Топология вычислительной сети

Классификация вычислительных сетей

Локальные и глобальные сети ЭВМ

Сети ЭВМ и защита информации

Экспертные системы

Экспертная система (ЭС) – это интеллектуальная вычислительная система, в которую включены знания экспертов (опытных специалистов) о некоторой предметной области.

ЭС могут предназначаться для решения различных задач: интерпретации и анализа данных, диагностики, мониторинга, проектирования, прогнозирования, планирования и управления, обучения и поддержки принятия решений.

В общем случае все системы, основанные на знаниях, можно подразделить на системы, решающие задачи анализа, и на системы, решающие задачи синтеза. Основное отличие задач анализа от задач синтеза заключается в том, что в задачах анализа множество решений потенциально не ограничено. Задачами анализа являются: интерпретация данных, диагностика, поддержка принятия решения. К задачам синтеза относятся проектирование, планирование и управление.

С помощью редактора базы знаний эксперт совместно с инженером по знаниям заполняют базу знаний. Этот процесс называют извлечением знаний. Он является наиболее трудоемким и трудно формализуемым. Базы знаний могут включать до десятков тысяч правил.

Инженер по знаниям – специалист в области искусственного интеллекта, выступающий в роли посредника между экспертом и базой знаний. Синонимами специальности инженера по знаниям являются: когнитолог, инженер-интерпретатор, аналитик.

С помощью интерфейса пользователя происходит общение пользователя с ЭС. Пользователь – специалист предметной области с недостаточно высокой квалификацией, нуждающийся в поддержке своей деятельности со стороны ЭС.

База знаний (БЗ) – ядро ЭС, совокупность знаний предметной области, записанная на машинный носитель в форме, понятной эксперту и пользователь (обычно на некотором языке, приближенном к естественному).

Решатель – программа, моделирующая ход рассуждений эксперта на основе знаний, имеющихся в БЗ. Синонимами решателя являются: дедуктивная машина, машина вывода, блок логического вывода.

Подсистема объяснений – программа, позволяющая пользователю получить ответы на вопросы: «Как была получена та или иная рекомендация?» и «Почему система приняла такое решение?».

Вычислительная сеть – это совокупность вычислительных систем и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему. Сеть могут образовывать компьютеры разных типов (мини-компьютеры, рабочие станции, суперкомпьютеры).

Абонентами сети (т.е. объектами, генерирующими или потребляющими информацию в сети) могут быть отдельные компьютеры, комплексы ЭВМ, терминалы, промышленные роботы, станки с числовым программным управлением и т.д.

Вычислительные сети подразделяются на два вида: локальные и глобальные.

Локальные вычислительные сети (ЛВС, Ethernet) представляют собой совокупность однородных технических систем, объединенных каналами связи и обеспечивающих на небольшой территории (до нескольких километров) пользователям доступ к распределительным вычислительным и информационным ресурсам.

Глобальные вычислительные сети обеспечивают взаимодействие ЛВС на большой территории, расстояния между ЛВС могут достигать десятки тысяч километров. Глобальные вычислительные сети могут быть объединены между собой с помощью Интернета.

Разработка любого сетевого проекта начинается с выбора архитектуры будущей компьютерной сети.

Под архитектурой вычислительной сети принято понимать объединение топологий сети, определяющих ее конфигурацию, а также сетевых протоколов и стандартов, обеспечивающих ее работоспособность.

Топология вычислительной сети – определяет ее логическую структуру, т.е. маршруты передачи данных между узлами сети, требования к соответствующему коммутационному оборудованию и его настройке. В сетях с относительно небольшим количеством компьютеров чаще всего используется одна из следующих типовых топологий: «кольцо», «общая шина», «звезда».

Шинная архитектура (рис. 7.1) широко применяется в локальных сетях. Соединение компьютеров производится посредством одного кабеля (все компьютеры подключены к единому каналу). Данные от компьютера передаются всем компьютерам сети, однако воспринимаются только тем компьютером, адрес которого указан в передаваемом сообщении. При этом в каждый момент времени только один компьютер может вести передачу. К недостаткам шинной топологии сети относится уменьшение пропускной способности сети при значительных объемах передаваемой информации. Преимуществом шинной топологии является гибкость сети, выражающаяся в том, что подключение и отключение машин не требует прерывания работы сети.

Рис. 7.1

Кольцевая структура (рис. 7.2) предусматривает объединение всех компьютеров с помощью кабельной системы, имеющей форму замкнутого круга. По методу доступа к каналу связи различают два основных типа кольцевых сетей: маркерные и тактовые.

Рис. 7.2

В маркерных кольцевых сетях по кольцу передается специальный управляющий маркер (метка), разрешающий передачу сообщений из компьютера, который им «владеет». При отсутствии у компьютера сообщения для передачи он пропускает движущийся по кольцу маркер.

В тактовом кольце по сети непрерывно вращается замкнутая последовательность тактов. В каждом такте имеется бит – указатель занятости. Свободные такты могут заполняться передаваемыми сообщениями по мере необходимости либо за каждым компьютером могут закрепляться определенные такты.

К недостаткам кольцевых сетей следует отнести малую гибкость архитектуры. Выход из строя любого из элементов сети приводит к потере ее работоспособности.

Звездная структура (рис. 7.3) предполагает наличие центрального компьютера, с которым связаны все остальные ЭВМ. Основным преимуществом такой топологии является ее устойчивость к сбоям, возникающим вследствие неполадок на отдельных ПК или из-за повреждения сетевого кабеля, а также высокая скорость обмена информацией в вычислительной сети.

Рис. 7.3

В настоящее время используется полносвязная топология, комбинирующая базовые топологии: звезда – шина, звезда – кольцо, при которой каждый компьютер непосредственно соединен со всеми компьютерами вычислительной сети.

Разнообразие топологий локальных вычислительных сетей и методов доступа к ним породило соответствующие разновидности протоколов канального и физического уровней управления.