Файл: Вопросы к зачету Понятие цифровой (информационной) технологии.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.05.2024
Просмотров: 137
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
увеличение производительности и пропускной способности при приемлемых затратах. В действительности реальное увеличение производительности трудно оценить заранее, поскольку оно в значительной степени зависит от динамики поведения прикладных задач.
Возможность масштабирования системы определяется не только архитектурой аппаратных средств, но и зависит от заложенных свойств программного обеспечения. Простой переход, например, на более мощный процессор может привести к перегрузке других компонентов системы. Это означает, что действительно масштабируемая система должна быть сбалансирована по всем параметрам.
Совместимость и мобильность программного обеспечения. В настоящее время одним из наиболее важных факторов, определяющих современные тенденции в развитии информационных технологий, является ориентация компаний-поставщиков компьютерного оборудования на рынок прикладных программных средств. Это объясняется прежде всего тем, что для конечного пользователя в конце концов важно программное обеспечение, позволяющее решить его задачи, а не выбор той или иной аппаратной платформы. Переход от однородных сетей программно-совместимых компьютеров к построению неоднородных сетей, включающих компьютеры разных фирм-производителей, в корне изменил и точку зрения на саму сеть: из сравнительно простого средства обмена информацией она превратилась в средство интеграции отдельных ресурсов - мощную распределенную вычислительную систему, каждый элемент которой лучше всего соответствует требованиям конкретной прикладной задачи.
Идеологию открытых систем реализуют в своих последних разработках все ведущие фирмы-поставщики средств вычислительной техники, передачи информации и программного обеспечения. Их результативность на рынке информационных технологий и систем определяется согласованной научно-технической политикой и реализацией стандартов открытых систем.
Открытыми системами могут являться как конечные, так и промежуточные системы, к которым предъявляются следующие требования:
Свойства открытых систем
Сущность технологии открытых систем состоит в обеспечении возможности переносимости прикладных программ между различными платформами и взаимодействия систем друг с другом. Эта возможность достигается за счет использования международных стандартов на все программные и аппаратные интерфейсы между компонентами систем.
Виды стандартов информационных технологий
Стандарт де-факто означает, что продукт или система какого-то конкретного производителя захватили значительную часть рынка и другие производители стремятся эмулировать, копировать или использовать их с тем, чтобы также расширить свой сектор рынка.
Стандарт де-юре создается официально аккредитованными организациями по разработке стандартов. Он разрабатывается по правилам достижения соглашения в открытом обсуждении, в котором может принять участие любой желающий.
В начале 1980-х гг. Международная организация стандартизации (ISO) и Международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии (МККТТ) признали необходимость в создания модели сети, которая могла бы помочь поставщикам создавать реализации взаимодействующих сетей.
Предпосылками разработки моделей взаимодействия открытых систем явились:
В 1984 г. Международная организация стандартизации разработала эталонную модель сети под названием "Взаимодействие открытых систем" (OSI - Open System Interconnection).
Взаимодействие двух приложений посредством сети является довольно сложной задачей, которая включает в себя:
Если бы реализация всех необходимых составляющих для обмена информацией лежала бы только на приложениях, то создание последних было бы крайне сложной задачей. Кроме того, возникла бы проблема согласования транспортных средств для приложений, выпущенных различными разработчиками.
Модель взаимодействия открытых систем разделяет задачу сетевого обмена на семь более мелких задач, что упрощает решение. Каждая из подзадач сформулирована таким образом, чтобы для её решения требовался минимум внешней информации. Каждый уровень модели взаимодействия открытых систем соответствует своей подзадаче, а значит, каждый уровень модели в достаточной степени автономен. Функционально уровни взаимодействуют на строго иерархической основе: каждый уровень обеспечивает сервис для вышестоящего уровня, запрашивая, в свою очередь, сервис у нижестоящего уровня.
К основным принципам разработки сетевых уровней, соответствующих модели взаимодействия открытых систем, относятся:
Взаимодействие открытых систем на базе эталонной модели
1-й этап. Прикладная программа, которая является источником информации, передает данные верхнему уровню системы, в среде которой она реализована. На этом уровне происходит обработка полученных данных, смысл которой заключается в том, что к информации добавляется заголовок, содержащий служебную информацию, необходимую для адресации сообщения и выполнения контрольных функций.
Управляющая информация в форме кодированного заголовка помещается перед фактическими данными, которые должны быть переданы. Этот информационный блок передается в следующий смежный нижестоящий уровень системы.
2-й этап. Каждый уровень системы, принимая информацию от верхнего уровня, добавляет к ней свои данные, которые необходимы для функционирования этого уровня. При прохождении очередного уровня сверху вниз данные получают новый заголовок. Кроме того, по мере продвижения через уровни информация кодируется, постепенно преобразовываясь в сигналы, которые можно передавать по каналам связи.
3-й этап. Нижний уровень системы заголовка к сообщению не добавляет, его функции состоят в передаче информации, представленной в виде последовательности электрических сигналов, по каналу связи.
4-й этап. На принимающей стороне информация проходит снизу вверх, и на каждом уровне соответствующий заголовок сообщения отделяется, поэтому уровень на принимающей стороне получает данные точно в том виде, в котором они были отправлены соответствующим уровнем на противоположной стороне. Полученный заголовок прочитывается, после чего происходит обработка информации в соответствии с командами, содержащимися в этом заголовке.
5-й этап. Верхний уровень принимающей системы передает данные прикладной программе, с которой производится обмен информацией, при этом информационный блок содержит только оригинальный текст, поскольку все заголовки к этому моменту уже отделены от сообщения.
Современные сети можно классифицировать по различным признакам:
По удаленности компьютеров:
- Локальные LAN (Local Area Network) - сеть в пределах предприятия, учреждения, одной организации. Компьютеры расположены на расстоянии до нескольких километров и обычно соединены при помощи скоростных линий связи.
Возможность масштабирования системы определяется не только архитектурой аппаратных средств, но и зависит от заложенных свойств программного обеспечения. Простой переход, например, на более мощный процессор может привести к перегрузке других компонентов системы. Это означает, что действительно масштабируемая система должна быть сбалансирована по всем параметрам.
Совместимость и мобильность программного обеспечения. В настоящее время одним из наиболее важных факторов, определяющих современные тенденции в развитии информационных технологий, является ориентация компаний-поставщиков компьютерного оборудования на рынок прикладных программных средств. Это объясняется прежде всего тем, что для конечного пользователя в конце концов важно программное обеспечение, позволяющее решить его задачи, а не выбор той или иной аппаратной платформы. Переход от однородных сетей программно-совместимых компьютеров к построению неоднородных сетей, включающих компьютеры разных фирм-производителей, в корне изменил и точку зрения на саму сеть: из сравнительно простого средства обмена информацией она превратилась в средство интеграции отдельных ресурсов - мощную распределенную вычислительную систему, каждый элемент которой лучше всего соответствует требованиям конкретной прикладной задачи.
-
Концепция открытых систем
Идеологию открытых систем реализуют в своих последних разработках все ведущие фирмы-поставщики средств вычислительной техники, передачи информации и программного обеспечения. Их результативность на рынке информационных технологий и систем определяется согласованной научно-технической политикой и реализацией стандартов открытых систем.
Открытыми системами могут являться как конечные, так и промежуточные системы, к которым предъявляются следующие требования:
-
возможность переноса прикладных программ, разработанных должным образом с минимальными изменениями, на широкий диапазон систем; -
совместную работу с другими прикладными системами на локальных и удаленных платформах; -
взаимодействие с пользователями в стиле, облегчающем переход от системы к системе.
Свойства открытых систем
-
Переносимость прикладного программного обеспечения и повторная применимость программного обеспечения. Под переносимостью приложений понимается перенос всего соответствующего данному приложению программного обеспечения на другие платформы. Под повторной применимостью программного обеспечения понимается перенос в новые приложения некоторой части работающих программ, что также имеет большое практическое значение и непосредственно относится к целям открытости систем. -
Переносимость данных означает возможность переноса на новые прикладные платформы данных, хранящихся во внешней памяти существующих систем информационных технологий. Переносимость данных обеспечивается применением в открытых системах стандартов, строго регламентирующих форматы и способы представления данных. -
Функциональная совместимость (интероперабельность) прикладного программного обеспечения - это возможность обмена данными между различными прикладными программами, в том числе между программами, реализуемыми на разнородных прикладных платформах, а также возможность совместного использования данных. -
Функциональная совместимость (интероперабельность) управления и безопасности - это унификация и целостность средств административного управления и управления информационной безопасностью, т. е. для обеспечения интеграции систем их средства административного управления и средства защиты должны строиться в соответствии с международными стандартами. -
Переносимость пользователей - это обеспечение возможности для пользователей информационных технологий избежать необходимости переобучения при взаимодействии с системами, реализованными на основе различных платформ. -
Расширяемость - это способность системы эволюционировать с учетом изменений стандартов, технологий и пользовательских требований. -
Масштабируемость - свойство системы, позволяющее ей эффективно работать в широком диапазоне параметров, определяющих технические и ресурсные характеристики системы (примерами таких характеристик могут служить: число процессоров, число узлов сети, максимальное число обслуживаемых пользователей). -
Прозрачность реализаций - это способ построения системы, при котором все особенности ее реализации скрываются за стандартными интерфейсами, что и обеспечивает свойство прозрачности реализаций информационных технологий для конечных пользователей систем. -
Поддержка пользовательских требований - это точная спецификация пользовательских требований, определенных в виде наборов сервисов, предоставляемых открытыми системами приложениям пользователей.
Сущность технологии открытых систем состоит в обеспечении возможности переносимости прикладных программ между различными платформами и взаимодействия систем друг с другом. Эта возможность достигается за счет использования международных стандартов на все программные и аппаратные интерфейсы между компонентами систем.
Виды стандартов информационных технологий
Стандарт де-факто означает, что продукт или система какого-то конкретного производителя захватили значительную часть рынка и другие производители стремятся эмулировать, копировать или использовать их с тем, чтобы также расширить свой сектор рынка.
Стандарт де-юре создается официально аккредитованными организациями по разработке стандартов. Он разрабатывается по правилам достижения соглашения в открытом обсуждении, в котором может принять участие любой желающий.
-
Этапы развития технологии открытых систем
| Этапы развития технологии открытых систем | ||
| Этап | Описание этапа | Характеристика этапа |
| 1-й этап | Создание IBM 360 |
|
| 2-й этап | Разработка стандартов языков программирования |
|
| 3-й этап | Создание супермини-ЭВМ VAX |
|
| 4-й этап | Разработка модели взаимосвязи открытых систем |
|
| 5-й этап | Появление операционной системы MS-DOS |
|
| 6-й этап | Появление процессора с архитектурой RISC |
|
| 7-й этап | Внедрение операционной системы UNIX |
|
-
Эталонная модель взаимодействия открытых систем
В начале 1980-х гг. Международная организация стандартизации (ISO) и Международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии (МККТТ) признали необходимость в создания модели сети, которая могла бы помочь поставщикам создавать реализации взаимодействующих сетей.
Предпосылками разработки моделей взаимодействия открытых систем явились:
-
необходимость эталонной системы, которая поможет обеспечить взаимодействие сетевых средств, предлагаемых различными разработчиками; -
необходимость теоретически обоснованной сетевой модели, решающей задачу перемещения информации между компьютерами различных систем; -
разбиение общей задачи перемещения информации на более мелкие подзадачи, что позволило бы разработчикам сетевых приложений сконцентрироваться на решении конкретных прикладных задач.
В 1984 г. Международная организация стандартизации разработала эталонную модель сети под названием "Взаимодействие открытых систем" (OSI - Open System Interconnection).
Взаимодействие двух приложений посредством сети является довольно сложной задачей, которая включает в себя:
-
Поиск приложения, с которым будет производиться обмен информацией. -
Установление и поддержание связи. -
Обработка потерь и помех при обмене.
Если бы реализация всех необходимых составляющих для обмена информацией лежала бы только на приложениях, то создание последних было бы крайне сложной задачей. Кроме того, возникла бы проблема согласования транспортных средств для приложений, выпущенных различными разработчиками.
Модель взаимодействия открытых систем разделяет задачу сетевого обмена на семь более мелких задач, что упрощает решение. Каждая из подзадач сформулирована таким образом, чтобы для её решения требовался минимум внешней информации. Каждый уровень модели взаимодействия открытых систем соответствует своей подзадаче, а значит, каждый уровень модели в достаточной степени автономен. Функционально уровни взаимодействуют на строго иерархической основе: каждый уровень обеспечивает сервис для вышестоящего уровня, запрашивая, в свою очередь, сервис у нижестоящего уровня.
К основным принципам разработки сетевых уровней, соответствующих модели взаимодействия открытых систем, относятся:
-
Каждый уровень должен выполнять строго определенную функцию. -
Набор функций, выполняемых сетевым уровнем, приводится в соответствие с общепринятыми международными стандартами. -
Границы уровня выбираются таким образом, чтобы минимизировать проходящий через них поток данных. -
Количество сетевых уровней должно быть достаточно большим, чтобы не размещать различные функции на одном и том же уровне и в то же время не усложнять модель, делая её необъятной.
Взаимодействие открытых систем на базе эталонной модели
1-й этап. Прикладная программа, которая является источником информации, передает данные верхнему уровню системы, в среде которой она реализована. На этом уровне происходит обработка полученных данных, смысл которой заключается в том, что к информации добавляется заголовок, содержащий служебную информацию, необходимую для адресации сообщения и выполнения контрольных функций.
Управляющая информация в форме кодированного заголовка помещается перед фактическими данными, которые должны быть переданы. Этот информационный блок передается в следующий смежный нижестоящий уровень системы.
2-й этап. Каждый уровень системы, принимая информацию от верхнего уровня, добавляет к ней свои данные, которые необходимы для функционирования этого уровня. При прохождении очередного уровня сверху вниз данные получают новый заголовок. Кроме того, по мере продвижения через уровни информация кодируется, постепенно преобразовываясь в сигналы, которые можно передавать по каналам связи.
3-й этап. Нижний уровень системы заголовка к сообщению не добавляет, его функции состоят в передаче информации, представленной в виде последовательности электрических сигналов, по каналу связи.
4-й этап. На принимающей стороне информация проходит снизу вверх, и на каждом уровне соответствующий заголовок сообщения отделяется, поэтому уровень на принимающей стороне получает данные точно в том виде, в котором они были отправлены соответствующим уровнем на противоположной стороне. Полученный заголовок прочитывается, после чего происходит обработка информации в соответствии с командами, содержащимися в этом заголовке.
5-й этап. Верхний уровень принимающей системы передает данные прикладной программе, с которой производится обмен информацией, при этом информационный блок содержит только оригинальный текст, поскольку все заголовки к этому моменту уже отделены от сообщения.
-
Компьютерные сети, их классификация и характеристика.
Современные сети можно классифицировать по различным признакам:
По удаленности компьютеров:
- Локальные LAN (Local Area Network) - сеть в пределах предприятия, учреждения, одной организации. Компьютеры расположены на расстоянии до нескольких километров и обычно соединены при помощи скоростных линий связи.