№18

!1. Уровни представления моделей данных.

Концептуальная модель данных - наиболее общий вид модели, с которым имеет дело разработчик – модели этого вида практически не привязаны к компьютерным реалиям (абстрагированы от них). Речь идет о модели понятий предметной области (семантическая модель). В концептуальном моделировании проектируется схема понятий прикладной области в их взаимосвязи. Предлагались и предлагаются разные пути такого моделирования.

Исходными базовыми понятиями в модели Смитов являются объекты и связи между объектами. Связи могут быть двух видов: обобщение и агрегация. Обобщение интуитивно ясно, и связывает одни объекты с другими, по смыслу более общими. Агрегация связывает разнородные объекты по признаку компонентного вхождения в другие объекты. Независимо, оба вида связей образуют каждый свою иерархию среди объектов модели.

Кроме этих базовых имеются и другие понятия концептуальной модели: атрибут, отношение, экземпляр, индивид. Самое замечательное в «модели Смитов» – это относительность перечисленных понятий. Одно и то же явление может быть и объектом, и отношением, и атрибутом, и экземпляром, и индивидом, и все определяется точкой зрения на явление. Несмотря на очевидную привлекательность концептуального проектирования, оно существует лишь в статьях и не реализовано напрямую ни в одной компьютерной системе.

Логический уровень моделирования – тот, который реально используют благодаря доступности на рынке CASE-систем. Логическое моделирование несет в себе сравнительно малую семантическую нагрузку. В наиболее распространенном случае (реляционный подход) логическое проектирование сводится к тому, чтобы правильно сформировать объекты, их атрибуты и взаимосвязи с учетом методологических требований ликвидации избыточности, нормализации, целостности, а также с учетом требований прикладной постановки и независимости данных.

Наиболее популярными видами моделей БД логического уровня являются ER-модель, реляционная модель, а в последнее время и объектная «модель».

Физическая модель данных соответствует описанию данных в БД конкретной СУБД, то есть схеме данных, и с ней хорошо знакомы уже все разработчики без исключения. Она непосредственно учитывает такие аспекты, как архитектуру, безопасность, эффективность доступа и другие. Понятие «физическая модель» относительно, так как имеет тенденцию к изменению во времени, и то, что когда-то относилось к логической модели, сегодня могут приписывать физической.

!2. Криптографические методы защиты.

Криптографический алгоритм (шифр), представляет собой математическую функцию, которая используется для зашифрования и расшифрования информации.

Известны два основных типа алгоритмов, основанных на использовании ключей: симметричные алгоритмы и алгоритмы с открытым ключом.

Симметричные алгоритмы (условные алгоритмы), те, в которых ключ зашифрования может быть вычислен из ключа расшифрования, и наоборот. В большинстве симметричных алгоритмов ключи зашифрования и расшифрования одинаковы. Симметричные алгоритмы подразделяются на категории.

Одни алгоритмы обрабатывают открытый текст побитово (побайтово) - потоковые алгоритмы.

Другие алгоритмы обрабатывают группы битов открытого текста (блоки) - блочные алгоритмы.

Алгоритмы с открытым ключом (асимметричные) устроены так, что ключ, используемый для зашифрования, отличается от ключа расшифрования. Ключ расшифрования не может быть вычислен из ключа зашифрования. Такие алгоритмы называют алгоритмами с открытым ключом, Ключ зашифрования называют открытым ключом, а ключ расшифрования – закрытым ключом.

При криптографической защите обычно используют алгоритмы:

1) DES (стандарт шифрования данных) - самый распространенный компьютерный алгоритм шифрования, принятый в качестве американского и международного стандарта. Это симметричный алгоритм, в котором для шифрования и расшифрования используется один и тот же ключ.

2) RSA (назван в честь создателей - Ривеста, Шамира и Адлемана) - наиболее распространенный алгоритм с открытым ключом. Используется для шифрования документов и для их цифровой подписи.

3) DSA (алгоритм цифровой подписи, часть стандарта цифровой подписи) - алгоритм с открытым ключом. Используется только для цифровой подписи.

3. Способы построения моделирующих алгоритмов q-схем.

Непрерывно-стохастические модели (Q - схемы).К ним относятся системы массового обслуживания ( англ. queuing system), которые называют Q- схемами.

Характерная ситуация в работе систем — появление заявок на обслуживание и завершение обслуживания в случайные моменты времени. В качестве элементов структуры Q-схем рассматриваются элементы типов: И — источники; Н — накопители; К — каналы обслуживания заявок.

Q-схему можно считать заданной, если определены: потоки; структура системы; алгоритмы функционирования системы.

При моделировании систем, формализуемых в виде Q-схем, возникают задачи имитации потоков заявок с ограничениями, позволяющими упростить математическое описание и программную реализацию генераторов потоков заявок.

Для ординарных потоков с ограниченным последействием интервалы между моментами поступления заявок являются независимыми и совместная плотность распределения может быть представлена:

f(y1,y2,…,yn)=f(y1)f(y2)…f(yn), где , при i>1 являются условными функциями плотности величин yi при условии, что в момент начала i-го интервала поступит заявка. Порядок моделирования моментов появления заявок в стационарном потоке с ограниченным последействием следующий. Из последовательности случайных чисел, равномерно распределенных на интервале (0, 1), выбирается случайная величина и формируется первый интервал y1 в соответствии с

(14.1), где  - интенсивность потока событий. Момент наступления первого события t1 = t0+y1, следующие моменты появления событий: t2=t1+y2,…,tk=t(k-1)+yk (14.2),где уk — случайная величина с плотностью f(у).

При формировании потока событий, описываемого распределением Пуассона с мгновенной плотностью потока (t), плотность распределения длины первого интервала (14.3), где а — математическое ожидание числа событий на интервале (t0, t0+t). Дальнейшее моделирование случайной величины уi при i>1 аналогично формированию уi с использованием условной функции распределения.

Моделирующий алгоритм должен отвечать требованиям: 1) обладать универсальностью относительно структуры, алгоритмов функционирования и параметров системы; 2) обеспечивать одновременную и независимую работу необходимого числа элементов системы; 3) укладываться в приемлемые затраты ресурсов ЭВМ для реализации машинного эксперимента; 4) проводить разбиение на логические части, т.е. построение блочной структуры алгоритма; 5) гарантировать выполнение — событие, происходящее в момент времени tk, может моделироваться только после того, как промоделированы события, произошедшие в момент tk-1<tk.

Существует два основных принципа построения моделирующих алгоритмов: «принцип f» и «принцип δz». При построении по «принципу f» необходимо определить минимальный интервал времени между соседними событиями t' = min{ui} (во входящих потоках и потоках обслуживании) и принять, что шаг моделирования равен t'. В алгоритмах, построенных по «принципу δz», т.е. в алгоритмах со случайным шагом, элементы Q-схемы просматриваются при моделировании только в моменты особых состояний (заявок). Длительность шага f = var зависит от особенностей системы и от воздействий внешней среды.

Моделирующие алгоритмы со случайным шагом могут быть реализованы синхронным и асинхронным способами. При синхронном способе один из элементов Q-схемы выбирается в качестве ведущего и по нему «синхронизируется» весь процесс моделирования. При асинхронном способе ведущий элемент не используется, а очередному шагу моделирования может соответствовать любое особое состояние всего множества элементов И, Н и К. Просмотр элементов Q-схемы организован так, что при каждом особом состоянии либо циклически просматриваются все элементы, либо только те, которые могут изменить свое состояние (просмотр с прогнозированием).