Сигналы. Запись - это наименьший элемент данных, который может быть обработан как единое целое прикладной программой при обмене с внешним устройством

В ОС.

Запись - это наименьший элемент данных, который может быть обработан как единое целое прикладной программой при обмене с внешним устройством.

Причем в большинстве ОС размер записи равен одному байту. В то время как приложения оперируют записями, физический обмен с устройством осуществляется большими единицами (обычно блоками). Поэтому записи объединяются в блоки для вывода и разблокируются - для ввода. Вопросы распределения блоков внешней памяти между файлами рассматриваются в следующей лекции.ОС поддерживают несколько вариантов структуризации файлов. Простейший вариант - так называемый последовательный файл. То есть файл является последовательностью записей. Поскольку записи, как правило, однобайтовые, файл представляет собой неструктурированную последовательность байтов. Обработка подобных файлов предполагает последовательное чтение записей от начала файла, причем конкретная запись определяется ее положением в файле. Такой способ доступа называется последовательным (модель ленты). В реальной практике файлы хранятся на устройствах прямого (random) доступа, например на дисках, поэтому содержимое файла может быть разбросано по разным блокам диска, которые можно считывать в произвольном порядке. Причем номер блока однозначно определяется позицией внутри файла. Файл, байты которого могут быть считаны в произвольном порядке, называется файлом прямого доступа.

Таким образом, файл, состоящий из однобайтовых записей на устройстве прямого доступа, - наиболее распространенный способ организации файла. Базовыми операциями для такого рода файлов являются считывание или запись символа в текущую позицию. В большинстве языков высокого уровня предусмотрены операторы посимвольной пересылки данных в файл или из него.

Подобную логическую структуру имеют файлы во многих файловых системах, например в файловых системах ОС Unix и MS-DOS. ОС не осуществляет никакой интерпретации содержимого файла. Эта схема обеспечивает максимальную гибкость и универсальность. С помощью базовых системных вызовов (или функций библиотеки ввода/вывода) пользователи могут как угодно структурировать файлы. В частности, многие СУБД хранят свои базы данных в обычных файлах.

Известны как другие формы организации файла, так и другие способы доступа к ним, которые использовались в ранних ОС, а также применяются сегодня в больших мэйнфреймах (mainframe), ориентированных на коммерческую обработку данных. Первый шаг в структурировании - хранение файла в виде последовательности записей фиксированной длины, каждая из которых имеет внутреннюю структуру. Операция чтения производится над записью, а операция записи переписывает или добавляет запись целиком. Другой способ представления файлов - последовательность записей переменной длины, каждая из которых содержит ключевое поле в фиксированной позиции внутри записи. Базисная операция в данном случае - считать запись с каким-либо значением ключа. Записи могут располагаться в файле последовательно (например, отсортированные по значению ключевого поля) или в более сложном порядке. Метод доступа по значению ключевого поля к записям последовательного файла называется индексно-последовательным. В некоторых системах ускорение доступа к файлу обеспечивается конструированием индекса файла. Индекс обычно хранится на том же устройстве, что и сам файл, и состоит из списка элементов, каждый из которых содержит идентификатор записи, за которым следует указание о местоположении данной записи. Для поиска записи вначале происходит обращение к индексу, где находится указатель на нужную запись.

Такие файлы называются индексированными, а метод доступа к ним - доступ с использованием индекса. В этом случае ОС использует древовидную организацию блоков, при которой блоки, составляющие файл, являются листьями дерева, а каждый внутренний узел содержит указатели на множество блоков файла. Для больших файлов индекс может быть слишком велик. В этом случае создают индекс для индексного файла (блоки промежуточного уровня или блоки косвенной адресации).

39. Цифровые каналы передачи данных

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) и цифровые (дискретные).

Так как аппаратура передачи и приема данных работает с данными в дискретном виде (т.е. единицам и нулям данных соответствуют дискретные электрические сигналы), то 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.

К способам модуляции относятся:

амплитудная модуляция;

частотная модуляция;

фазовая модуляция.

При передаче дискретных сигналов через цифровой канал передачи данных используется кодирование:

потенциальное;

импульсное.

Таким образом, потенциальное или импульсное кодирование применяется на каналах высокого качества, а модуляция на основе синусоидальных сигналов предпочтительнее в тех случаях, когда канал вносит сильные искажения в передаваемые сигналы.

Обычно модуляция используется в глобальных сетях при передаче данных через аналоговые телефонные каналы связи, которые были разработаны для передачи голоса в аналоговой форме и поэтому плохо подходят для непосредственной передачи импульсов.

В зависимости от способов синхронизации каналы передачи данных вычислительных сетей можно разделить на синхронные и асинхронные. Синхронизация необходима для того, чтобы передающий узел данных мог передать какой-то сигнал принимающему узлу, чтобы принимающий узел знал, когда начать прием поступающих данных.

Синхронная передача данных требует дополнительной линии связи для передачи синхронизирующих импульсов. Передача битов передающей станцией и их прием принимающей станцией осуществляется в моменты появления синхроимпульсов.

При асинхронной передаче данных дополнительной линии связи не требуется. В этом случае передача данных осуществляется блоками фиксированной длины (байтами). Синхронизация осуществляется дополнительными битами (старт-битами и стоп-битами), которые передаются перед передаваемым байтом и после него.

При обмене данными между узлами вычислительных сетей используются три метода передачи данных:

симплексная (однонаправленная) передача (телевидение, радио);

полудуплексная (прием/передача информации осуществляется поочередно);

дуплексная (двунаправленная), каждый узел одновременно передает и принимает данные (например, переговоры по телефону).

Методы передачи на канальном уровне

Прежде чем послать данные в вычислительную сеть, посылающий узел данных разбивает их на небольшие блоки, называемые пакетами данных. На узле–получателе пакеты накапливаются и выстраиваются в должном порядке для восстановления исходного вида.

В составе любого пакета должна присутствовать следующая информация:

данные или информация, предназначенная для передачи по сети;

адрес, указывающий место назначения пакета. Каждый узел сети имеет адрес. Кроме того, адрес имеет и приложение. Адрес приложения необходим для того, чтобы идентифицировать, какому именно приложению принадлежит пакет;

управляющие коды – это информация, которая описывает размер и тип пакета. Управляющие коды включают в себя также коды проверки ошибок и другую информацию.

Существует три принципиально различные схемы коммутации в вычислительных сетях:

коммутация каналов;

коммутация пакетов;

коммутация сообщений.

При коммутации каналов устанавливается соединение между передающей и принимающей стороной в виде непрерывного составного физического канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков для прямой передачи данных между узлами. Затем сообщение передается по образованному каналу.

Коммутация сообщений – процесс пересылки данных, включающий прием, хранение, выбор исходного направления и дальнейшую передачу блоков сообщений (без разбивки на пакеты). При коммутации сообщений блоки сообщений передаются последовательно от одного промежуточного узла к другому с временной буферизацией их на дисках каждого узла, пока не достигнут адресата. При этом новая передача может начаться только после того, как весь блок будет принят. Ошибка при передаче повлечет новую повторную передачу всего блока.

Передача пакетов осуществляется аналогично передаче сообщений, но так как размер пакета значительно меньше блока сообщения, то достигается быстрая его обработка промежуточным коммуникационным оборудованием. Поэтому канал передачи данных занят только во время передачи пакета и по ее завершению освобождается для передачи других пакетов. Шлюзы и маршрутизаторы, принимают пакеты от конечных узлов и на основании адресной информации передают их друг другу, а в конечном итоге станции назначения. Данный вид передачи данных является стандартом для сети Интернет.

В настоящее время телекоммуникационные сети строятся на цифровой основе, поэтому методы передачи данных, применяемые в вычислительных сетях, могут быть использованы для разработки стандартов передачи любой информации (голоса, изображения, данных).

40. Управление проектом АСОИУ

Система управления проектами(СУП)является одним из важнейших компонентов всей системы управления организацией. СУП - организационно-технологический комплекс методических, технических, программных и информационных средств, направленный на поддержку и повышение эффективности процессов планирования и управления проектом. В основе комплекса лежит программное обеспечение календарного планирования. П реимущества использования СУП:

централизованное хранение информации по графику работ, ресурсам и стоимости;

возможности быстрого анализа влияния изменений в графике, ресурсном обеспечении и финансировании на план проекта;

возможность распределенной поддержки и обновления данных в сетевом режиме;возможности автоматизированной генерации отчетов и графических диаграмм, разработки документации по проекту.

ПО для управления проектами традиционно разделяется на профессиональные системы и системы для массового пользователя.

Профессиональные системы предоставляют гибкие средства реализации функций планирования и контроля, но требуют больших затрат времени на подготовку и анализ данных и соответственно высокой квалификации пользователей.

Системы для массового пользователя адресованы пользователям-непрофессионалам, для которых управление проектами не является основным видом деятельности. В наст время даже относительно дешевые системы способны поддерживать планирование проектов, состоящих из десятков тысяч задач и использующих тысячи видов ресурсов. Основные различия между системами проявляются в реализации функций ресурсного планирования и многопроектного планирования и контроля. Возможности эффективного внедрения системы управления про­ектами во многом зависят от возможностей настройки системы на специфические показатели конкретных проектов, гибкости средств обмена данными, возможностей стандартизации управленческой среды и обеспечения групповой работы с данными проекта.

MicrosoftProject - один из лидеров по возможностям объединения участников проекта средствами электронной почты или Интранет. Информация о работах проекта может сохраняться в формате HTML и публиковаться навнутреннем Web-сервере. Кроме стандартных форматов файлов MicrosoftProject (MPP и МРХ) можно сохранять информацию о проекте в форматах ODBC, Excel и Access. Формат MPD (MicrosoftProjectDatabase) позволяет хранить все данные о проекте в структуре, доступной как из MicrosoftProject 98, так и из Access. В MSProject для планирования можно использовать графики Ганта и сетевые графики. Диаграмма Ганта названа в честь Генри Ганта (1861-1919), соратника «отца научного менеджмента» Фредерика Тейлора (1856-1915).В MS Project диаграмма Ганта (GanttChart) является основным средством визуализации плана проекта.

41. Понятия приоритета и очереди процессов (Мирош)

42. Задачи линейной оптимизации (Дима Кипоров, Ваня Семенов, =106)

43. Защита БД

Защита БД должна охватывать следующие моменты:

- используемое оборудование

- ПО

- персонал

- сами данные.

В многопользовательских вычислительных системах компьютерные средства контроля включают следующие моменты:

1. Авторизация пользователей.

2. Использование представлений.

3. Средства копирования и восстановления.

4. Шифрование.

5. Вспомогательные процедуры.

Авторизация пользователей заключается в предоставлении определенных прав, которые обеспечивают доступ к системе в целом, либо к ее отдельным объектам.

Аутентификация – механизм определений того, является ли пользователь тем, за кого се6я выдает.

Представление – это динамический результат выполнения одной или нескольких реляционных операций над базами отношения.

Резервное копирование – процесс периодического создания копий БД из файла журнала БД.

Средство поддержания целостности средства данных предназначены для исключения перехода данных в несогласованное состояние.

Шифрование данных – кодирование данных с помощью специальных алгоритмов, которые делают данные непригодными для чтения, если не известен ключ шифрования.

К основным средствам защиты относятся:

Защита паролем

Шифрование данных и программ

Разграничение прав доступа к обьектам баз данных

Защита полей и записей таблиц БД

Защита паролем это довольно простой и удобный метод защиты бд. Пароли и логины доступа хранятся в зашифрованном виде в системных файлах бд и так же являются бд.

Шифрование является более продвинутым способом защиты. Шифрование это преобразование информации, посредством алгоритма шифрования.

С целью контроля использования основных ресурсов БД во многих системах имеются средства установления прав доступа к объектам БД. Права доступа определяют возможные действия над объектом. Владелец объекта и администратор БД,имеют все права. Остальные пользователи могут иметь разные уровни доступа

Вот некоторые из них по отношению к таблицам:

Просмотр данных

Изменение данных

Добавление новых записей

Добавление или удаление данных

Изменение структуры таблицы

По отношению к полям относятся:

Полный запрет доступа

Только чтение

Полное разрешение всех операций

Защита отдельных полей таблицы(могут быть совсем скрыты от пользователя)

Дополнительные средства защиты БД:

Встроенные средства контроля значений данных в соответствии с типами

Повышение достоверности вводимых данных

Обеспечение целостности связей таблиц

Организации совместного использования объектов БД в сети

44. Разделение каналов по времени и частоте (Мирош)

45. Проектная документация АСОИУ

Стандарт распространяется на автоматизированные системы (АС), используемые в различных видах деятельности (исследование, проектирование, управление и т.п.), включая их сочетания, создаваемые в организациях, объединениях и на предприятиях (далее организациях). Стандарт устанавливает стадии и этапы создания АС, а также содержание работ на каждом этапе. Стадии и этапы создания АС:

1.Формирование требований к АС

2. Разработка концепции АС

3. Техническое задание

4. Эскизный проект

5. Технический проект

6. Рабочая документация

7. Ввод в действие

8. Сопровождение АС.

Допускается исключать стадию "Эскизный проект" и отдельные этапы работ на всех стадиях, объединять стадии "Технический проект" и "Рабочая документация" в одну стадию "Технорабочий проект.

Виды и комплектность документов регламентированы ГОСТ 34.201.Требования к содержанию документов РД 50-34.698-90 - Содержание документов является общим для всех видов АС и, при необходимости, может дополняться разработчиком документов в зависимости от особенностей создаваемой АС.

1. Пояснительные записки к эскизному, техническому проектам содержат разделы: общие положения; описание процесса деятельности; основные технические решения; мероприятия по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие.

2. Схема функциональной структуры содержит:элементы функциональной структуры АС (подсистемы АС); автоматизированные функции и/или задачи (комплексы задач); совокупности действий (операций), выполняемых при реализации автоматизированных функций только техническими средствами (автоматически) или только человеком; информационные связи между элементами и с внешней средой с кратким указанием содержания сообщений и/или сигналов, передаваемых по связям, и при необходимости, связи других типов (входимости, подчинения и т. д.);

3. Описание автоматизируемых функций содержит разделы: исходные данные; цели АС и автоматизированные функции; характеристика функциональной структуры; типовые решения (при наличии).

4. Описание постановки задачи (комплекса задач): характеристики комплекса задач; выходная информация; входная информация.

5. Общее описание системы: назначение системы; описание системы; описание взаимосвязей АС с другими системами; описание подсистем (при необходимости).

6. Программа и методика испытаний - перечни конкретных проверок (решаемых задач), сожержит: цель испытаний; общие положения; объем испытаний; условия и порядок проведения испытаний; материально-техническое обеспечение испытаний; метрологическое обеспечение испытаний; отчетность.

7. Схема организационной структуры:состав подразделений (должностных лиц) организации, обеспечивающих функционирование АС; основные функции и связи между подразделениями и отдельными должностными лицами, указанными на схеме, и их подчиненность.

8. Описание организационной структуры: изменения в организационной структуре управления объектом; организация подразделений; реорганизация существующих подразделений управления.

9. Методика автоматизированного проектирования: общие положения; постановка задачи; методика проектирования; исходные данные; проектные процедуры; оценка результатов.

10. Перечень входных сигналов и данных.

11. Перечень выходных сигналов (документов).

12. Описание информационного обеспечения системы: состав информационного обеспечения; организация информационного обеспечения; организация сбора и передачи информации; построение системы классификации и кодирования; организация внутримашинной информационной базы; организация внемашинной информационной базы.

13. Описание организации информационной базы состоит из двух частей: описание внутримашинной информационной базы; описание внемашинной информационной базы.

14. Описание систем классификации и кодирования содержит перечень применяемых вАС зарегистрированных классификаторов всех категорий по каждому классифицируемому объекту, описание метода кодирования, структуры и длины кода.

15. Описание массива информации: наименование массива; обозначение массива; наименование носителей информации; перечень реквизитов в порядке их следования в записях массива с указанием по каждому реквизиту; другие характеристики массива (при необходимости).

46. Средства коммуникации процессов

В идеальной многозадачной системе все процессы, выполняющиеся параллельно, независимы друг от друга (т.е., асинхронны). На практике такая ситуация маловероятна, поскольку рано или поздно возникают ситуации, когда параллельным процессам необходим доступ к некоторым общим ресурсам. Для этого необходимо введение на уровне ОС средств, предоставляющих такую возможность.

При выполнении параллельных процессов может возникать проблема, когда каждый процесс, обращающийся к разделяемым данным, исключает для всех других процессов возможность одновременного с ним обращения к этим данным - это называется взаимоисключением (mutual exclusion).

Ресурс, который допускает обслуживание только одного пользователя за один раз, называется критическим ресурсом. Если несколько процессов хотят пользоваться критическим ресурсом в режиме разделения времени, им следует синхронизировать свои действия таким образом, чтобы этот ресурс всегда находился в распоряжении не более чем одного их них.

Участки процесса, в которых происходит обращение к кри­тическим ресурсам, называются критическими участками.

Для организации коммуникации между одновременно работающими процессами применяются средства межпроцессного взаимодействия (Interprocess Communication - IPC).

Выделяются три уровня средств IPC:

локальный;

удаленный;

высокоуровневый.

Средства локального уровня IPC привязаны к процессору и возможны только в пределах компьютера. К этому виду IPC принадлежат практически все основные механизмы IPC UNIX, а именно, каналы, разделяемая память и очереди сообщений. Коммуникационное пространство этих IPC, поддерживаются только в пределах локальной системы. Из-за этих ограничений для них могут реализовываться более простые и более быстрые интерфейсы.

Удаленные IPC предоставляют механизмы, которые обеспечивают взаимодействие как в пределах одного процессора, так и между программами на различных процессорах, соединенных через сеть. Сюда относятся удаленные вызовы процедур (Remote Procedure Calls - RPC), сокеты Unix, а также TLI (Transport Layer Interface - интерфейс транспортного уровня) фирмы Sun.

Под высокоуровневыми IPC обычно подразумеваются пакеты программного обеспечения, которые реализуют промежуточный слой между системной платформой и приложением. Эти пакеты предназначены для переноса уже испытанных протоколов коммуникации приложения на более новую архитектуру.

Простые межпроцессные коммуникации можно организовать с помощью сигналов и каналов. Более сложными средствами IPC являются очереди сообщений, семафоры и разделяемые области памяти.

Каналы

Канал (pipe) представляет собой средство связи стандартного вывода одного процесса со стандартным вводом другого. Каналы старейший из инструментов IPC, существующий приблизительно со времени появления самых ранних версий оперативной системы UNIX.

Сигналы

Сигналы являются программными прерываниями, которые посылаются процессу, когда случается некоторое событие. Сигналы могут возникать синхронно с ошибкой в приложении, например SIGFPE (ошибка вычислений с плавающей запятой) и SIGSEGV (ошибка адресации), но большинство сигналов является асинхронными. Сигналы могут посылаться процессу, если система обнаруживает программное событие, например, когда пользователь дает команду прервать или остановить выполнение, или получен сигнал на завершение от другого процесса. Сигналы могут прийти непосредственно от ядра ОС, когда возникает сбой аппаратных средств ЭВМ. Система определяет набор сигналов, которые могут быть отправлены процессу. При этом каждый сигнал имеет целочисленное значение и приводит к строго определенным действиям.