double arrow

Вопрос 5-3. Инструментальные средства программирования и их состав

Для эффективного решения задач технологии программирования в настоящее время используется хорошо развитый инструментарий технологии программирования — программы и программные комплексы, обеспечивающие поддержку разработки, отладки и внедрения создаваемых ПС. Пользователями этого инструментария являются и прикладные, и системные программисты. Среди инструментальных средств выделяют следующие группы.

♦ Средства для создания приложений, включающие локальные средства и интегрированные среды разработки.

♦ Средства для создания информационных систем (CASE-технология).

Более подробно следует рассмотреть средства для создания приложений, так как CASE-технология изучается в курсе «Информационные системы в экономике».

Локальные средства разработки программ наиболее широко представлены на рынке ПС и содержат языки и системы программирования.

Современные системы программирования содержат:

—средства создания и редактирования текстов программ;

—транслятор;

—большие библиотеки стандартных функций;

—средства отладки программ;

—многооконный интерфейс;

—мощные графические библиотеки;

—встроенную справочную службу.

Дальнейшим развитием локальных средств разработки программ являются интегрированные среды программирования. Их основное назначение — повышение производительности труда программистов, автоматизация создания кодов программ, обеспечивающих графический интерфейс пользователя,

разработка приложений для архитектуры клиент-сервер и т.п.

Изложение лекционного материала сопровождается демонстрацией следующих слайдов и плакатов.

♦ Жизненный цикл программного обеспечения.

♦ Основные этапы разработки алгоритма и реализующей его программы.

♦ Основные типы данных.

♦ Состав инструментальных средств программирования.

Тема 6. Компьютерные сети и телекоммуникации

Следует рассмотреть следующие вопросы.

6-1.Понятие, архитектура, классификация и основы работы компьютерных сетей. Эталонная модель взаимодействия открытых систем и модели архитектуры «клиент-сервер».

6-2.Понятие «локальные вычислительные сети» (ЛВС), классификация, назначение и характеристика отдельных видов ЛВС.

6-3.Понятие «корпоративная вычислительная сеть», ее назначение, структура и компоненты

6-4.Назначение, структура и состав сети Интернет. Административное устройство Интернета. Межсетевая адресация, протоколы, сервисы и технологии Интернета. Организация работы пользователя в сети Интернет.

Вопрос 6-1. Понятие, архитектура, классификация и основы работы компьютерных сетей. Эталонная модель взаимодействия открытых систем и модели архитектуры «клиент-сервер»

Компьютерная сеть представляет собой совокупность компьютеров и различных других устройств, обеспечивающих интерактивный информационный обмен и совместное использование ресурсов сети.

Ресурсы сети представляют собой компьютеры, данные, программы, сетевое оборудование, различные устройства внешней памяти, принтеры, сканеры и другие устройства, называемые компо­нентами сети. Компьютеры, входящие в сеть, называются узлами (клиентами или рабочими станциями сети).

Под архитектурой сети понимаются компоненты, методы доступа, технология и топология ее построения.

Методы доступа регламентируют процедуры получения узлами сети доступа к среде передачи данных.

По методам доступа различают сети:

со случайным доступом CSMA/CS (множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов);

с маркерными кольцами — на основе маркерной шины и маркерного кольца.

Существует две разновидности метода случайного доступа: CSMA/CS: множественный доступ с контролем несущей и обна­ружением конфликтов и приоритетный доступ.

К маркерным методам доступа относятся два типа передачи данных: маркерная шина (стандарт IEEE 802.4) и маркерное кольцо (стандарт IEEE 802.5). При этом под маркером понимается управляющая последовательность бит, передаваемая компьютером по сети.

Под топологией вычислительной сети понимается изображение сети в виде графа, вершинам которого соответствуют узлы сети, а ребрам — связи между ними.

Существуют четыре основные топологии: шина (Bus), кольцо (Ring), звезда (Star) и ячеистая топология (Mesh). Другие виды топологий представляют различные виды комбинаций этих типов.

В качестве современных технологий построения и функционирования компьютерных сетей используются следующие:

♦ технология Х.25 является одной из самых распространенных: за счет возможности работы на ненадежных линиях передачи данных благодаря использованию протоколов с установленным соединением и коррекцией ошибок на канальном и сетевом уровнях открытой модели OSI;

♦ технология Frame Relay (ретрансляция кадров) предназначена для передачи информации с неравномерным потоком. Поэтому чаще используется при передаче цифровых данных между отдельными локальными сетями или сегментами территориальных или глобальных сетей. Технология не позволяет передавать речь, видео или другую мультимедиа-информацию;

♦ технология ISDN (цифровая сеть с интеграцией услуг), позволяющая осуществить одновременную передачу данных, речи и мультимедиа-информацию;

♦ ATM (асинхронный режим передачи): технология расширяет возможности сетей ISDN по передачи мультимедиа-данных за счет повышения скорости передачи до 2,5 Гбит/с;

♦ VPN (виртуальная частная сеть): технология позволяет организовать частную сеть, функционирующую как туннель через большую сеть, например Интернет.

Компьютерные сети классифицируются по следующим признакам: размеру сети, ведомственной принадлежности, методам доступа, топологии построения, способам коммутации абонентов сети, типам передающей среды, интеграции услуг, типу используемых ЭВМ в сети, правам собственности.

Классификация сетей по размеру является наиболее распространенной. По этому критерию выделяют локальные КС (LAN-сети), территориалъно-распределенные (региональные) КС (MAN-сети) и глобальные КС (WAN-сети).

По ведомственной принадлежности различают компьютерные сети отраслей, объединений и организаций. В качестве примеров таких сетей выступают компьютерные сети «РАО ЕС», объедине­ния «Сургутнефтегаз», Сберегательного банка России и др.

По методам доступа к среде передачи данных различают сети со случайным доступом CSMA/CS и доступом с помощью маркерной шины и маркерного кольца.

По топологии различают сети типа шина, кольцо, звезда, ячеистая, полносвязная и смешанная.

По способам коммутации абонентов сети выделяют сети с разделяемой средой передачи и коммутируемые сети.

По типу среды передачи данных различают проводные, кабельные и беспроводные КС.

К проводным КС относятся КС с проводами без какой-либо изолирующей или экранирующей защиты и проложенными по воздушной среде.

Кабельные линии связи включают три вида кабелей: кабели типа витая пара, коаксиальный кабель и волоконно-оптический кабель.

Беспроводные линии связи представляют различные радиоканалы наземной и спутниковой связи.

Сети с интеграцией услуг ISDN ориентированы на оказание услуг по использованию телефакса, телекса, видеотекса, организации конференц-связи и передачи мультимедиа-информации.

В зависимости от типа используемых ЭВМ различают гомогенные сети, имеющие в своем составе только однотипные ЭВМ, и гетерогенные сети, узлами которых могут быть ЭВМ разных типов.

В зависимости от прав собственности сети могут являться сетями общего пользования (public) или частными (private).

В процессе функционирования компьютерной сети все ее компоненты активно взаимодействуют друг с другом. Для унификации процессов взаимодействия Международной организацией по стандартам разработана эталонная модель взаимодействия открытых систем (модель OSI).

Модель OSI рекомендуется рассмотреть с использованием схемы модели и указанием взаимодействия протоколов и пакетов на различных уровнях модели OSI. Под протоколом обмена (связи, представления данных) понимают описание форматов передаваемых пакетов данных, а также систему правил и соглашений, которые должны соблюдаться при организации взаимодействия и передачи данных между отдельными процессами. В модели OSI средства взаимодействия делятся на семь уровней: прикладной, представительный, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический.

Прикладной уровень является высшим уровнем модели OSI. На нем обеспечивается доступ программ к компьютерной сети. При­мерами процессов прикладного уровня могут служить работы программ передачи файлов,

почтовых служб, управления сетью.

Уровень представления данных предназначен для преобразования данных из одной формы в другую, например из кодовой таблицы EBCDIC (расширенный двоично-десятичный код обмена информацией) в кодовую таблицу ASCII (американский стандартный кода для обмена информацией). На этом уровне осуществляется обработка специальных и графических символов, сжатие и восстановление данных, кодирование и декодирование данных. На сеансовом уровне производится контроль обеспечения безопасности передаваемой информации и поддержки связи до момента окончания сеанса передачи. Транспортный уровень является наиболее важным, так как служит посредником между верхними уровня­ми, ориентированными на приложения, и нижними уровнями, обеспечивающими подготовку и передачу данных по сети. Транспортный уровень отвечает за скорость, сохранность и присвоение уникальных номеров пакетам. На сетевом уровне определяются сетевые адреса узлов получателей, устанавливаются маршруты следования пакетов. На канальном уровне осуществляется генерация, передача и получение кадров данных. Физический уровень является низшим уровнем эталонной модели OSI. На этом уровне поступившие с сетевого уровня кадры преобразуются в последовательности электрических сигналов. На узле-приемнике осуществляется обратное преобразование электрических сигналов в кадры.

Взаимодействие компьютеров в сети основывается на различных моделях архитектуры «клиент-сервер». Под серверами сети понимают компьютеры, предоставляющие те или иные ресурсы. В зависимости от вида ресурса различают серверы баз данных, серверы приложений, серверы печати и т.д. Клиентами сети являются компьютеры, запрашивающие ресурсы в процессе решения конкретных задач.

В настоящее время существуют и используются в практической работе четыре модели архитектуры «клиент-сервер».

В модели «файловый сервер» на сервере располагаются только данные. Вся

обработка данных ведется на компьютере клиента.

Модель «доступа к удаленным данным» требует размещения на сервере данных и менеджера информационных ресурсов. Запросы к информационным ресурсам направляются по сети менеджеру ресурсов, который их обрабатывает и возвращает клиенту результаты обработки.

Модель «комплексный сервер» предполагает расположение на сервере прикладных функций и функций доступа к данным за счет размещения данных, менеджера ресурсов и прикладного компонента. В данной модели по сравнению с «доступом к удаленным данным» достигается более высокая производительность сети за счет лучшей централизации прикладных вычислений и еще большего сокращения трафика сети.

Модель «трехзвенной архитектуры "клиент-сервер"» используется при сложном и объемном прикладном компоненте, для размещения которого используется отдельный сервер, называемый сервером приложений.

Вопрос 6-2. Понятие «локальные вычислительные сети», классификация, назначение и характеристика отдельных видов ЛВС

К локальным КС относятся сети, узлы которых располагаются на небольшом расстоянии друг от друга, обычно не более нескольких сот метров. Примерами таких сетей могут служить сети отдельных предприятий и организаций, а также их структурных подразделений.

Основным назначением ЛВС является предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключенным к сети пользователям.

Характерными чертами ЛВС являются компактное территориальное расположение узлов сети; использование в качестве среды передачи данных преимущественно кабельной системы, а в качестве узлов сети — ПК; большое разнообразие архитектур построения; работа всех компьютеров ЛВС в одной модели OSI; принадлежность к конкретной организации или предприятию.

Аппаратные компоненты ЛВС включают компьютеры, оснащенные сетевыми картами; устройства межсетевой связи (маршрутизаторы); концентраторы и коммутаторы; специальное сетевое оборудование (повторители, терминаторы, разъемы, трансиверы, антенны и т.д.); технические устройства защиты ресурсов; кабельную систему.

Классификация ЛВС осуществляется по следующим признакам:

топология (шина, кольцо, звезда и смешанная топология);

метод доступа к среде передачи данных. В ЛВС используются следующие методы доступа: Ethernet, ARCnet, Token Ring, FDDI);

наличие сервера в сети (одноранговые ЛВС и сети с выделенным сервером);

♦ тип кабельной системы (коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель).

Самостоятельно рассмотреть назначение, преимущества и недостатки.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: