеля



Билет № 2

1. ARPANET

(от англ. Advanced Research Projects Agency Network) -- компьютерная сеть, созданная в 1969 году в США Агентством Министерства обороны США по перспективным исследованиям (ARPA) и явившаяся прототипом сети Интернет. 1 января 1983 года она стала первой в мире сетью, перешедшей на маршрутизацию пакетов данных. В качестве маршрутизируемого протокола использовался TCP/IP, который и по сей день является основным протоколом передачи данных в сети Интернет. ARPANET прекратила своё существование в июне 1990 года.

2. Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий

При множественном доступе с контролем несущей и обнаружением коллизий (сокращенно CSMA/CD) все компьютеры в сети - и клиенты, и серверы «прослушивают» кабель, стремясь обнаружить передаваемые данные (т.е. трафик).

1. Компьютер «понимает», что кабель свободен (т.е. трафик отсутствует).

2. Компьютер может начать передачу данных.

3. Пока кабель не освободится (в течение передачи данных), ни один из сетевых компьютеров не может вести передачу.

В случае коллизии компьютеры приостанавливают передачу на случайный интервал времени, а затем вновь стараются отправить пакеты.

В то же время способность обнаружить коллизии - причина, которая ограничивает область действия метода. Из-за ослабления сигнала при расстояниях свыше 2500 м (1,5 мили) механизм обнаружения коллизий не эффективен. Если расстояние до передающего компьютера превышает это ограничение, некоторые компьютеры могут не «услышать» его и начнут передачу данных, что приведет к коллизии и разрушению пакетов данных.

CSMA/CD известен как состязательный метод, поскольку сетевые компьютеры конкурируют между собой за право передавать данные. Он кажется достаточно громоздким, но современные реализации CSMA/CD настолько быстры, что пользователи даже не задумываются над тем, что применяют состязательный метод доступа.

Чем больше компьютеров в сети, тем интенсивнее сетевой трафик. При интенсивном трафике число коллизий возрастает, а это приводит к замедлению сети (уменьшению ее пропускной способности). Поэтому в некоторых ситуациях метод CSMA/CD может оказаться недостаточно быстрым. После каждой коллизии обоим компьютерам приходится возобновлять передачу, Если сеть очень загружена, повторные попытки опять могут привести к коллизиям, но уже с другими компьютерами..

Вероятность возникновения подобной ситуации зависит от числа пользователе пытающихся получить доступ к сети, и приложений, с которыми они работают.

Множественный доступ с контролем несущей и предотвращением коллизий

Множественный доступ с контролем несущей и предотвращением коллизий (сок щенно CSMA/CA) основан на том, что каждый компьютер перед передачей данных в сеть сигнализирует о своем намерении, поэтому остальные компьютеры узнают о готовящейся передаче и могут избежать коллизий. Однако широковещательное оповещение увеличивает общий трафик сети уменьшает ее пропускную способность. Поэтому CSMA/CA работает медленнее, чем CSMA/CD.



3. Выделенный и коммутируемый каналы

В ТСС различают выделенные (некоммутируемые) каналы связи и с коммутацией на время передачи информации по этим каналам.

При использовании выделенных каналов связи приемо-передающая аппаратура узлов связи постоянно соединена между собой. Этим обеспечивается высокая степень готовности системы к передаче информации, более высокое качество связи, поддержка большого объема трафика. Из-за сравнительно больших расходов на эксплуатацию сетей с выделенными каналами связи их рентабельность достигается только при условии достаточно полной загрузки каналов.

Для коммутируемых каналов связи, создаваемых только на время передачи фиксированного объема информации, характерны высокая гибкость и сравнительно небольшая стоимость (при малом объеме трафика). Недостатки таких каналов: потери времени на коммутацию (на установление связи между абонентами), возможность блокировки из-за занятости отдельных участков линии связи, более низкое качество связи, большая стоимость при значительном объеме трафика.



Билет № 3

1. Принципы организации и функционирования ЭВМ Джона фон Неймана. Обобщенная структура ЭВМ, характеристика и назначение о В 1946 году Джон фон Нейман сформулировал требования к структуре вычислительной машины

? машины на электронных элементах должны работать не в десятичной, а в двоичной системе счисления;

? программа, как и исходные данные, должна размещаться в памяти машины;

? программа, как и числа, должна записываться в двоичном коде;

? трудности физической реализации запоминающего устройства, быстродействие которого соответствует скорости работы логических схем, требуют иерархической организации памяти (то есть выделения оперативной, промежуточной и долговременной памяти);

? арифметическое устройство (процессор) конструируется на основе схем, выполняющих операцию сложения, создание специальных устройств для выполнения других арифметических и иных операций нецелесообразно;

? в машине используется параллельный принцип организации вычислительного процесса (операции над числами производятся одновременно по всем разрядам)сновных устройств.

2. Гипертекст. Назначение и основные элементы

Гипертекстовая технология -- это технология преобразования текста из линейной формы в иерархическую, поэтому использование гипертекстовой технологии (по сравнению с представлением информации в обычной книге) позволяет кардинально изменить способ просмотра и восприятия информации. В настоящее время гипертекстовая технология широко используется для построения подсистем помощи пользователям при работе с диалоговыми компьютерными программами, а также для построения различных справочников, энциклопедий.

С развитием компьютерных средств мультимедиа гипертекст начал превращаться в более наглядную информационную форму, получившую название гипермедиа -- эта информационная форма содержит не только текст, но и графику, видеоинформацию и звуки.

В простейшем случае технология построения гипертекста включает следующие пять основных этапов:

1) разделение текста на отдельные главы или темы;

2) выбор основного маршрута чтения гипертекста и расстановка ссылок, ведущих пользователя по темам последовательно, в соответствии с основным маршрутом;

3) определение дополнительных маршрутов чтения, которые могут оказаться удобными читателю, и расстановка ссылок, позволяющих осуществить логичный переход от основного маршрута к дополнительным;

4) выявление и написание недостающих частей текста, которые требуются для логичного следования по маршрутам чтения;

5) связь ссылок с существующими темами.

Гипертекстовая форма представления информации позволяет не только сделать текст структурированным, но и организовать моментальный переход читателя к интересующим его разделам с помощью ссылок. В результате с помощью гипертекста читателю предоставляется возможность самостоятельно выбирать порядок работы с материалом, изменять маршрут непосредственно в процессе чтения.

Простота концепции гипертекста обусловливает и формальную простоту общепринятой технологии создания гипертекстов. Имея простейшую систему построения гипертекстов, можно быстро собрать из нескольких текстовых фрагментов гипертекст и формально получить самостоятельную гипертекстовую информационную систему, программный продукт или подсистему подсказки.

К основным элементам гипертекстовой технологии относятся:

* информационный фрагмент;

* тема;

* узлы;

* ссылки.

Информационный фрагмент гипертекста может представлять собой линейную последовательность строк текста, рисунок, видеофрагмент, аудио фрагмент.

Тема содержит краткое название информационного фрагмента. Информационный фрагмент может состоять целиком из множества тем либо включать в себя одну или несколько тем наряду с прочей информацией.

Узлом в гипертексте называется информационный фрагмент, из которого возможен переход к другим информационным фрагментам гипертекста.

Ссылка представляет собой слово, фразу или набор фраз, с помощью которых осуществляется переход от одного узла к другому. Ссылки могут быть референтными или организационными.

3. Локальные компьютерные сети (LAN). Методы доступа в LAN. Среда передачи данных сети, ее виды, преимущества и недостатки

Локальная вычислительная сеть (ЛВС, LAN - Local Area Network) -- это совокупность аппаратного и программного обеспечения, позволяющего объединить компьютеры в единую распределенную систему обработки и хранения информации.

Компьютерные сети делятся на

* одноранговые сети

* сети с выделенным сервером.

Эта классификация компьютерных сетей имеет принципиальное значение, потому что тип сети характеризует ее функциональные возможности.

Одноранговые сети -- это компьютерные сети, в которых не предусмотрено выделение специальных компьютеров, контролирующих администрирование сети. При входе в сеть каждый пользователь выделяет в ней какие-либо ресурсы (дисковое пространство, принтеры) и подключается к ресурсам, предоставленным в сеть другими пользователями

Сеть с выделенным сервером -- это компьютерная сеть, в которой предусмотрено выделение специального компьютера (сервера), контролирующего администрирование сети. Сервер -- это компьютер, предоставляющий свои ресурсы сетевым пользователям. Он предназначен для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и управления защитой файлов и каталогов. Остальные компьютеры сети называются рабочими станциями. Рабочие станции имеют доступ к дискам сервера и другим совместно используемым ресурсам. Однако с одной рабочей станции нельзя работать с дисками других рабочих станций.

В ЛВС под сервером понимается компьютер или соответствующая программа. На одном выделенном компьютере-сервере может функционировать несколько серверов-программ, например, коммуникационный сервер, сервер приложений. В больших корпоративных сетях с десятками и сотнями рабочих станций могут быть выделены серверы, которые «специализируются» на выполнении той или иной функции.

Сервер ЛВС - мощный, надежный компьютер, предназначенный для обработки запросов от сетевых рабочих станций, предоставляющий им доступ к общим ресурсам. Основные функции сервера ЛВС: «отвечает» за коммуникационные связи сетевых рабочих станций; организует доступ к общим сетевым ресурсам (дисковому пространству, принтеру, модему); выполняет прикладные программы, которые запускают пользователи со своих рабочих станций (технология “клиент-сервер”); обеспечивает одновременную совместную работу пользователей сети.

Сервер баз данных (БД) - компьютер, выполняющий функции хранения, обработки и управления файлами баз данных (используется та или иная промышленная СУБД).

Коммуникационный сервер - компьютер, предоставляющий клиентским компьютерам (рабочим станциям) сети доступ к модему, факс-модему, к Интернет по выделенной линии.

Сервер приложений - компьютер, используемый для выполнения прикладных программ (решения задач) пользователей сети. Обработка данных (решение задач) ведется не на сетевых рабочих станциях, а на сервере приложений.

Файловый сервер - компьютер, хранящий данные (файлы условно-постоянной и переменной информации) пользователей сети и обеспечивающий доступ к этим данным.

Все компьютеры в локальной сети соединены линиями связи. Геометрическое расположение линий связи относительно узлов сети и физическое подключение узлов к сети называется физической топологией.

Различают физическую и логическую топологию. Логическая и физическая топологии сети независимы друг от друга.

Физическая топология - это геометрия построения сети ,

Логическая топология определяет направления потоков данных между узлами сети и способы передачи данных.

Три базовых топологии:

* "шина" (bus); Преимущества сетей шинной топологии: отказ одного из узлов не влияет на работу сети в целом; сеть легко настраивать и конфигурировать; сеть устойчива к неисправностям отдельных узлов. Недостатки сетей шинной топологии: разрыв кабеля может повлиять на работу всей сети; ограниченная длина кабеля и количество рабочих станций; трудно определить дефекты соединений

* “звезда” (star); Преимущества сетей топологии звезда: легко подключить новый ПК; имеется возможность централизованного управления; сеть устойчива к неисправностям отдельных ПК и к разрывам соединения отдельных ПК Недостатки сетей топологии звезда: отказ хаба влияет на работу всей сети; большой расход кабеля

* “кольцо” (ring); Преимущества: Данную сеть очень легко создавать и настраивать Недостатки - повреждение линии связи в одном месте или отказ ПК приводит к неработоспособности всей сети.



Билет № 4

1. Поколения ЭВМ

I - ламповые элементы. До 1960 г.

II - транзисторные элементы. До 1970 г.

III - интегральные схемы. До 1975 г.

IV - большие интегральные схемы (БИС). До настоящего времени.

V - проект, 1982 г. , Япония. Отличия не столько в элементной базе, а в обрабатываемой и получаемой информации. ПРОЕКТ до конца не реализован.

«Первое» -- 1940--1960. Вычислительный элемент -- электронные лампы. Быстродействие -- 10 - 20 тысяч операций в секунду. «Большие» ЭВМ. Это время становления архитектуры машин фон-неймановского типа, построенных на электронных лампах с быстродействием 10 - 20 тыс. арифметических операций в секунду. Программные средства были представлены машинным языком и языком ассемблера.

«Второе» - 1960--1964. Вычислительный элемент -- транзисторы. Быстродействие -- до 1--2 миллионов операций в секунду. Мини-ЭВМ. Это использование транзистора в качестве переключательного элемента вместо вакуумной лампы с быстродействием до сотен тыс. операций в секунду. Появилась основная память на магнитных сердечниках и внешняя память на магнитных барабанах.

«Третье» -- 1964--1971. Вычислительный элемент -- сверхинтегральные схемы. Быстродействие -- до 300 миллионов операций в секунду. Микро-ЭВМ, предназначенные для работы с одним пользователем. Первые операционные системы. Характеризуется тем, что вместо транзисторов стали использоваться интегральные схемы (ИС), а вместо памяти на магнитных сердечниках стала применяться полупроводниковая память. Для повышения эффективности использования центрального процессора возникла необходимость в системной программе, управляющей центральным процессором. Так была создана операционная система (ОС).

«Четвертое» -- 1971 - по настоящее время . Вычислительный элемент -- микропроцессоры. Быстродействие -- миллиарды операций в секунду. Персональные ЭВМ. Готовые прикладные программы, графический интерфейс, использование технологии мультимедиа. Глобальные компьютерные сети. Это машины, построенные на больших интегральных схемах (БИС). Такие схемы содержат до нескольких десятков тысяч элементов на кристалле. ЭВМ этого поколения выполняют десятки и сотни миллионов операций в секунду. Появляются микропроцессоры, способные обрабатывать числа длиной в 16 и 32 разряда

2. Глобальная сеть Internet. Адресация компьютера в сети. Система доменных имен в сети Internet

Internet - всемирная информационная компьютерная сеть, представляющая собой объединение множества региональных компьютерных сетей и компьютеров, обменивающих друг с другом информацией по каналам общественных телекоммуникаций (выделенным телефонным аналоговым и цифровым линиям, оптическим каналам связи и радиоканалам, в том числе спутниковым линиям связи).

Информация в Internet хранится на серверах. Серверы имеют свои адреса и управляются специализированными программами.

Передача информации в Интернет обеспечивается благодаря тому, что каждый компьютер в сети имеет уникальный адрес (IP-адрес), а сетевые протоколы обеспечивают взаимодействие разнотипных компьютеров, работающих под управлением различных операционных систем

В основном в Интернет используется семейство сетевых протоколов (стек) TCP/IP. На канальном и физическом уровне стек TCP/IP поддерживает технологию Ethernet, FDDI и другие технологии. Основой семейство протоколов TCP/IP является сетевой уровень, представленный протоколом IP, а также различными протоколами маршрутизации. Этот уровень обеспечивает перемещение пакетов в сети и управляет их машрутизацией. Размер пакета, параметры передачи, контроль целостности осуществляется на транспортном уровне TCP.

Доменная система имен -- это метод назначения имен путем передачи сетевым группам ответственности за их подмножество имен. Каждый уровень этой системы называется доменом. Домены в именах отделяются друг от друга точками: dynamo.kiev.ua, internet.clonetsk.ua, microsoft.com. В имени может быть различное количество доменов, но практически нх не больше пяти. По мере движения по доменам слева направо в имени количество имен, входящих в соответствующую группу, возрастает.

3. HTML. Структура документов. Назначение и основные принципы разметки

HTML (от англ. HyperText Markup Language -- «язык разметки гипертекста») -- стандартный язык разметки документов во Всемирной паутине. Большинство веб-страниц создаются при помощи языка HTML. Язык HTML интерпретируется браузерами и отображается в виде документа в удобной для человека форме.

HTML является приложением («частным случаем») SGML (стандартного обобщённого языка разметки) и соответствует международному стандарту ISO 8879.

Гипертекстовая база данных - это набор текстовых файлов, размеченных на языке HTML, который определяет форму представления информации (разметка) и структуру связей между этими файлами и другими информационными ресурсами (гипертекстовые ссылки).

HTML является описательным языком разметки документов, в нем используются указатели разметки (теги). Теговая модель описывает документ как совокупность контейнеров, каждый из которых начинается и заканчивается тегами, то есть документ НТМL представляет собой не что иное, как обычный АSСII-файл, с добавленными в него управляющими НТМL -кодами ( тегами ). Тег - элемент языка разметки гипертекста. Более правильное название -- дескриптор.

НТМL- тег состоит из имени, за которым может следовать необязательный список атрибутов тега. Обозначение тега заключается в угловые скобки ("<" и ">"). Простейший вариант тега -- имя, заключенное в угловые скобки, например, <HEAD>.

Для ряда тегов характерно наличие атрибутов, которые могут иметь конкретные значения, устанавливаемые для изменения функции тега.

Теги могут быть двух видов:

* парные

* не парные

Все теги НТМL по их назначению и области действия можно разделить на следующие основные группы:

* определяющие структуру документа;

* оформление блоков гипертекста (параграфы, списки, таблицы, картинки);

* гипертекстовые ссылки и закладки;

* формы для организации диалога;

* вызов программ

Кроме тегов, элементами HTML являются CER (Character Entity Reference), они предназначены для представления специальных символов, которые могут быть неверно обработаны браузером. Предположим, создается документ HTML, речь в котором идет об элементах данного языка. Если указать имя тега <BODY> просто в документе, браузер может воспринять его как обычный тег. Для вывода таких символов и используется CER.

Элементы разметки HTML или HTML -контейнеры состоят из начального и конечного компонентов (парных тегов), между которыми размещаются текст и другие элементы документа.

Имя конечного тега идентично имени начального, но перед именем конечного тега ставится косая черта ( / )

HTML-документ - это один большой контейнер, который начинается с тега <HTML> и заканчивается тегом </HTML>

<HTML><HEAD><TITLE>Документ HTML </TITLE></HEAD><BODY><H1> Это заголовок </H1>Добро пожаловать в WWW <br> Я, Иванов Иван Иванович, новый автор HTML-документов</BODY></HTML>



Билет № 5

1. Операционные системы. Назначение, классификация (ОС)

Операционная система (ОС) представляет собой комплекс системных управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, а с другой стороны, предназначены для наиболее эффективного расходования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений.

Классификация операционных систем

1. По назначению:

? Общего назначения;

? Специального назначения:

? Для носимых микрокомпьютеров

? Для различных встроенных систем

? Для организации и ведения базы данных

? Для решения задач реального времени. Требуют обеспечения обработки поступающих заданий в течение заданных интервалов времени, которые нельзя превышать

2. По режиму обработки задач:

? Однопрограммный режим. Предоставляют выполняющейся задаче монопольное владение ресурсами компьютера

? Мультипрограммный режим. Организуют псевдопараллельную работу нескольких процессов одновременно, при этом управление синхронизацией и взаимодействием процессов ложится на саму ОС

? Мультизадачный режим. Псевдопараллельная работа нескольких процессов одновременно, при этом управление синхронизацией и взаимодействием процессов ложится на прикладную программу

3. По способу взаимодействия с компьютером:

? Диалоговые системы

? Однопользовательские.

? Мультитерминальные. Требует поддержки мультипрограммного режима работы.

? Системы пакетной обработки

4. По основному архитектурному принципу:

? Микроядерные. Можно выделить центральный компактный модуль, относящийся к супервизорной части системы.

? Макроядерные (монолитные). Ядро, состоящее из множества управляющих модулей и структур данных, не разделено на центральную часть и периферийные (по отношению к этой центральной части) модули

1. Адресация IPv4 и IPv6.

В версии 4 протокола IP каждый хост TCP/IP имеет уникальный 32-битовый сетевой адрес, - обычно он называется IP-адрес - который является уникальным для каждого узла в данной сети.

IP-адрес представляет собой некоторую последовательность длиной четыре байт, которая записывается в виде четырех десятичных целых чисел, разделенных точками. Каждое целое число имеет длину 8 бит и находится в диапазоне от 0 до 255.1Р-адрес состоит из двух частей: идентификатор сети, который присваивается административным органом InterNIC, и идентификатор хоста, который присваивается локальным администратором. Первое целое число среди IP-адресов определяет тип адреса, который называется классом адреса. Всего существует пять классов IP-адресов: А, В, С, D и Е.

? Класс А - немногочисленные сети с очень большим количеством узлов; номер сети занимает один байт, остальные 3 байта интерпретируются как номер узла в сети.

? Класс В - сети средних размеров; под адрес сети и под адрес узла отводится по 16 битов (по 2 байта).

? Класс С - сети с малым числом узлов; под адрес сети отводится 24 бита (3 байта), а под адрес узла - 8 битов (1 байт).

? Адреса класса D - особые, групповые адреса - multicast; могут использоваться для рассылки сообщений определенной группе узлов. Если в пакете указан адрес назначения, принадлежащий классу D, то такой пакет должны получить все узлы, которым присвоен данный адрес.

? Адреса класса Е зарезервированы для будущих применений.

IPv6 (англ. Internet Protocol version 6) -- новая версия протокола IP, призванная решить проблемы, с которыми столкнулась предыдущая версия (IPv4) при её использовании в интернете, за счёт использования длины адреса 128 бит вместо 32.

После того, как адресное пространство в IPv4 закончится, два стека протоколов -- IPv6 и IPv4 -- будут использоваться параллельно (англ. dual stack), с постепенным увеличением доли трафика IPv6 по сравнению с IPv4. Такая ситуация станет возможной из-за наличия огромного количества устройств, в том числе устаревших, не поддерживающих IPv6 и требующих специального преобразования для работы с устройствами, использующими только IPv6.

2. Понятие облачных технологий. Достоинства и недостатки

Термин «облачные вычисления» (англ. Cloud Computing) произошел от принятого графического обозначения выхода в Интернет в виде облачка.

Идея облачных технологий состоит в следующем - можно не иметь никаких программ на своём компьютере, а иметь только выход в Интернет. Всё основное располагается в Интернете, и то, что нужно, можно получить там. А вот платно, или бесплатно -- это будет зависеть от запросов.

Облачные вычисления (англ. cloud computing) - это модель обеспечения повсеместного и удобного сетевого доступа по требованию к общему пулу (англ. pool) конфигурируемых вычислительных ресурсов, которые могут быть оперативно предоставлены и освобождены с минимальными эксплуатационными затратами и/или обращениями к провайдеру.

Потребители облачных вычислений могут значительно уменьшить расходы на ИТ инфраструктуру (в краткосрочном и среднесрочном планах) и гибко реагировать на изменения потребностей, используя свойства вычислительной эластичности (англ. elastic computing) облачных услуг.

Национальным институтом стандартов и технологий США зафиксированы следующие обязательные характеристики облачных вычислений:

* Самообслуживание по требованию, потребитель самостоятельно определяет и изменяет вычислительные потребности, такие как серверное время, скорости доступа и обработки данных, объём хранимых данных и т.д.;

* Универсальный доступ по сети, услуги доступны потребителям по сети вне зависимости от используемого терминального устройства;

* Объединение ресурсов , поставщик услуг объединяет ресурсы для обслуживания большого числа потребителей в единый пул для динамического перераспределения мощностей между потребителями и фактическое распределение ресурсов, предоставляемых потребителю, осуществляет поставщик;

* Эластичность, услуги могут быть предоставлены, расширены, сужены в любой момент времени, без дополнительных издержек на взаимодействие с поставщиком, в автоматическом режиме;

* Учёт потребления, поставщик услуг автоматически исчисляет потреблённые ресурсы и на основе этих данных оценивает объём предоставленных потребителям услуг.

Основные преимущества облачного решения для производства заключаются в следующем:

* Отсутствие затрат со стороны заказчика на создание и обслуживание инфраструктуры (сервера)

* Отсутствие затрат на покупку лицензионного ПО

* Отсутствие необходимости заключения дополнительного договора на поддержку и обслуживание системы (все включено в стоимость подписки)

* Безопасность БД 

Билет № 6

1. Компьютерные сети. Понятие сети. Классификация по территориальному признаку, топологии и методу коммутации

Компьютерная сеть (вычислительная сеть, сеть передачи данных) -- система связи (взаимосвязи) компьютеров или компьютерного оборудования.

Компьютерная сеть (Computer Network) - это множество компьютеров (элементов), соединенных линиями связи и работающих под управлением специального программного обеспечения.

По тер. покрытию. можно разделить на две группы:

? локальные сети (Local Area Network, LAN);

? глобальные сети (Wide Area Network, WAN).

В зависимости от способа коммутаци, сети подразделяются на два класса:

? сети с коммутацией пакетов;

? сети с коммутацией каналов.

В свое очередь, техника коммутации пакетов допускает несколько вариаций, отличающихся способом продвижения пакетов:

? дейтаграммные сети, например, Ethernet;

? сети, основанные на логических соединениях, например, IP-сети, использующие на транспортном уровне протокол TCP;

? сети, основанные на виртуальных каналах, например, MPLS-сети.

Три базовых топологии:

? "шина" (bus); Преимущества сетей шинной топологии: отказ одного из узлов не влияет на работу сети в целом; сеть легко настраивать и конфигурировать; сеть устойчива к неисправностям отдельных узлов. Недостатки сетей шинной топологии: разрыв кабеля может повлиять на работу всей сети; ограниченная длина кабеля и количество рабочих станций; трудно определить дефекты соединений

? “звезда” (star); Преимущества сетей топологии звезда: легко подключить новый ПК; имеется возможность централизованного управления; сеть устойчива к неисправностям отдельных ПК и к разрывам соединения отдельных ПК Недостатки сетей топологии звезда: отказ хаба влияет на работу всей сети; большой расход кабеля

? “кольцо” (ring); Преимущества: Данную сеть очень легко создавать и настраивать Недостатки - повреждение линии связи в одном месте или отказ ПК приводит к неработоспособности всей сети.

2. Модуляция и демодуляция. Виды модуляции

Аппаратура передачи и приема данных работает с данными в дискретном виде, поэтому при их передаче через аналоговый канал требуется преобразование дискретных данных в аналоговые (модуляция).

При приеме таких аналоговых данных необходимо обратное преобразование - демодуляция. Модуляция/демодуляция - процессы преобразования цифровой информации в аналоговые сигналы и наоборот. При модуляции информация представляется синусоидальным сигналом той частоты, которую хорошо передает канал передачи данных.

Модуляция, медленное по сравнению с периодом колебаний изменение амплитуды, частоты или фазы колебаний по определённому закону. Соответственно различаются

амплитудная модуляция (в)

частотная модуляция (г)

фазовая модуляция (д).

При любом способе модуляции скорость изменения амплитуды, частоты или фазы должна быть достаточно малой, чтобы за период колебания модулируемый параметр почти не изменился. Переносчиком сигнала в этом случае являются синусоидальные электрические колебания высокой частоты

W (несущая частота). Амплитуда, частота, или фаза этих колебаний модулируются передаваемым сигналом.

Слово «модем» происходит от двух слов модулятор и демодулятор. Это устройство предназначено для связи в системах физического сопряжения, имеющих информационный сигнал, со средой его распространения. Для работы модема необходима адаптация. Это устройство выполняет функцию модуляции и демодуляцию передаваемого сигнала.

3. Векторная и растровая графика. Принципы формирования изображений, основные достоинства и недостатки

Компьютеры работают с графикой в векторном или растровом формате. Модная технология Flash позволяет создавать и оживлять компактную векторную графику. Он также позволяет импортировать и манипулировать растровой графикой, созданной в других приложениях.

Векторная графика описывает изображения с использованием векторами, задаваемых координатами, а также параметров, описывающих цвета и расположение.

Например, изображение древесного листа описывается точками, через которые проходит линия, создавая контур листа. Цвет листа задается цветом контура и области внутри этого контура.

При редактировании элементов векторной графики изменяются параметры прямых и изогнутых линий, описывающих форму этих элементов. Векторная графика не зависит от разрешения, т.е. может быть показана на устройствах с различным разрешением без потери качества.

Растровая графика описывает изображения с использованием цветных точек, называемых пикселами, расположенных на сетке. Например, изображение древесного листа описывается конкретным расположением и цветом каждой точки сетки, что создает изображение примерно также, как в мозаике.

При редактировании растровой графики - редактируются пикселы, а не линии. Растровая графика зависит от разрешения, поскольку информация, описывающая изображение, прикреплена к сетке определенного размера. При редактировании растровой графики, качество ее представления может измениться. В частности, изменение размеров растровой графики может привести к "разлохмачиванию" краев изображения, поскольку пикселы будут перераспределяться на сетке. Вывод растровой графики на устройства с более низким разрешением, чем разрешение самого изображения, понизит его качество.



Билет № 7

1. Стандартизация компьютерных сетей. Понятие интерфейса и протокола. Понятие «открытой» системы. Модель OSI

В основу стандартизации компьютерных сетей положен принцип декомпозиции, т.е. разделения сложных задач на отдельные более простые подзадачи. Каждая подзадача имеет четко определенные функции и строго установленные связи между подзадачами. При более внимательном рассмотрении работы компьютера в сети можно выделить две основные подзадачи:

? взаимодействие программного обеспечения пользователя с физическим каналом связи (посредством сетевой карты) в пределах одного компьютера

? взаимодействие компьютера через канал связи с другим компьютером

Интерфейс - соглашение о взаимодействии (границе) между уровнями одной системы, определяющее структуру данных и способ (алгоритм) обмена данными между соседними уровнями OSI-модели.

Интерфейсы подразделяются на:

1) схемные - совокупность интерфейсных шин;

2) программные - совокупность процедур реализующих порядок взаимодействия между уровнями.

Протокол - совокупность правил, регламентирующих формат и процедуры взаимодействия процессов одноименных уровней на основе обмена сообщениями.

Описание протокола предполагает задание:

1) логической характеристики протокола, определяющей структуру (формат) и содержание (семантику) сообщений путём перечисления типов сообщений и их смысла;

2) процедурной характеристики протокола, представляющей собой правила выполнения действий, предписанных протоколом взаимодействия и задаваемых в форме: операторных схем алгоритмов, автоматных моделей

Открытая система (Open system) - вычислительная среда, состоящая из аппаратных и программных продуктов и технологий, разработанных в соответствии с общедоступными и общепринятыми (международными) стандартами.

Общие свойства открытых систем :

* расширяемость/масштабируемость -extensibility/scalability,

* мобильность (переносимость) - portability,

* интероперабельность (способность к взаимодействию с другими системами) - interoperability,

* дружественность к пользователю, в т.ч. - легкая управляемость - driveability/usability.

Открытой может быть названа любая система (компьютер, вычислительная сеть, ОС, программный пакет, другие аппаратные и программные продукты), которая построена в соответствии с открытыми спецификациями.

Модель взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI) определяет различные уровни взаимодействия систем в сетях с коммутацией пакетов, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень.

Эталонная модель OSI описывает, каким образом информация проделывает путь через среду сети от одной прикладной программы (например, программы обработки любых учетных данных) до другой прикладной программы, находящейся в другом компьютере.

Так как информация, которая должна быть отослана, проходит вниз через уровни системы, по мере этого продвижения она становится все меньше похожей на человеческий язык и все больше похожей на ту информацию, которую понимают компьютеры, а именно "единицы" и "нули".

2. Гипертекст. Назначение и основные элементы

Гипертемкст -- термин, введённый Тедом Нельсоном в 1963 году для обозначения текста «ветвящегося или выполняющего действия по запросу». Обычно гипертекст представляется набором текстов, содержащих узлы перехода между ними, которые позволяют избирать читаемые сведения или последовательность чтения. Общеизвестным и ярко выраженным примером гипертекста служат веб-страницы -- документы HTML (язык разметки гипертекста), размещённые в Сети. В более широком понимании термина, гипертекстом является любая повесть, словарь или энциклопедия, где встречаются отсылки к другим частям данного текста, имеющие отношения к данному термину. В компьютерной терминологии, гипертекст -- текст, сформированный с помощью языка разметки, потенциально содержащий в себе гиперссылки.

3. Маркерный доступ

TokenRing - это наиболее распространенная технология локальной сети с передачей маркера. В таких сетях циркулирует (передается станциями друг другу в определенном порядке) специальный блок данных - маркер (token). Станция, принявшая маркер, имеет право передавать свои данные. Для этого она изменяет в маркере один бит (“маркер занят”), добавляет к нему свои данные и передает в сеть (следующей станции). Станции передают такой кадр дальше по кольцу, пока не достигнет получателя, который скопирует из него данные и передаст дальше. Когда отправитель получает свой кадр с данными совершивший полный круг, он его отбрасывает и либо передает новый кадр данных (если не истекло максимальное время владения маркером), либо изменяет бит занятости маркера на “свободен” и передает маркер дальше по кольцу.

В течение всего времени обладания маркером, до и после передачи своего кадра, станция должна выдавать заполняющую последовательность - произвольную последовательность 0 и 1. Это делается для поддержания синхронизации и контроля за обрывом кольца.



Билет № 8

1. Одноранговые сети

Однорамнговая, децентрализомванная или пимринговая (от англ. peer-to-peer, P2P -- равный к равному) сеть -- это оверлейная компьютерная сеть, основанная на равноправии участников. В такой сети отсутствуют выделенные серверы, а каждый узел (peer) является как клиентом, так и сервером. В отличие от архитектуры клиент-сервера, такая организация позволяет сохранять работоспособность сети при любом количестве и любом сочетании доступных узлов. Участниками сети являются пиры.

Например, в сети есть 12 машин, при этом каждая может связаться с любой из них. Каждая из этих машин может посылать запросы на предоставление каких-либо ресурсов другим машинам в пределах этой сети и, таким образом, выступать в роли клиента. Будучи сервером, каждая машина должна быть способной обрабатывать запросы от других машин в сети, отсылать то, что было запрошено. Каждая машина также должна выполнять некоторые вспомогательные и административные функции (например, хранить список других известных машин-«соседей» и поддерживать его актуальность).

Любой член данной сети не гарантирует свое присутствие на постоянной основе. Он может появляться и исчезать в любой момент времени. Но при достижении определённого критического размера сети наступает такой момент, что в сети одновременно существует множество серверов с одинаковыми функциями.

2. Выделенный и коммутируемый каналы

Выделенный канал - это канал с фиксированной полосой пропускания или фиксированной пропускной способностью, постоянно соединяющий двух абонентов. Абонентами могут быть как отдельные устройства (компьютеры или терминалы), так и целые сети.

Выделенные каналы делятся на аналоговые и цифровые в зависимости от того, какого типа коммутационная аппаратура применена для постоянной коммутации абонентов .

На канальном уровне аналоговых и цифровых выделенных каналов обычно используется протокол РРР для связи многопротокольных сетей.

Выделенные линии представляют собой наиболее надежное средство соединения локальных сетей через глобальные каналы связи, так как вся пропускная способность такой линии всегда находится в распоряжении взаимодействующих сетей. Однако это и наиболее дорогой вид глобальных связей - при наличии N удаленных локальных сетей, которые интенсивно обмениваются данными друг с другом, нужно иметь N(N-l)/2 выделенных линий. Для снижения стоимости применяют динамически коммутируемые каналы, стоимость которых разделяется между многими абонентами этих каналов.

При использовании выделенных каналов связи приемо-передающая аппаратура узлов связи постоянно соединена между собой. Этим обеспечивается высокая степень готовности системы к передаче информации, более высокое качество связи, поддержка большого объема трафика. Из-за сравнительно больших расходов на эксплуатацию сетей с выделенными каналами связи их рентабельность достигается только при условии достаточно полной загрузки каналов.

Коммутируемые каналы связи, создаются только на время передачи фиксированного объема информации, и для них характерны высокая гибкость и сравнительно небольшая стоимость (при малом объеме трафика).

Коммутируемые каналы создаются из отдельных участков ( сегментов) только на время передачи по ним информации; по окончании сеанса связи они распадаются.

Недостатки таких каналов: потери времени на коммутацию (на установление связи между абонентами), возможность блокировки из-за занятости отдельных участков линии связи, более низкое качество связи, большая стоимость при значительном объеме трафика.

3. Flash технология. Принципы, достоинства и недостатки

Flash (в переводе с англ."Вспышка") - мультимедиа технология для сети Интернет. Flash работает с векторной графикой, кроме того есть возможность создания интерактивных приложений.

Flash - двухмерная векторная анимация. Основное применение в Интернет - анимированные элементы сайтов и целые сайты.

Flash - технология, разработана компанией Macromedia, имеет широкий спектр применения, от оживления сайта различными анимационными эффектами, такими как анимированные баннеры, меню, мультфильмы и заканчивая разработкой мультимедийных презентаций и flash-приложений.

Технология Flash -- это современный, эффективный и недорогой способ создания эффектного содержания для сайта (или рекламного продукта).

Flash-технология используется в разработке мультимедийных проектов, настольных приложений и заставок для телефонов, сайтов и поздравительных открыток, мультфильмов, презентаций, игр.

Ранее эта технология носила название компании разработчика -- Macromedia Flash, а с 2005 г. ее полное название -- Adobe Flash.

Отличительной чертой flash сайтов является обилие анимации и анимационных эффектов. Такие сайты практически полностью состоят из анимации, которой управляет программный код. Так же технология Flash позволят добавлять на сайты музыкальные эффекты и управлять их воспроизведением.

Технология Flash в настоящее время позволяет разрабатывать трехмерную анимацию и анимационные эффекты, наиболее часто они используются в фото галереях.

Недостатки:

? российские поисковые системы не индексирует флэш-сайты, так как они построены без применения html. Таким образом, подобные ресурсы выпадают из гонки за положение в рейтинге, и тут никакая раскрутка не поможет.

? флэш-сайты невозможно регулярно обновлять, а поскольку пользователям неинтересно полгода читать одну и ту же статью, рассчитывать на рост посещаемости и популярности ресурса не стоит.

? реализовать с помощью флэш-технологии многие удобные для пользователя функции (например, увеличить размера шрифта, система поиска по сайту) не удастся. Флэш-сайт делается раз и навсегда, а посему он не восприимчив к всякого рода изменениям.



Билет № 9

1. Система доменных имен

DNS (англ. Domain Name System -- система доменных имён) -- компьютерная распределённая система для получения информации о доменах. Чаще всего используется для получения IP-адреса по имени хоста (компьютера или устройства), получения информации о маршрутизации почты, обслуживающих узлах для протоколов в домене (SRV-запись).

Распределённая база данных DNS поддерживается с помощью иерархии DNS-серверов, взаимодействующих по определённому протоколу.

Основой DNS является представление об иерархической структуре доменного имени и зонах. Каждый сервер, отвечающий за имя, может делегировать ответственность за дальнейшую часть домена другому серверу (с административной точки зрения -- другой организации или человеку), что позволяет возложить ответственность за актуальность информации на серверы различных организаций (людей), отвечающих только за «свою» часть доменного имени.

2. Принципы работы и характеристики поисковых систем Интернет

Поисковая система - программно-аппаратный комплекс с веб-интерфейсом для проведения поиска информации в Интернете. Под поисковой системой обычно подразумевается сайт, на котором размещён интерфейс системы. Программной частью поисковой системы является поисковая машина (поисковый движок) - комплекс программ, обеспечивающий функциональность поисковой системы и обычно являющийся коммерческой тайной компании-разработчика поисковой системы.

Поисковые системы являются базами данных, которые содержат информацию о ресурсах Интернета, сгруппированную по темам. Они позволяют находить веб-сайты по ключевым словам в базе данных или путём поиска в системе каталогов.

Заполнение баз данных осуществляется с помощью специальных программ-роботов, которые периодически «обходят» веб-серверы Интернета. Программы-роботы читают все документы, выделяют в них ключевые слова и заносят в базу данных.

Большинство поисковых систем позволяет авторам новых веб-сайтов самим регистрировать свой сайты в вазе данных.

В базе данных сайты распределяются по степени их посещаемости в день, неделю или месяц. Посещаемость сайтов определяется с помощью специальных программ-счётчиков, которые устанавливаются на сайте. Счётчики фиксируют каждое посещение сайта и передают информацию о количестве посещений на сервер поисковой системы.

Поисковые системы включают следующие программные компоненты:

* spider (паук): браузероподобная программа, которая скачивает веб-страницы;

* crawler «путешествующий» паук, который автоматически идет по всем ссылкам, найденным на странице;

* indexer (индексатор): «слепая» программа, которая анализирует веб-страницы, скаченные пауками;

* the database (база данных): хранилище скаченных и обработанных страниц;

* search engine results engine (система выдачи результатов): извлекает результаты поиска из базы данных.

Spider: Паук - это программа, которая скачивает веб-страницы. Он работает как браузер, когда вы соединяетесь с веб-сайтом и загружаете страницу.

Паук не имеет никаких визуальных компонент.

Crawler: Как и паук, скачивает страницы, анализирует страницу и находит все ссылки.

Его задача - определять, куда дальше должен идти паук, основываясь на ссылках или исходя из заранее заданного списка адресов.

3. Использование фреймов при создании сайтов

Фреймы позволяют выводить в одном окне браузера одновременно несколько вебстраниц, имеющих разные URL, различные полосы прокрутки (они могут и отсутствовать) и ведущих себя довольно независимо.

Как это сделано? Элемент <body> заменен элементом <frameset>. Этот контейнер предназначен для элементов <frame />, определяющих конкретные фреймы на странице и их URL.

Внутри фреймов отдельные страницы могут содержать гиперссылки, причем указывается, в каком фрейме будут выводиться документы, расположенные по URL, на который они указывают. Например, можно создать фрейм под названием «главное окно просмотра», в нем будут отображаться все страницы, на которые указывают ссылки. Веб-страница, которая содержит набор гиперссылок, может быть организована таким образом, чтобы целевое окно всегда было одно и то же. Тогда структура страницы с фреймами будет чем-то напоминать телевизор с переключателем программ. Это не тот же документ, что и статья справа, в главном окне просмотра. Все ссылки имеют специальный атрибут target, указывающий на то, что целевым объектом является именно главное окно. Итак, вы щелкаете на ссылке слева, а изменяется содержимое окна справа.

...