Экзамен,чтоб тебя

42.Мобильные сети. Основные понятия

Мобильная связь — это радиосвязь между абонентами, местоположение одного или нескольких из которых меняется. Одним из видов мобильной связи является сотовая связь.

3G (от англ. third generation — третье поколение), технологии мобильной связи 3 поколения — набор услуг, который объединяет как высокоскоростной мобильный доступ с услугами сети Интернет, так и технологию радиосвязи, которая создаёт канал передачи данных. В настоящее время из-за массовых рекламных акций под этим термином чаще всего подразумевается технология UMTS.

Мобильная связь третьего поколения строится на основе пакетной передачи данных. Сети третьего поколения 3G

работают на частотах дециметрового диапазона, как правило в диапазоне около 2 ГГц, передавая данные со скоростью до

3,2 Мбит/с. Они позволяют организовывать видеотелефонную связь, смотреть на мобильном телефоне фильмы и

телепрограммы и т. д.

3G включает в себя 5 стандартов семейства IMT-2000 (UMTS/WCDMA, CDMA2000/IMT-MC, TD-CDMA/TD-SCDMA

(собственный стандарт Китая), DECT и UWC-136).

3.5G

HSDPA (англ. High-Speed Downlink Packet Access — высокоскоростная пакетная передача данных от базовой станции к мобильному телефону) — стандарт мобильной связи, рассматривается специалистами как один из переходных этапов миграции к технологиям мобильной связи четвёртого поколения (4G). Максимальная теоретическая скорость передачи данных по стандарту составляет 14,4 Мбит/сек., практическая достижимая в существующих сетях — около 3 Мбит/сек.

4G (от англ. fourth generation — четвёртое поколение) — перспективное (четвёртое) поколение мобильной связи, характеризующееся высокой скоростью передачи данных и повышенным качеством голосовой связи. К четвёртому поколению принято относить перспективные технологии, позволяющие осуществлять передачу данных со скоростью, превышающей 100 Мбит/с подвижным абонентам и 1 Гбит/с стационарным.

WiMAX (англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access) — телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобильных телефонов). Основана на стандарте IEEE 802.16, который также называют Wireless MAN (WiMAX следует считать жаргонным названием, так как это не технология, а названия форума, на котором Wireless MAN и был согласован).

3GPP Long Term Evolution (LTE) — название технологии мобильной передачи данных. Проект 3GPP является

стандартом по совершенствованию технологий CDMA, UMTS для удовлетворения будущих потребностей в скорости

передачи данных.

Эти усовершенствования могут, например, повысить эффективность, снизить издержки, расширить и совершенствовать

уже оказываемые услуги, а также интегрироваться с уже существующими протоколами. Скорость передачи данных по

стандарту3GPP LTE в теории достигает 326,4 Мбит/с (демонстрационно 1 Гбит/с на оборудовании для коммерческого

использования) на приём (download), и 172,8 Мбит/с на отдачу (upload), в международном стандарте же прописано 173

Мбит/с на приём и 58 Мбит/с на отдачу.

Радиус действия базовой станции LTE может быть различным в зависимости от мощности и используемых частот. В оптимальном случае это порядка 5 км, но при необходимости дальность действия может составлять 30 км или даже 100 км (при достаточном поднятии антенны).

Bluetooth или блютуc (переводится как синий зуб, назван в честь Харальда I Синезубого) — производственная спецификация беспроводных персональных сетей (англ. Wireless personal area network, WPAN). Bluetooth обеспечивает обмен информацией между такими устройствами как карманные и обычные персональные компьютеры, мобильные телефоны, ноутбуки, принтеры, цифровые фотоаппараты, мышки, клавиатуры, джойстики, наушники, гарнитуры на надёжной, недорогой, повсеместно доступной радиочастоте для ближней связи. Bluetooth позволяет этим устройствам сообщаться, когда они находятся в радиусе от 1 до 10 метров друг от друга (дальность сильно зависит от преград и помех), даже в разных помещениях.

Wi-Fi (англ. Wireless Fidelity — «беспроводная точность») — торговая марка Wi-Fi Alliance для беспроводных сетей на

базе стандарта IEEE 802.11.

Любое оборудование, соответствующее стандарту IEEE 802.11, может быть протестировано в Wi-Fi Alliance и получить

соответствующий сертификат и право нанесения логотипа Wi-Fi.

Обычно схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа и не менее одного клиента. Также возможно

подключение двух клиентов в режиме точка-точка (Ad-hoc), когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются

посредством сетевых адаптеров «напрямую». Точка доступа передаёт свой идентификатор сети (SSID) с помощью

специальных сигнальных пакетов на скорости 0,1 Мбит/с каждые 100 мс. Поэтому 0,1 Мбит/с — наименьшая скорость

передачи данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно ли подключение к данной точке доступа.

При попадании в зону действия двух точек доступа с идентичными SSID приёмник может выбирать между ними на

основании данных об уровне сигнала. Стандарт Wi-Fi даёт клиенту полную свободу при выборе критериев

для соединения. Более подробно принцип работы описан в официальном тексте стандарта.

Именно характер связей между ПЭ и определяет разные свойства системы. Ранее уже отмечалось, что подобная схема применима и для векторных вычислений.

Между матричными и векторными системами есть существенная разница. Матричный процессор интегрирует множество идентичных функциональных блоков (ФБ), логически объединенных в матрицу и работающих в SIMD-стиле.

Не столь существенно, как конструктивно реализована матрица процессорных элементов — на едином кристалле или на нескольких. Важен сам принцип — ФБ логически скомпонованы в матрицу и работают синхронно, то есть присутствует только один поток команд для всех блоков.

Векторный процессор имеет встроенные команды для обработки векторов данных, что позволяет эффективно загрузить конвейер из функциональных блоков. В свою очередь, векторные процессоры проще использовать, потому что команды для обработки векторов — это более удобная для человека модель программирования, чем SIMD.

Структура матричной вычислительной системы приведена на рис. 1.5.

Массив процессоров (МПр) производит параллельную обработку множественных элементов данных. Единый поток команд, управляющий обработкой данных в массиве процессоров, генерируется контроллером массива процессоров

(КМП). КМП выполняет последовательный программный код, реализует операции условного и безусловного перехода,

транслирует в МПр команды, данные и сигналы управления. Команды выполняются процессорами в режиме жесткой синхронизации. Сигналы управления используются для синхронизации команд и пересылок, а также для управления процессом вычислений. Команды, данные и сигналы управления передаются из КМП в массив процессоров по шине широковещательной рассылки. Поскольку выполнение операций условного перехода зависит от результатов вычислений,

результаты обработки данных в массиве процессоров транслируются из КМП по шине результата.

Массив процессоров помимо множества процессоров должен включать в себя множество модулей памяти. Кроме того, в массиве должна быть реализована сеть взаимосвязей, как между процессорами, так и между процессорами и модулями памяти. Таким образом, под термином массив процессоров понимается блок, состоящий из процессоров,

модулей памяти и сети соединений.

В матричных SIMD-системах распространение получили распространение два основных типа архитектурной организации массива процессорных элементов.

В первом варианте “процессорный элемент-процессорный элемент“ (“ПЭ-ПЭ“) все процессорные элементы (ПЭ)

связаны между собой сетью соединений. Каждый ПЭ – это процессор с локальной памятью. Процессорные элементы выполняют команды, получаемые из КМП по шине широковещательной рассылки, и обрабатывают данные как хранящиеся в их локальной памяти, так и поступающие из КМП. Для трансляции результатов из отдельных ПЭ в КМП служит шина результата.

Второй вид архитектуры - “процессор-память“. В этом случае двунаправленная сеть соединений связывает множество процессоров с множеством модулей памяти. Процессоры управляются через шину широковещательной рассылки. Обмен данными между процессорами осуществляется как через сеть, так и через модули памяти.

В качестве процессорных элементов в большинстве матричных SIMD-систем применяются простые RISC-

процессоры с локальной памятью ограниченной емкости.

44. Предмет и задачи метрической теории ВС. Анализ производительности ВС. Способы описания процессов функционирования.

Метрическая теория ВС занимается количественной оценкой показателей, которые характеризуют качество структурной и функциональной организации системы. В рамках метрической теории исследуется влияние организации системы и режимов ее функционирования на производительность, надежность, стоимость и другие ее характеристики, а

также решаются задачи обоснования выбора варианта структурной и функциональной организации системы и оптимальных параметров и внешних характеристик входящих в ее состав устройств ЭВМ, т.е. выполняется структурная и параметрическая оптимизация ВС.

Единицей измерения производительности компьютера является время: компьютер, выполняющий тот же объем работы за меньшее время является более быстрым. Время выполнения любой программы измеряется в секундах. Часто производительность измеряется как скорость появления некоторого числа событий в секунду, так что меньшее время подразумевает большую производительность.

Однако в зависимости от того, что мы считаем, время может быть определено различными способами. Наиболее простой способ определения времени называется астрономическим временем, временем ответа (response time), временем выполнения(execution time) или прошедшим временем (elapsed time). Это задержка выполнения задания, включающая буквально все: работу процессора, обращения к диску, обращения к памяти, ввод/вывод и накладные расходы операционной системы. Однако при работе в мультипрограммном режиме во время ожидания ввода/вывода для одной программы, процессор может выполнять другую программу, и система не обязательно будет минимизировать время выполнения данной конкретной программы.

Для измерения времени работы процессора на данной программе используется специальный параметр - время ЦП

(CPU time), которое не включает время ожидания ввода/вывода или время выполнения другой программы. Очевидно, что время ответа, видимое пользователем, является полным временем выполнения программы, а не временем ЦП. Время ЦП может далее делиться на время, потраченное ЦП непосредственно на выполнение программы пользователя и называемое пользовательским временем ЦП, и время ЦП, затраченное операционной системой на выполнение заданий,

затребованных программой, и называемое системным временем ЦП.

В ряде случаев системное время ЦП игнорируется из-за возможной неточности измерений, выполняемых самой операционной системой, а также из-за проблем, связанных со сравнением производительности машин с разными операционными системами. С другой стороны, системный код на некоторых машинах является пользовательским кодом на других и, кроме того, практически никакая программа не может работать без некоторой операционной системы.

Поэтому при измерениях производительности процессора часто используется сумма пользовательского и системного времени ЦП.

В большинстве современных процессоров скорость протекания процессов взаимодействия внутренних функциональных устройств определяется не естественными задержками в этих устройствах, а задается единой системой синхросигналов, вырабатываемых некоторым генератором тактовых импульсов, как правило, работающим с постоянной скоростью. Дискретные временные события называются тактами синхронизации (clock ticks), просто тактами (ticks),

периодами синхронизации (clock periods), циклами (cycles) или циклами синхронизации (clock cycles).Разработчики компьютеров обычно говорят о периоде синхронизации, который определяется либо своей длительностью (например, 10

наносекунд), либо частотой (например, 100 МГц). Длительность периода синхронизации есть величина, обратная к частоте синхронизации.

Таким образом, время ЦП для некоторой программы может быть выражено двумя способами: количеством тактов синхронизации для данной программы, умноженным на длительность такта синхронизации, либо количеством тактов синхронизации для данной программы, деленным на частоту синхронизации.

Важной характеристикой, часто публикуемой в отчетах по процессорам, является среднее количество тактов синхронизации на одну команду - CPI (clock cycles per instruction). При известном количестве выполняемых команд в программе этот параметр позволяет быстро оценить время ЦП для данной программы.

Таким образом, производительность ЦП зависит от трех параметров: такта (или частоты) синхронизации, среднего количества тактов на команду и количества выполняемых команд. Невозможно изменить ни один из указанных

параметров изолированно от другого, поскольку базовые технологии, используемые для изменения каждого из этих параметров, взаимосвязаны: частота синхронизации определяется технологией аппаратных средств и функциональной организацией процессора; среднее количество тактов на команду зависит от функциональной организации и архитектуры системы команд; а количество выполняемых в программе команд определяется архитектурой системы команд и технологией компиляторов. Когда сравниваются две машины, необходимо рассматривать все три компоненты, чтобы понять относительную производительность.

45. Виды конференц-связи. Web-технологии. Языки и средства создания Web-приложений.

Конференц-связь – активно развивающийся вид корпоративных коммуникаций. Современные технологии,

применяемые для построенияконференц-систем, позволяют организовать конференц-систему компании, отвечающую самым высоким стандартам. Основными видамиконференц-связи, наиболее популярными на сегодняшний день,

являются телефонная конференц-связь и системы видеоконференцсвязи.

Системы видеоконференций - это вид групповых телекоммуникаций, который позволяет группе людей из 3 и

более человек видеть и слышать друг друга.

Для аудиоконференции, важной части системы конференц-связи, позволяющей организовать совещание по телефону,

как правило требуется специальные телефонные аппараты для конференц-связи.

Селекторная связь, как разновидность аудиоконференций, предполагает организацию конференц-связи таким образом, чтобы оптимально организовать управление большим количеством участников. Как правило, организована с использованием специальногоселекторного оборудования, то есть устройства, которое позволяет разделить аудиторию совещания на тех, кто имеет двухстороннюю связь и тех, кто имеет одностороннюю связь.

Организуя комплексные системы конференц-связи, необходимо учитывать множество различных факторов и использовать такие технологии как: cистемы видеоконференций, Селекторную связь, телефонную конференц-

связь и другие виды конференц-связи.

Наибольшую известность приобрела Java - это технология и язык программирования сетевых приложений,

разработаные фирмой Sun Microsystems для систем распределенных вычислений.

Особенности языка Java: объектно-ориентированный, прототипом является С++, но более прост в использовании

(так, например, убраны указатели); введены многопотоковость (например, оператор синхронизации), дополнительная защита от вирусов.

Рис. 6.4. Компоненты программного обеспечения для языка Java

Для пользователей важны также следующие черты языка:

аппаратная независимость (мобильность) за счет создания приложений в виде байт-кодов для некоторой виртуальной машины ( рис. 6.4) - каждая платформа интерпретирует эти байт-коды; благодаря введению компиляции потеря эффективности, присущая интерпретации, здесь менее значительна;

интеграция с браузерами;

используемые программные объекты могут находиться в разных узлах, интерпретатор находит их и загружает в компьютер пользователя.

Другими словами, в узле-клиенте достаточно иметь лишь браузер, все остальное можно получить по сети. Однако при этом обостряется проблема информационной безопасности. В связи с этим загружаемым по сети программам (они называются аплетами) обычно запрещается обновлять и читать файлы, кроме тех, которые находятся на хосте самого аплета.

Java-аплеты доступны из HTML-документов (обращение к ним через тег <applet>), хотя могут использоваться и независимо от них. При обращении к аплету он компилируется на сервере, а для исполнения передается клиенту вместе

с Web-страницей.

CGI (Common Gateway Interface - общий шлюзовой интерфейс) - программное обеспечение связи HTML

браузеров с другими прикладными программами и/или текстами, находящимися на серверной стороне. Программа CGI -

посредник между браузером и приложениями. Обычно программа CGI находится на сервере в специальном каталоге

CGI_BIN, она является обработчиком запросов, идущих от браузера. Обращение к файлу из этого каталога означает

запуск соответствующего обработчика. Если браузер обращается к документу не в HTML формате, то CGI преобразует форму документа в HTML и возвращает ее браузеру. Пример CGI-программы - WebDBC, организующей связь Web-

сервера через ODBC-драйверы с нужными СУБД.

Наряду с интерфейсом CGI существуют и более частные интерфейсы, например, ISAPI (Internet Server Application

Program Interface) фирмы Microsoft или NSAPI фирмы Netscape.

JavaScript - язык и интерпретатор этого языка для генерации и управления просмотром составных

гипертекстовых документов. JavaScript более прост, чем Java, и тексты JavaScript исполняются быстрее, чем тексты

Java или запросы к CGI, поскольку обработчики событий JavaScript реализованы в браузере, а не в сервере. Тексты на

JavaScript записываются непосредственно в HTML документе с помощью специальных тегов и имеют вид

<SCRIPT LANGUAGE = "javascript"> <!--

. . .

//--> </SCRIPT> (*)

где <!-- . . . //--> - текст в виде комментария. Браузеры, не имеющие JavaScriptобработчиков, просто игнорируют комментарий, а современные браузеры исполняют записанные в (*) вместо многоточия команды. В отличие от Java

программы на JavaScript полностью интерпретируются в браузере.

Рассмотренные языки являются основой для создания программ межплатформенной распределенной среды - crossware. При этом в настоящее время создание крупных корпоративных приложений чаще опирается на применение

CGI.

Для разработки приложений в Internet уже созданы специальные языки и средства. Это, кроме упомянутых языков,

также язык Visial Basic Script (VBScript).

Sun Microsystems предлагает набор средств JDK (Java Development Kit) для создания Java-программ. Microsoft разработала технологию создания и использования интерактивных сетевых приложений, названную

ActiveX. Некоторые компоненты ActiveX передаются в составе HTML-документов, другие (ISAPI) служат для взаимодействия сервера с приложениями. Microsoft предлагает среду разработки Web-документов и приложений,

включающую ряд продуктов, например:

Internet Assistant - служит для создания HTML-документов, использует возможности редактора Word, взаимно преобразует форматы документов HTML и Word;

FrontPage - применяется Web-мастерами и администраторами для сопровождения гипертекстовой информационной базы;

Internet Studio - помогает художественному оформлению Web-страниц;

Visual J++ в составе компилятора Java, набора JDK, средств взаимодействия Java-аплетов и ActiveX-

компонентов, и др.

Netscape разработала визуальную среду создания сетевых приложений, включающую СУБД Informix, среда

реализует язык JavaScript с интерактивным содержанием и SQL-операторы.

46. Память и запоминающие устройства. Иерархия запоминающих устройств (ЗУ). Виды и характеристики ЗУ:

адресная, стековая и ассоциативная организация памяти.

Запоминающие устройства (ЗУ) служат для хранения информации и обмена ею с другими устройствами.

Важнейшие параметры ЗУ находятся в противоречии. Так, например, большая информационная ёмкость не сочетается с высоким быстродействием, а быстродействие в свою очередь не сочетается с низкой стоимостью.

Поэтому в ЗУ используется многоступенчатая иерархическая структура.

В наиболее развитой иерархии памяти ЭВМ можно выделить следующие уровни.

Регистровые ЗУ– находятся внутри процессора. Благодаря им уменьшается число обращений к другим уровням памяти, находящимся вне процессора и требующим большего времени для операции обмена.

Кэш-память – быстродействующая память, которая может находиться внутри или вне процессора. Она предназначена для хранения копий информации, находящейся в более медленной основной памяти.

Оперативная память (RAM – Read Access Memory) или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) – часть основной памяти ЭВМ, предназначенной для хранения быстро изменяемой информации. В ОЗУ хранятся программы пользователей промежуточные результаты вычислений.

Постоянная память (ROM – Read Only Memory – память только для чтения) или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – это вторая часть основной памяти ЭВМ, предназначенной для хранения редко меняемой информации, например, кодов команд, тестовых программ.

Специализированные виды памяти, например, видеопамять, предназначенна для хранения информации,

отображаемой на экране дисплея и др.

Запоминающее устройство с произвольным обращением, как правило, содержит множество одинаковых запоминающих элементов, образующих запоминающий массив (ЗМ). Массив разделен на отдельные ячейки; каждая из них предназначена для хранения двоичного кода, число разрядов в котором определяется шириной выборки памяти (в

частности, это может быть одно, половина или несколько машинных слов). Способ организации памяти зависит от методов размещения и поиска информации в запоминающем массиве. По этому признаку различают адресную,

ассоциативную и стековую (магазинную) памяти.

Адресная память. В памяти с адресной организацией размещение и поиск информации в ЗМ основаны на использовании адреса хранения слова (числа, команды и т. п.). Адресом служит номер ячейки ЗМ, в которой это слово размещается. При записи (или считывании) слова в ЗМ инициирующая эту операцию команда должна указывать адрес

(номер ячейки), по которому производится запись (считывание).

Ассоциативная память. В памяти этого типа поиск нужной информации производится не по адресу, а по ее содержанию (по ассоциативному признаку). При этом поиск по ассоциативному признаку (или последовательно по отдельным разрядам этого признака) происходит параллельно во времени для всех ячеек запоминающего массива. Во многих случаях ассоциативный поиск позволяет существенно упростить и ускорить обработку данных. Это достигается за счет того, что в памяти этого типа операция считывания информации совмещена с выполнением ряда логических операций. Для ассоциативной памяти необходимы запоминающие элементы, допускающие считывание без разрушения записанной в них информации. Это связано с тем, что при ассоциативном поиске считывание производится по всему ЗМ для всех незамаскированных разрядов и негде сохранять временно разрушаемую считыванием информацию.

Стековая память, так же как и ассоциативная, является безадресной. Стековую память можно рассматривать как совокупность ячеек, образующих одномерный массив, в котором соседние ячейки связаны друг с другом разрядными цепями передачи слов. Запись нового слова производится в верхнюю ячейку (ячейку 0), при этом все ранее записанные слова (включая слово, находившееся в ячейке 0), сдвигаются вниз, в соседние ячейки с большими на 1 номерами.

Считывание возможно только из верхней (нулевой) ячейки памяти, при этом, если производится считывание с удалением,

все остальные слова в памяти сдвигаются вверх, в соседние ячейки с большими номерами. В этой памяти порядок считывания слов соответствует правилу: последним поступил — первым обслуживается. В ряде устройств рассматриваемого типа предусматривается также операция простого считывания слова из нулевой ячейки (без его удаления и сдвига слова в памяти). Иногда стековая память снабжается счетчиком стекаСчСт, показывающим

количество занесенных в память слов. Сигнал СчСт = 0 соответствует пустому стеку, СчСт = Ы—1 —заполненному стеку.

Обычно стековую память организуют, используя адресную память. В этом случае счетчик стека, как правило,

отсутствует, так как количество слов в памяти можно выявить по указателю стека. Широкое применение стековая память находит при обработке вложенных структур данных.