из электронной библиотеки / 164029875071719.pdf
.pdfстейшегомаршрутизирующегоустройствамеждусегментамисетиилиразличными локальнымисетямиможетвыступатьиустройство,функционирующеенаболеенизкомканальномур овнемоделиOSI,называемоемостом.
Транспортныйуровень.Первыетриуровняобразуютобщуюсеть,вкоторойколлективномогу тработатьмногиепользователи.Натранспортномуровнеконтролируетсяочередностьпакетовсооб щенийиихпринадлежность. Такимобразом,в процессе обменамеждукомпьютерамиподдерживаетсявиртуальнаясвязь,аналогичнаятелефоннойкоммута ции.
Сеансовыйуровень.Внекоторыхслучаяхтрудноорганизоватьпроцессвзаимодействиямежд упользователямииз-заобилияспособовтакоговзаимодействия.Дляустраненияэтих трудностейнаданном уровне координируются и стандартизируются процессыустановления сеанса, управленияпередачейиприемом пакетов сообщений,завершения сеанса.На сеансовом уровне между компьютерамиустанавливаетсяизавершаетсявиртуальнаясвязьпотакомужепринципу,какприголо совойтелефоннойсвязи.
Управление представлением.Программные средства этого уровнявыполняютпреобразования данныхизвнутреннегоформатапередающего компьютера во внутренний формат компьютера-получателя, если эти форматы отличаются друг от друга
(например,IBMPCиDEC).Данныйуровеньвключаетфункции,относящиесякиспользуемомунабор усимволов,кодированиюданныхиспособампредставленияданныхнаэкранахдисплеевилипечати.
Помимоконвертированияформатовна данномуровне осуществляется сжатиепередаваемых данныхиих распаковка.
Прикладной уровеньотноситсякфункциям,которыеобеспечиваютподдержкупользователюнаболеевысокомпр икладномисистемномуровнях,например:
•организациядоступакобщимсетевымресурсам: информации,
дисковойпамяти,программнымприложениям,внешнимустройствам(принтерам,стримерами др.);
•общее управление сетью(управлениеконфигурацией,разграничениедоступакобщимресурсамсети,восстановлениера ботоспособностипослесбоевиотказов,управлениепроизводительностью);
•передачаэлектронныхсообщений,включаяэлектронную почту;
•организацияэлектронных конференций;
•диалоговыефункциивысокого уровня.
Модель OS1представляет собойстандартизированнымкаркасиобщиерекомендации,требованияжекконкретнымкомпонента мсетевогопрограммногообеспечениязадаютсяпротоколами.
Протокол являетсястандартомв области сетевогопрограммногообеспеченияиопределяетсовокупностьфункциональныхиэксплуатационн ых требованийк какому-либо егокомпонентукоторыхпридерживаются производители этого компонентаТребованияпротоколамогут отличатьсяот требованийэталонноймоделиOSI.
Международныйинститутинженеровпоэлектротехникеирадиоэлектронике (IEEE)
разработал стандарты для протоколов передачи данныхв локальных сетях.Этистандарты,которыеописывают методы доступак сетевымканалам данных,получилиназваниеIEEE802.
Протоколысетевоговзаимодействияможноклассифицироватьпостепениблизостикфизичес койсредепередачиданных.Этопротоколы
•нижнегоуровня,распространяемыенаканальныйифизическийуровнимоделиGSI;
•среднегоуровня,распространяемыенасетевой,транспортныйисеансовыйуровниOSI;
•верхнегоуровня,распространяемыенауровеньпредставленияиприкладнойуровеньмодели
OSI.
Прикаждойреализациипротоколоввышестоящих
уровнейиспользуютсяреализациипротоколовнижестоящихуровней
Протоколынижнего уровняOSIсоответствуют уровню сетевыхаппаратныхсредствинижнемууровнюсетевогопрограммногообеспечения.
Среди наиболее распространенных стандартов данногоуровнявыделимследующие:
•стандартNDIS(NetworkDriverInterfaceSpecification — спецификацияинтерфейса сетевых
драйверов),разработанныйсовместнофирмамиMicrosoftи3Com; |
|
|
|
•стандарт |
ODI(OpenDatahnkInterface |
— |
открытый |
интерфейссвязи),разработанныйсовместнофирмамиNovellиAppleComputer.
Данные стандарты позволяют реализовывать протоколы среднего уровня независимо от сетевых аппаратных средств и обеспечиваютсовместноефункционированиеразнотипныхпротоколовсреднегоуровняУниверсал ьныйинтерфейсканальногоуровняпредставленнарисунке 6.
Рисунок 6 - Универсальный интерфейс канального уровня
Производителисетевыхаппаратныхсредств,какправило,разрабатываютдрайверы,удовлетв оряющиеобоимстандартам.
Драйверсетевогоадаптераявляетсяпоследнимпрограммнымкомпонентомперед
физическим уровнеммоделиOSIиназываетсяподуровнемуправлениядоступомксредеMAC(MediaAccessContro l).ПодуровеньMACориентированнавыполнениетакихфункций,какнепосредственноеуправлениед оступомкпередающейсреде,проверкепакетов сообщенийнаналичиеошибок.
ПодуровеньLLC(LogicalLineControl)считаетсянезависимымотособенностейфизическойпе редающейсредыииспользуемыхметодов доступакканалампередачи данных.
Стандартыпоразработкеинтерфейсовдлясвязиреализацийпротоколовсреднегоуровня модели OSI с драйверами сетевых аппаратных средств относятсяпреждевсегокподуровнюLLC.
Протоколысреднегоуровняраспространяютсянасетевой,транспортныйисеансовыйуровни эталонноймодели.
Потипумежкомпьютерногообменаэтипротоколыможноклассифицироватьследующимобр
азом |
|
|
|
|
|
•сеансовые протоколы(протоколы виртуального соединения); |
|
||||
•дейтаграммныепротоколы. |
|
|
|
||
Сеансовыепротоколыопределяюторганизациюпередачиинформации |
между |
||||
компьютерами по так называемому виртуальномуканалувтриэтапа: |
|
||||
•установлениевиртуальногоканала(установкасеанса); |
|
|
|||
•реализациянепосредственногообменаинформацией; |
|
|
|||
•уничтожениевиртуальногоканала(разъединение). |
|
|
|||
В |
сеансовых |
протоколах |
порядок |
следованияпакетовприпередаче |
соответствуетихисходному порядкув сообщении,апередачаосуществляетсясподтверждением доставки,авслучаепотериотправленныхпакетовонипередаютсяповторно.
Прииспользовании |
дейтаграммныхпротоколовпакетысообщенийпередаютсятак |
|
называемыми |
дейтаграммаминезависимодругот |
друга,поэтомупорядок |
доставкипакетовкаждогосообщенияможетнесоответствоватьихисходномупорядкувсообщении.
Приэтомпакетысообщенийпередаютсябезподтверждения.
Такимобразом,сточкизрения достоверности,сеансовыепротоколыявляютсяболеепредпочтительными,зато скоростьпередачиприиспользовании дейтаграммныхпротоколовгораздовыше.
Любойпротоколсреднегоуровняпредусматриваетследующиеэтапыреализациимежкомпью терногообмена:
•инициализациясвязи;
•непосредственныйинформационныйобмен;
•завершениеобмена.
Наиболее частоиспользуемыминаборамипротоколов среднегоуровняявляютсяследующие:
•наборпротоколовSPX/1PX,используемыйвлокальныхсетях,функционирующихподуправ лениемсетевойоперационнойсистемыNetWare,
•протоколыNetBIOSиNetBEUI,поддерживаемыебольшинствомсетевыхоперационныхсис темииспользуемыетольков локальныхсетях;
•протоколыTCP/IP,являющиесястандартомдляглобальнойсетиInternet,используемыевлок альныхсетяхиподдерживаемыебольшинствомсетевыхоперационныхсистем.
Наборпротоколов SPX/IPXиспользуетсяв сетевойоперационнойсистемеNetWareфирмыNovell.
ПротоколIPX(InternetworkPacketExchange — межсетевойобменпакетами) является дейтаграммным протоколом и соответствует сетевому уровню эталонноймодели.Применяется длявыполненияфункцийадресацииприобменепакетамисообщений.
ПротоколSPX (SequencedPacketExchange —
последовательныйобменпакетами)являетсясеансовымпротоколомисоответствуеттранспортному и сеансовому уровням эталонной модели.По степени близости к самому низкому уровню эталонной модели протоколSPXнаходитсянад протоколомIPXииспользуетэтотпротокол.
Драйвер,реализующийпротоколSPXиспользуетвпроцессесвоейработыдрайвер,реализую щийпротоколIPX.ПротоколIPXявляетсяболеебыстродействующим,чемпротоколSPX.
ВажнымнедостаткомпротоколовSPXиIPXявляетсянесовместимостьспротоколамиTCP/IP,
используемымивглобальнойсетиИнтернет. Дляподключениялокальной сетиNetWareкИнтернетуиспользуетсяодинизследующих способов:
•непосредственная инсталляция на каждом сетевом компьютере драйверов,реализующихнаборпротоколов TCP/IP;
•подключение локальной сети к Интернету через шлюз IPX-IP
ПротоколыNetBIOSиNetBEUIразработаныфирмойIBMи предназначенытолько длялокальныхкомпьютерныхсетей.
ПротоколNetBIOS(NetworkBasicInput/OutputSystem — базоваясистемаввода-
вывода)соответствуетсетевому,транспортномуи сеансовому уровням эталонноймодели.Реализация данного протоколаобеспечиваетприкладнойинтерфейс,используемыйдлясозданиясетевыхпрограммных приложений.
ПротоколNetBEUI(ExtendedUserInterfaceNetBIOS —
расширенныйпользовательскийинтерфейсNetBIOS)являетсямодификацией предыдущего протокола и распространяется только на сетевойитранспортныйуровни.
РеализациипротоколовNetBIOSиNetBEUIобеспечиваютрешениеследующих задач,поддержкаимен,поддержка сеансовогоидейтаграммного взаимодействия,получение информациио состояниисети.
ДостоинствапротоколовNetBIOSиNetBEUI:удобнаяадресация, высокая производительность, самонастройка и хорошая защитаот ошибок,экономноеиспользованиеоперативнойпамяти.
НедостаткиNetBIOSиNetBEUIсвязанысотношениемкглобальнымсетям:отсутствиеподдер жкифункциймаршрутизацииинизкаяпроизводительность.
Семейство протоколов TCP/IP было разработано для объединения различных компьютерных сетейв одну глобальную сеть,получившуюназваниеИнтернет.
СемействопротоколовTCP/IPвключаетпротоколы,относящиесякакксредним,так и другимуровняммоделиOSI:
•прикладной уровень и уровень представления — протокол передачифайлов(FTP),протоколыэлектроннойпочты(SMTPPOP3,IMAP4),протоколы удаленного доступа(SLIP,РРР,Telnet),протоколсетевойфайловойсистемы(NPS),протоколуправлениясетями( SNMP),протоколпередачигипертекста(НТРР)и др.;
•сеансовый и транспортные уровни — протоколы TCP и UDP;
•сетевойуровень — протоколыIP,ICMP,IGMP;
•канальныйуровень — протоколы ARP,RARP.
ДейтаграммныйпротоколIP(InternetProtocol)являетсяосновнымдлясетевогоуровняиобеспе чиваетмаршрутизациюпередаваемыхпакетовсообщений.
ПротоколICMP(InternetControlMessageProtocol)отвечаетзаобменсообщениямиобошибках и другойважнойинформациейспрограммными средствами сетевого уровняна другомкомпьютере,маршрутизатореилишлюзе.
ПротоколIGMP(InternetManagementProtocol)используетсядляотправкиIP-
пакетовмножествукомпьютеровв сети.
ПротоколTCP(TransmissionControlProtocol)являетсяпротоколомсетевогоуровняиобеспечи ваетнадежнуюпередачу данныхмежду двумя компьютерами путем организации виртуального каналаобменаииспользованияегодляпередачибольшихмассивовданных.
ПротоколUDP(UserDatagramProtocol)реализуетгораздоболее простой сервис передачи,обеспечиваянадежную доставку данныхбезустановлениялогическогосоединения.
Протоколыверхнегоуровнясоответствуют
уровнюпользователейиприкладныхпрограммираспространяютсянауровень представленияиприкладнойуровеньэталонноймоделисетевоговзаимодействия.
Наиболеераспространеннымиявляютсяследующиевысокоуровневыепротоколы:
•перенаправления запросов и обмена сообщениями (SMB, NCP);
•управлениясетями(SNMP);
•сетевойфайловойсистемы(NFS);
•вызоваудаленныхпроцедур(RPC);
•повышающиеэффективностьиспользованияпротоколовTCP/IPсреднегоуровня(DNS,DHS
P);
•удаленногодоступаккомпьютернымресурсам(SLIP,РРР,Telnet);
•передачифайлов(FTP);
•передачигипертекста(HTTP);
•электроннойпочты(SMTP,POP3,IMAP4);
•организацииэлектронныхконференцийисистемыновостей(NNTP).
ПротоколSMB(ServerMessageBlocks — блоки серверных сообщений),разработанный
совместно корпорациямиMicrosoft,Intel иIBM,используется в сетевыхоперационных системахWindows NT,LanManager,LANServer.Данныйпротоколопределяетсериикоманд,используемыхдляпередачи информациимеждусетевымикомпьютерами.
•динамическое присвоение адресовIP и управление этими адресами;
•обнаружениеикоррекцияошибоки др.
ПротоколРРТР(Point-to-PomtTunntlingProtocol — туннельныйпротокол«точка-
точка»)ориентированнаподдержкумультипротокольныхвиртуальныхчастныхсетей(VirtualPrivat eNetworks — VPN)и предоставляет возможность удаленнымпользователямиметь безопасныйдоступккорпоративнымсетямпоИнтернету.
Протокол Telnet является общепризнанным стандартом удаленного дистанционного
управленияв Интернете,позволяющим в
режимекоманднойстрокизапускатьивыполнятьпрограммынакомпьютере,скоторымустановленоу
даленноесоединение.
3.3Обработка информации
Обработкаинформациисостоитвполученииодних
«информационныхобъектов»издругих«информационныхобъектов»путемвыполнениянекоторых алгоритмовиявляетсяоднойизосновныхоперации,осуществляемыхнадинформацией,иглавнымср едствомувеличенияееобъемаиразнообразия.
Насамомверхнемуровнеможновыделитьчисловуюинечисловую обработку.
В указанные виды обработки вкладывается различнаятрактовкасодержанияпонятия«данные».Причисловойобработкеиспользуютсятакиеобъ екты,какпеременные,векторы,матрицы,многомерныемассивы,константыит д.Принечисловой обработке объектамимогут быть файлы,записи,поля,иерархии,сети,отношенияи т д. Другое отличие заключается в том,чтопричисловойобработкесодержаниеданныхнеимеетбольшого значения,в то времякак принечисловой обработкенасинтересуютнепосредственныесведенияобобъектах,анеихсовокупностьвцелом.
С точки зрения реализации на основе современных достиженийвычислительнойтехникивыделяютследующиевидыобработкиинформации:
•последовательнаяобработка,применяемаявтрадиционнойфоннеймановскойархитектуреЭ ВМ,располагающейоднимпроцессором;
•параллельнаяобработка,применяемаяприналичиинесколькихпроцессороввЭВМ;
•конвейернаяобработка,связаннаясиспользованиемвархитектуреЭВМоднихитехжересурс
ов длярешенияразныхзадач,причемеслиэтизадачитождественны,тоэтопоследовательныйконвейер,е
слизадачиодинаковые — векторныйконвейер.
Принято относить существующие архитектуры ЭВМ с точки зренияобработкиинформациик одномуизследующихклассов.
Архитектурысодиночнымпотокомкомандиданных(SISD).
Кэтому классуотносятся традиционныефоннеймановскиеоднопроцессорные системы,где имеетсяцентральныйпроцессор,работающийспарами«атрибут — значение».
Архитектурысодиночнымипотокамикомандиданных(SIMD).
Особенностью данногокласса являетсяналичие одного(центрального)контроллера,управляющего рядомодинаковыхпроцессоров.
Взависимостиотвозможностейконтроллераипроцессорных элементов, числа процессоров,
организации режима поиска и характеристикмаршрутныхивыравнивающих сетейвыделяют.
•матричныепроцессоры,используемыедлярешениявекторныхиматричныхзадач;
•ассоциативные процессоры,применяемые для решения нечисловых задач ииспользующиепамять,вкоторойможно обращатьсянепосредственнокинформации,хранящейсявней;
•процессорные ансамбли,применяемые для числовойинечисловойобработки;
•конвейерныеивекторныепроцессоры.
Архитектурысмножественнымпотокомкомандиодиночнымпотокомданных(MISD).
Кэтомуклассумогутбытьотнесеныконвейерныепроцессоры.
Архитектуры смножественным потоком команд и множественнымпотоком данных
(MIMD)
К этому классу могут быть отнесены следующиеконфигурации:мультипроцессорныесистемы,системысмультобработкой,вычислител ьныесистемыизмногихмашин,вычислительныесети.
Основные процедуры обработки данных представлены на рисунке 7.
Рисунок 7 - Основные процедуры обработки данных Созданиеданных,какпроцессобработки,предусматриваетихобразованиеврезультатевыпол
нениянекоторогоалгоритмаидальнейшееиспользованиедляпреобразованийнаболеевысоком.
Уровне
Модификация данных связана с отображениемизменений в реальной предметной области,осуществляемых путемвключенияновых данныхиудаленияненужных.
Контроль,безопасностьицелостностьнаправленынаадекватноеотображениереальногосост оянияпредметнойобластивинформационноймоделии обеспечивают защиту информацииот несанкционированного доступа(безопасность)иотсбоевиповрежденийтехническихипрограммныхсредств.
Поиск информации,хранимойвпамятикомпьютера,осуществляетсякак самостоятельное действиепривыполненииответовнаразличные запросы и как вспомогательная операция при обработкеинформации.
Поддержкапринятиярешения являетсянаиболееважным действием,выполняемымприобработкеинформации.Широкаяальтернативапринимаемыхрешени йприводиткнеобходимостииспользованияразнообразныхматематических моделей.
Созданиедокументов,сводок,отчетовзаключаетсявпреобразованииинформациивформы,п
ригодные длячтениякак человеком, так и компьютером. С этим действием связаны и такие операции,как обработка,считывание,сканирование исортировка документов.
Припреобразованииинформацииосуществляетсяеепереводизоднойформыпредставленияи
лисуществованияв другую,чтоопределяетсяпотребностями,возникающимивпроцессереализацииинформационных технологий.
Реализациявсех
действий,выполняемыхвпроцессеобработкиинформации,осуществляетсяспомощьюразнообразн
ыхпрограммныхсредств.
Наиболеераспространеннойобластьюприменениятехнологическойоперации обработки
информацииявляетсяпринятие решений.
Взависимостиотстепениинформированностиосостоянииуправляемогопроцесса,полнотыи точностимоделейобъектаисистемыуправления,взаимодействиясокружающейсредой,процесспри
нятиярешенияпротекает вразличных условиях:
1.Принятиерешенийвусловияхопределенности.Вэтойзадачемоделиобъектаисистемыупра
влениясчитаютсязаданными,авлияниевнешнейсреды —
несущественным.Поэтомумеждувыбраннойстратегиейиспользованияресурсовиконечнымрезуль
татом |
существует |
однозначная |
связь,откуда |
следует, |
что |
в |
условияхопределенностидостаточноиспользоватьрешающееправилодляоценки |
полезности |
|||||
вариантов |
|
решений,принимая |
|
в |
качестве |
оптимальногото,котороеприводиткнаибольшемуэффекту.Еслитакихстратегийнесколько,товсеон исчитаютсяэквивалентными.Дляпоиска решенийв условиях определенностииспользуют
методыматематическогопрограммирования. |
|
|
|
||
2.Принятие |
решений |
в |
условиях |
риска.Вотличиеот |
|
предыдущегослучаядляпринятиярешенийвусловияхрисканеобходимо |
учитывать |
влияние |
|||
внешней |
|
среды,котороене |
|
|
поддается |
точномупрогнозу,аизвестнотольковероятностноераспределениееесостояний.Вэтихусловияхиспо льзованиеоднойитойжестратегииможетпривестикразличнымисходам,вероятностипоявлениякот орыхсчитаютсязаданнымиилимогутбытьопределены.Оценкуивыборстратегийпроводят спомощьюрешающего правила, учитывающего вероятность достижения конечногорезультата.
3.Принятоерешений в условиях |
неопределенности.Как ивпредыдущей задаче между |
|||
выбором |
стратегии |
и конечным результатомотсутствует однозначнаясвязь.Кроме |
||
того,неизвестнытакже |
значениявероятностейпоявленияконечныхрезультатов,которыелибо |
|||
немогут |
быть |
определены, |
либонеимеют |
вконтекстесодержательного |
смысла.Каждойпаре«стратегия-
конечныйрезультат»соответствуетнекотораявнешняяоценкаввидевыигрыша.
Наиболее распространенным является использованиекритерияполучениямаксимальногогарантированноговыигрыша.
4.Принятие решений в условиях многокритериальности.В
любойизперечисленныхвышезадачмногокритериальностьвозникаетвслучаеналичиянесколькихс амостоятельных,несводимыходнаилидругой целей.Наличие большого числа решений усложняет оценкуи выбор оптимальной стратегии.Одним из возможных путей решенияявляетсяиспользованиеметодовмоделирования.
Решение задач с помощью искусственного интеллекта заключаетсявсокращениипереборавариантовприпоискерешения,приэтомпрограммы реализуют те жепринципы,которымипользуетсявпроцессемышлениячеловек.
Экспертнаясистемапользуетсязнаниями,которымионаобладаетв своейузкойобласти,чтобыограничитьпоискнапутик решениюзадачипутемпостепенногосужениякругавариантов.
Длярешениязадачвэкспертныхсистемахиспользуют:
•методлогическоговывода,основанныйнатехникедоказательств,называемойрезолюциейи использующейопровержениеотрицания(доказательство«отпротивного»);
•метод структурнойиндукции,основанныйнапостроении деревапринятиярешенийдляопределенияобъектовизбольшогочисла данныхнавходе;
•методэвристическихправил,основанныхнаиспользованииопытаэкспертов,аненаабстракт ныхправилах формальной логики;
•методмашиннойаналогии,основанныйнапредставленииинформацииосравниваемыхобъе ктахв удобномвиде,например,ввидеструктур данных,называемыхфреймами.
Источники«интеллекта»,проявляющегосяприрешениизадачи,могут оказаться бесполезными либо полезнымиилиэкономичнымивзависимостиотопределенныхсвойствобласти,вкоторойпоставлена задача.
Исходяизэтого,можетбытьосуществленвыбор метода построения экспертной системыили использования готового программногопродукта.
Процесс выработки решения на основе первичных данных, схемакоторого представлена на рисунке 8,можно разбить на два этапа:
выработкадопустимыхвариантоврешенийпутемматематическойформализациисиспользов аниемразнообразныхмоделейивыбороптимальногорешениянаосновесубъективныхфакторов.