Ошибки во время выполнения

Ошибки во время выполнения — это ошибки, возникающие во время работы программы. Обычно это происходит в том случае, когда программа пытается выполнить недопустимую операцию.

Примером такой недопустимой операции является деление на ноль. Предположим, что имеется следующий оператор.

Speed = Miles / Hours

Если переменная Hours имеет значение 0, операция деления завершается неудачей и вызывает ошибку во время выполнения. Чтобы обнаружить эту ошибку, необходимо запустить программу, и если Hours содержит допустимое значение, ошибка не возникнет.

 Логические ошибки

Логические ошибки не позволяют программе выполнять предполагаемые действия. Ваш код может компилироваться и выполняться без ошибок, но результат операции может оказаться неожиданным и неверным.

Например, переменная FirstName может быть изначально установлена равной пустой строке. Далее, в программе можно объединить FirstName с другой переменной LastName для отображения полного имени. Если вы забудете присвоить значение переменной FirstName, отображаться будет только фамилия, а не полное имя, как предполагалось.

34. Методы получения дополнительной информации о процессе выполнения программы.

Для получения дополнительной информации об ошибке можно выполнить добавочные тесты или использовать специальные методы и средства:

- независимые отладчики.

Отладочный вывод. Метод требует включения в программу дополнительного отладочного вывода в узловых точках. Узловыми считают точки алгоритма, в которых основные переменные программы меняют свои значения. При этом предполагается, что, выполнив анализ выведенных значений, программист уточнит момент, когда были получены неправильные значения, и сможет сделать вывод о причине ошибки.

Интегрированные средства отладки. Большинство современных сред программирования включают средства отладки, которые обеспечивают максимально эффективную отладку. Они позволяют:

- выполнять программу по шагам, причем как с заходом в подпрограммы, так и выполняя их целиком;

- предусматривать точки останова;

- выполнять программу до оператора, указанного курсором;

- отображать содержимое любых переменных при пошаговом выполнении;

Отладка с использованием независимых отладчиков. При отладке программ иногда используют специальные программы - отладчики, которые позволяют выполнить любой фрагмент программы в пошаговом режиме и проверить содержимое интересующих программиста переменных.

35. Назначение и типы компьютерных сетей.

Назначение.Все компьютерные сети без исключения имеют одно назначение – обеспечение совместного доступа к общим ресурсам.
Кроме аппаратных ресурсов компьютерные сети позволяют совместно использовать программные ресурсы.
Данные, хранящиеся на удаленных компьютерах, образуют информационный ресурс.
Типы.

• локальные (1-3000 м) — объединяют компьютеры в пределах нескольких зданий;
• кампусные (100-10000 м) — локальные сети масштаба «кампуса» — небольшого городка;
• городские (5-20 км) — высокоскоростные каналы связи в пределах большого города;
• региональные (территориальные) (100-1000 км) — объединяют компьютеры географической области;
• глобальные (10000-20000 км) — объединение компьютеров в различных частях света (Интернет).

Компьютерные сети бывают двух типов – одноранговые и сети на основе сервера.

Одноранговая сеть фактически представляет собой несколько компьютеров, которые соединены между собой посредством одного из распространенных типов связи. Одноранговая сеть поддерживает любую операционную систему.
Обычно одноранговая сеть строится для объединения небольшого количества компьютеров (до 10) посредством кабеля и в тех случаях, когда нет необходимости в строгой защите данных

Сеть на основе сервера
Сеть основе сервера – это самый распространенный тип сети.
В ней может использоваться один или более серверов, которые контролируют рабочие места. Сервер отличает мощность и быстродействие, он очень быстро обрабатывает запросы пользователей и за его работой следит обычно один человек, называемый системным администратором. Системный администратор следит за обновлением антивирусных баз, устраняет неполадки в сети, а также обрабатывает общие ресурсы.

36. Состав и основные характеристики компьютерных сетей.

Вычислительные сети

Вычислительная сеть (информационно-вычислительная сеть) – это совокупность узлов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему.

 

Структура вычислительной сети

 

Узел – это любое устройство, непосредственно подключенное к передающей среде сети. Узлами могут быть не только ЭВМ, но и сетевые периферийные устройства, например, принтеры.

Каждый узел в сети имеет минимум два адреса: физический, используемый оборудованием, и логический, используемый пользователями и приложениями.

Узлы обмениваются сообщениями. Здесь сообщение – это целостная последовательность данных, передаваемых по сети.

Отдельные части сети называются сегментами.

Передающая среда сети (канал связи) определяет, как будут передаваться сообщения по сети. Примерами передающих сред являются кабельные, радио-, спутниковые каналы.

Вычислительные сети имеют следующие характеристики.

1. Производительность – это среднее количество запросов пользователей сети, исполняемых за единицу времени. Производительность зависит от времени реакции системы на запрос пользователя. Это время складывается из трех составляющих:

- времени передачи запроса от пользователя к узлу сети, ответственному за его исполнение;

- времени выполнения запроса в этом узле;

- времени передачи ответа на запрос пользователю.

2. Пропускная способность – это объем данных, передаваемых через сеть ее сегмент за единицу времени (трафик).

3. Надежность – это среднее время наработки на отказ.

4. Безопасность – это способность сети обеспечить защиту информации от несанкционированного доступа.

5. Масштабируемость – это возможность расширения сети без заметного снижения ее производительности.

6. Универсальность сети – это возможность подключения к сети разнообразного технического оборудования и программного обеспечения от разных производителей.

Вычислительные сети используются в следующих целях:

1) предоставление доступа к программам, оборудованию и данным для любого пользователя сети; эта цель называется совместным использованием ресурсов;

2) обеспечение высокой надежности хранения источников информации; хранение данных в нескольких местах позволяет избежать их потерю, в случае их удаления в одном из мест;

3) обработка данных, хранящихся в сети;

4) передача данных между удаленными друг от друга пользователями.

По виду технологии передачи вычислительные сети делятся на следующие типы:

- широковещательные сети обладают общим каналом связи, совместно используемым всеми узлами; сообщения передаются всем узлам; примером широковещательной сети является телевидение;

- последовательные сети, в которых сообщению необходимо пройти несколько узлов, чтобы добраться до узла назначения; сообщение передается только одному узлу; примером такой технологии передачи является электронная почта.

Небольшие сети обычно используют широковещательную передачу, тогда как в крупных сетях применяется передача от узла к узлу.

По размеру сети можно подразделить на следующие типы:

- локальные сети размещаются в одном здании или на территории одного предприятия; примером локальной сети является локальная сеть в учебном классе;

- региональные сети объединяют несколько предприятий или город; примером сетей такого типа является сеть кабельного телевидения;

- глобальные сети охватывают значительную территорию, часто целую страну или континент и представляют собой объединение сетей меньшего размера; примером глобальной сети является сеть Интернет.

По принципу построения сети делятся на следующие типы:

- одноранговые сети объединяют равноправные узлы; такие сети объединяют не более 10 узлов;

- сети на основе выделенного сервера имеют специальный узел – вычислительную машину (сервер), предназначенную для хранения основных данных сети и предоставления этих данных узлам (клиентам) по запросу.

37. Виды топологии компьютерных сетей.

Вычислительные машины, объединенные в локальную сеть, физически могут располагаться различным образом. Однако порядок их подсоединения к сети определяется топологией – усредненной геометрической схемой соединений узлов сети.

Наиболее распространенными топологиями локальных сетей, в которых передающей средой является кабель, являются кольцо, шина, звезда.

Топология кольцо предусматривает соединение узлов сети замкнутым контуром и используется для построения сетей, занимающих сравнительно небольшое пространство. Выход одного узла сети соединяется с входом другого. Информация по кольцу передаются от узла к узлу в одном направлении. Каждый промежуточный узел ретранслирует посланное сообщение. Принимающий узел распознает и получает только адресованное ему послание.

Топология кольцо

Последовательная организация обслуживания узлов сети снижает ее быстродействие, а выход из строя одного из узлов приводит к нарушению функционирования кольца.

Топология шина представляет собой последовательное соединение узлов между собой. Данные распространяются по шине в обе стороны. В каждый момент времени передачу может вести только один узел, поэтому производительность сети зависит только от количества узлов в сети. Сообщение поступает на все узлы, но принимает его только тот узел, которому оно адресовано. Узлы не перемещают сообщение, поэтому выход из строя одного узла не приводит к нарушению функционирования сети.

Топология шина

Топология звезда базируется на концепции центрального узла, через который вся информация ретранслирует, переключает, маршрутизирует (находит путь от источника к приемнику) информационные потоки в сети.

В качестве центрального узла выступает концентратор (хаб, hub). Концентраторы выполняются в виде отдельных устройств с 8, 16, 24 или 48 портами, к которым подключаются ЭВМ. При получении пакета в одном из портов концентратор широковещательно передает его на все остальные порты. Узлы анализируют адрес получателя пакета и, если он предназначен им, то получают его, иначе игнорируют его.

Концентраторы могут быть трех типов:

1) пассивные: только соединяющие сегменты сети;

2) активные: это пассивные концентраторы, усиливающие сигналы, увеличивая расстояние между узлами;

3) интеллектуальные: это активные концентраторы, выполняющие маршрутизацию.

Также центральным узлом сети может быть коммутатор (switch). В отличие от концентратора, это телекоммуникационное устройство пересылает принятый пакет не широковещательно на все порты, а адресату. Адресат определяется по адресу, содержащемуся в пакете. В результате такой передачи повышается общая пропускная способность сети.

Данная топология значительно упрощает взаимодействие узлов сети друг с другом. В то же время работоспособность локальной вычислительной сети зависит от центрального узла.

Топология звезда

При построении локальных сетей используются данные топологии или их сочетания.

38. Сеть Интернет. Структура. Управление. Протоколы.

. Internet – это глобальная компьютерная система, которая:логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов;способна поддерживать коммуникации (обмен информацией);обеспечивает работу высокоуровневых сервисов (служб), например, WWW, электронная почта, телеконференции, разговоры в сети и другие.

Internet является одноранговой сетью, т.е. все компьютеры в сети равноправны, и любой компьютер можно подключить к любому другому компьютеру. Таким образом, любой компьютер, подключенный к сети, может предлагать свои услуги любому другому.

В узлах этого всемирного соединения установлены компьютеры, которые и содержат нужную информацию и предлагают различные информационные и коммуникационные услуги. Эти компьютеры называются серверы (хосты).

Серверы содержат информационные ресурсы. К ресурсам относятся любые базы данных, например, законодательные, научно-технические, коммерческие, рекламные, информацию из газет и журналов, файлы, программы, Web-страницы и т.д.

Компьютер сервер предоставляет услуги другим компьютерам, запрашивающим информацию, которые называют клиентами (пользователями, абонентами). Таким образом, работа в Internet предполагает наличие передатчика информации, приемника и канала связи между ними. Когда мы «входим» в Internet, наш компьютер выступает в качестве клиента, он запрашивает необходимую нам информацию на выбранном нами сервере.

Протоколы передачи данных Для того чтобы использовать автомобильный транспорт, людям пришлось договориться о всеобщих правилах, которым он должен подчиняться. Точно так же сеть Интернет не может существовать без единых правил, определяющих порядок передачи данных компьютерами в сети, так как компьютеры строятся на различных аппаратных платформах и управляются различными операционными системами.

Передаваемые данные разбиваются на небольшие порции, называемые пакетами. Каждый пакет перемещается в сети, независимо от других пакетов. Они переходят с одного узла на другой и далее пересылаются на другой узел, находящийся "ближе" к адресату. Если пакет передан неудачно, передача повторяется.

Сети в Интернете все связываются друг с другом, потому что все компьютеры, участвующие в передаче данных, используют единый протокол коммуникации TCP / IP (читается «ти-си-пи / ай-пи”).

На самом деле протокол TCP / IP – это два разных протокола, определяющие различные аспекты передачи данных в сети:

Протокол TCP (Transmission Control Protocol) – протокол управления передачей данных, использующий автоматическую повторную передачу пакетов, содержащих ошибки; этот протокол отвечает за разбиение передаваемой информации на пакеты и правильное восстановление информации из пакетов получателя.

Протокол IP (Internet Protocol) – протокол межсетевого взаимодействия, отвечающий за адресацию и позволяющий пакету на пути к конечному пункту назначения проходить по нескольким сетям.

Схема передачи информации по протоколу TCP / IP такова:

протокол TCP разбивает информацию на пакеты и нумерует все пакеты;
далее с помощью протокола IP все пакеты передаются получателю, где с помощью протокола TCP проверяется, все ли пакеты получены;
после получения всех пакетов протокол TCP располагает их в нужном порядке и собирает в единое целое.

39. Адреса компьютера в сети Интернет. Унифицированный указатель ресурса.

IP-адрес представляет собой четыре десятичных числа (от 0 до 255), разделенных точками, например, 194.67.67.97 (после последнего числа точка не ставится). Каждое число соответствует информационному объему в 1 байт или 8 бит.

Расшифровка такого адреса ведется слева направо. Обычно первый и второй байты - это адрес сети, третий байт определяет адрес подсети, а четвертый - адрес компьютера в подсети.

Таким образом, IP-адрес – это 4 байта или 32 бита. Если с помощью одного байта можно передать 2⁸ = 256 вариантов, то с помощью 4-х байтов можно передать 2³² = 4 млрд. вариантов. Таким образом, к сети Internet может быть максимально подключено 4 млрд. пользователей. Поскольку в настоящее время наблюдается стремительный рост пользователей Internet, а кроме того, современные технические достижения позволяют подключать к сети Internet не только компьютеры, но и сотовые телефоны, телевизоры, и даже холодильники, то это пространство адресов становится очень тесным. Для его расширения предполагается перевести Internet на 128-битный IP-адрес (максимум пользователей 2¹²⁸).

Рассмотрим конкретный адрес: sch458.spb.ru. Домен высшего уровня ru означает, что компьютер с этим именем находится в Российской Федерации, затем идет домен второго уровня spb, что означает – в Санкт-Петербурге, и лишь домен третьего уровня - sch458 – реальный компьютер – соответствует организации, за которой числится данный доменный адрес – это имя в Интернете принадлежит нашей школе.

40. Основные службы сети Интернет.

Электронная почта представляет собой систему, которая дает возможность формировать, пересылать, хранить и читать текстовые документы, электронные таблицы в определенном формате, графические файлы, программы и т.д.

Internet-пейджеры - бесплатные программы для непосредственного общения в сети.

Телеконференция (форум) - услуга Internet, с помощью которой абонент может покидать свое открытое сообщение в сети. Позже его могут просмотреть заинтересованные пользователи и дать такую же открытую ответ.

WWW (World Wide Web) - служба прямого доступа, требующий полноценного подключения к Internet и позволяет интерактивно взаимодействовать с представленной на Web-серверах информации. Она базируется на принципе гипертекста и может представлять информацию с применением всех возможных мультимедийных средств: аудио, видео, текст, графика и т.п.

41. Базы данных и их назначение.

База данных (БД) - это поименованная совокупность структурированных данных, отражающих состояние объекта или множества объектов, их свойства и взаимоотношения. Назначение базы данных заключается в том, чтобы одну и ту же совокупность данных можно было использовать для максимального числа приложений.

42. Основные требования к базам данных.

С современных позиций следует порознь рассматривать требо­вания, предъявляемые к транзакционным (операционным) базам данных и к хранилищам данных.

Первоначально перечислим основные требования, которые предъявляются к операционным базам данных, а следовательно, и к СУБД, на которых они строятся.

1. Простота обновления данных. Под операцией обновления понимают добавления, удаления и изменения данных.

2. Высокое быстродействие (малое время отклика на запрос).
Время отклика — промежуток времени от момента запроса к БД и
фактическим получением данных. Похожим является термин время
доступа — промежуток времени между выдачей команды записи (считывания) и фактическим получением данных. Под доступом пони­
мается операция поиска, чтения данных или записи их.

 

3. Независимость данных.

4. Совместное использование данных многими пользователями.

5. Безопасность данных — защита данных от преднамеренного
или непреднамеренного нарушения секретности, искажения или
разрушения.

6. Стандартизация построения и эксплуатации БД (фактически
СУБД).

7.Адекватность отображения данных соответствующей предмет­
ной области.

8.Дружелюбный интерфейс пользователя.

43. Предметная область. Объекты предметной области. Атрибуты объектов.

Предметная область – это часть реального мира, объединяющая схожие или связанные понятия. Чтобы необходимые данные можно было легко найти и выдать пользователю в любой момент времени, данные о предметной области должны храниться структурировано.

Объектом называется элемент информационной системы, сведения о котором хранятся в базе данных.

Атрибут – это информационное отображение свойств объекта. Каждый объект характеризуется некоторым набором атрибутов.

44. Типы связей между объектами предметной области.

Типы связей один-ко-многим, один-к-одному, много-ко-многим.

45. Отношения и их свойства. Реляционные базы данных.

Пусть дана совокупность типов данных T ₁, T ₂,..., T_n, называемых также доменами, не обязательно различных. Тогда n -арным отношением R, или отношением R степени n называют подмножество декартовa произведения множеств

T ₁, T ₂,..., T_n ^[1][2].

Отношение R состоит из заголовка (схемы) и тела. Заголовок представляет собой множество атрибутов (именованных вхождений домена в заголовок отношения), а тело — множество кортежей, соответствующих заголовку^[2]. Более строго:

· Заголовок (или схема) H отношения R — конечное множество упорядоченных пар вида (A_i, T_i), где A_i — имя атрибута, а T_i — имя типа (домена), i =1,…, n. По определению требуется, чтобы все имена атрибутов в заголовке отношения были различными (уникальными).

· Тело B отношения R — множество кортежей t. Кортеж t, соответствующий заголовку H, — множество упорядоченных триплетов (троек) вида < A_i, T_i, v_i >, по одному такому триплету для каждого атрибута в H, где v_i — допустимое значение типа (домена) T_i. Так как имена атрибутов уникальны, то указание домена в кортеже обычно излишне. Поэтому кортеж t, соответствующий заголовку H, нередко определяют как множество пар (A_i, v_i).

Количество кортежей называют кардинальным числом отношения (кардинальностью), или мощностью отношения.

Количество атрибутов называют степенью, или «арностью» отношения; отношение с одним атрибутом называется унарным, с двумя — бинарным и т.д., с n атрибутами — n -арным. С точки зрения теории вполне корректным является и отношение с нулевым количеством атрибутов, которое либо не содержит кортежей, либо содержит единственный кортеж без компонент (пустой кортеж)^[2].

Основные свойства отношения^[1][2]:

· В отношении нет двух одинаковых элементов (кортежей).

· Порядок кортежей в отношении не определён.

· Порядок атрибутов в заголовке отношения не определён.

Подмножество атрибутов отношения, удовлетворяющее требованиям уникальности и минимальности (несократимости), называется потенциальным ключом. Поскольку все кортежи в отношении по определению уникальны, в любом отношении должен существовать по крайней мере один потенциальный ключ.

Реляционной базой данных называется совокупность отношений, которые

содержат всю информацию, хранящуюся в БД. Пользователи воспринимают эту базу данных как совокупность таблиц.

46. Нормализация отношений.

Нормальная форма — свойство отношения в реляционной модели данных, характеризующее его с точки зрения избыточности, потенциально приводящей к логически ошибочным результатам выборки или изменения данных. Нормальная форма определяется как совокупность требований, которым должно удовлетворять отношение.

Процесс преобразования отношений базы данных к виду, отвечающему нормальным формам, называется нормализацией. Нормализация предназначена для приведения структуры БД к виду, обеспечивающему минимальную логическую избыточность, и не имеет целью уменьшение или увеличение производительности работы или же уменьшение или увеличение физического объёма базы данных.^[1] Конечной целью нормализации является уменьшение потенциальной противоречивости хранимой в базе данных информации.

47. Инфологическая модель предметной области.

Информационно-логическая (инфологическая) модель предметной области отражает предметную область в виде совокупности информационных объектов и их структурных связей.

Является представлением точки зрения пользователя на предметную область и не зависит ни от программного обеспечения СУБД, ни от технических решений.

48. Схема взаимодействия пользователя с базой данных.

49. Системы управления базами данных и их состав.

Система управления базами данных (СУБД) — совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.

Основные функции СУБД

управление данными во внешней памяти (на дисках);

управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша;

журнализация изменений, резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев;

поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными).

Состав СУБД

Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты:

 

ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти и журнализацию,

процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода,

подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД

а также сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.