3.Ієрархічні системи. Ієрархічні структури даних. Маніпулювання даними. Обмеження цілісності.

Иерархическая модель базы данных состоит из объектов с указателями от родительских объектов к потомкам, соединяя вместе связанную информацию. Иерархические базы данных могут быть представлены как дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень занимает один объект, второй — объекты второго уровня и т. д. Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня), при этом возможна ситуация, когда объект-предок не имеет потомков или имеет их несколько, тогда как у объекта-потомка обязательно только один предок. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами. Иерархическая модель данных — логическая модель данных в виде древовидной структуры. Иерархическая модель данных представляет собой совокупность элементов, расположенных в порядке их подчинения от общего к частному и образующих перевернутое дерево (граф). Данная модель характеризуется такими параметрами, как уровни, узлы, связи. Принцип работы модели таков, что несколько узлов более низкого уровня соединяется при помощи связи с одним узлом более высокого уровня. Основными информационными единицами в иерархической модели данных являются сегмент и поле. Поле данных определяется как наименьшая неделимая единица данных, доступная пользователю. Для сегмента определяются тип сегмента и экземпляр сегмента. Экземпляр сегмента образуется из конкретных значений полей данных. Тип сегмента — это поименованная совокупность входящих в него типов полей данных. Иерархическая модель данных базируется на графовой форме построения данных, и на концептуальном уровне она является просто частным случаем сетевой модели данных. В иерархической модели данных вершине графа соответствует тип сегмента или просто сегмент, а дугам — типы связей предок — потомок. Среди операторов манипулирования данными можно выделить операторы поиска данных, операторы поиска данных с возможностью модификации, операторы модификации данных. Набор операций манипулирования данными в иерархической БД невелик, но вполне достаточен. В иерархической модели автоматически поддерживается целостность ссылок между предками и потомками. Основное правило: никакой потомок не может существовать без своего родителя.

4.Модель мультипроцесорних комп’ютерних систем із загальною пам’яттю.

М ультипроцессор — это компьютерная система, которая содержит несколько процессоров и одно адресное пространство, видимое для всех процессоров. В комплексах с общей шиной проблема связей всех устройств между собой решается крайне просто: все они соединяются общей шиной, выполненной в виде совокупности проводов или кабелей, по которым передаются информация, адреса и сигналы управления (рис. 7 а). Интерфейс является односвязным, т.е. обмен информацией в любой момент времени может происходить только между двумя устройствами. Если потребность в обмене существует более чем у двух устройств, то возникает конфликтная ситуация, которая разрешается с помощью системы приоритетов и организации очередей в соответствии с этим. Обычно функции арбитра выполняет либо процессор, либо специальное устройство, которое регистрирует все обращения к общей шине и распределяет шину во времени между всеми устройствами комплекса. Достоинства структуры с общей шиной - простота, в том числе изменения комплекса, добавления или изъятия отдельных устройств, а также доступность модулей ОЗУ для всех остальных устройств. Следствием всего этого является достаточно низкая стоимость комплекса. Недостатки: Первый - невысокое быстродействие, так как одновременный обмен информацией возможен между двумя устройствами, не более. По этой причине в комплексах с общей шиной число процессоров не превосходит двух-четырех. Этот недостаток может быть несколько компенсирован путем использования общей шины с высоким быстродействием, большим, чем быстродействие входящих в комплекс устройств. Второй недостаток- низкой надежности системы из-за наличия общего элемента - шины.

5.Технологія Fast Ethernet.Відмінності і загальне з технологією Ethernet. Fast Ethernet (IEEE802.3u, 100BASE-X) — набор стандартов передачи данных в компьютерных сетях, со скоростью до 100 Мбит/с, в отличие от обычного Ethernet (10 Мбит/с). Различия и сходства с Ethernet: десятикратное увеличение пропускной способности сегментов сети (до 100 Мбит/с в полудуплексе и до 200 Мбит/с в дуплексе); сохранение метода случайного доступа CSMA/CD, принятого в Ethernet; сохранение формата кадра, принятого в стандарте IEEE 802.3; сохранение звездообразной топологии сетей; поддержка традиционных сред передачи данных — витой пары и волоконно-оптического кабеля. 100BASE-T — любой из 100-мегабитных стандартов Fast Ethernet для витой пары: 100BASE-TX — с использованием двух пар проводников кабеля 5 категории или экранированной витой паре STP Type 1; 100BASE-T4 — по четырёхпарному кабелю Cat3 (и выше) в полудуплексном режиме; более не используется; Длина сегмента кабеля 100BASE-T ограничена 100 метрами (328 футов). В типичной конфигурации, 100BASE-TX использует для передачи данных по одной паре скрученных (витых) проводов в каждом направлении, обеспечивая до 100 Мбит/с пропускной способности в каждом направлении (дуплекс). 100BASE-FX — вариант Fast Ethernet с использованием волоконно-оптического кабеля. В данном стандарте используется длинноволновая часть спектра (1300 нм) передаваемая по двум жилам, одна для приёма (RX) и одна для передачи (TX). Длина сегмента сети может достигать 400 метров в полудуплексном режиме (с гарантией обнаружения коллизий) и двух километров в полнодуплексном при использовании многомодового волокна. Работа на больших расстояниях возможна при использовании одномодового волокна.

Билет № 5 МЛКМД

1.Модель мультипроцесорних комп’ютерних систем з індивідуальною пам’яттю. Вычислительные системы, содержащие несколько процессоров, связанных между собой и с общим для них комплектом внешних устройств, называются мультипроцессорными системами (МПС). Производительность МПС увеличивается по сравнению с однопроцессорной системой за счет того, что мультипроцессорная организация создает возможность для одновременной обработки нескольких задач или параллельной обработки различных частей одной задачи. В МПС с индивидуальной памятью каждый из процессоров обращается в основном к своему модулю памяти. Для обмена данными между подсистемами «процессор — модуль памяти» в процессорах предусмотрены блоки обмена, обеспечивающие передачу сегментов информации между общей памятью и модулем памяти. При этом блок обмена может работать как селекторный канал: операция обмена инициируется процессором, и передача данных выполняется с параллельной работой последнего. Принцип индивидуальной памяти позволяет исключить коммутаторы в интенсивно используемом канале «процессор - модуль памяти», вследствие чего увеличивается номинальное быстродействие процессоров и уменьшаются затраты оборудования по сравнению с системами с общей памятью. Отрицательным последствием разделения памяти между процессорами является потеря ресурсов быстродействия в процессе обмена информацией между модулями памяти и общей памятью системы. Потери возникают, во-первых, из-за возможных приостановок работы процессоров для ожидания моментов окончания обмена данными с общей памятью и, во-вторых, из-за дополнительной загрузки модулей памяти операциями обмена. Если, работа каждого процессора МПС связана с использованием в основном ограниченного подмножества данных и обращение к остальным данным происходит сравнительно редко, то индивидуализация памяти приводит к экономии оборудования и обеспечивает высокое номинальное быстродействие процессоров в системе. Если каждый из процессоров почти равновероятно обращается к любому сегменту данных, МПС должна строиться по схеме с общей памятью, исключающей необходимость в обмене информацией между модулями памяти.

2 .Локальні обчислювальні мережі САПР. Эволюция развития комплекса технических средств САПР характеризуется созданием территориально рассредоточенных многомашинных систем сбора, хранения и обработки информации, реализованных в виде вычислительных сетей. Последние, рассредоточенные на небольших территориях предприятий и объединяющие в единую информационную систему автоматизированные рабочие места пользователей, ЭВМ и микро-ЭВМ, графопостроители, терминальные станции и другую специализированную аппаратуру, называют локальными вычислительными сетями (ЛВС). Локальные ВС имеют открытую архитектуру, обеспечивающую возможность подключения к сети любых других ЛВС, в том числе и крупных сетей ЭВМ. Основное достоинство ЛВС — низкая стоимость системы передачи данных. Локальные вычислительные сети САПР должны обеспечивать: использование режимов пакетной и диалоговой обработки, разделения времени, виртуальной памяти; экономичную обработку информации по принципу "наиболее важные процессы САПР выполняются техническими средствами с развитым программным обеспечением и высокой производительностью, наименее ответственные — на дешевых мини- и микро-ЭВМ"; высокую надежность и достоверность функционирования, высокую производительность; применение разнообразного проблемно-ориентированного ПО, централизованных и локальных БД с необходимым объемом памяти; работу с автоматизированными рабочими местами различного назначения и с другим специализированным оборудованием; централизованную и децентрализованную обработку информации. Использование ЛВС позволяет создать САПР нового поколения, объединяющие контрольно-измерительные комплексы и места сбора информации с автоматизированными рабочими местами схемотехников, конструкторов, механиков и т. д. Основное назначение ЛВС — распределение ресурсов ЭВМ (программ, совокупности периферийных устройств, терминалов, памяти) для эффективного решения задач автоматизированного проектирования. Локальные ВС должны иметь надежную, быструю и дешевую систему передачи данных (СПД), а стоимость передачи единицы информации должна быть значительно ниже стоимости обработки единицы информации. Для достижения этого ЛВС как система распределенных ресурсов должна выполняться на основе следующих принципов. Принцип единых протоколов. Принцип единой передающей среды.

3.Керування транзакціями, серіалізація трансакцій. Транзакція і цілісність баз даних. Ізольованість користувачів. К современным информационным системам предъявляются жесткие требования надежности. Никакие отказы и сбои не должны порождать рассогласование данных информационной системы. Не менее важно предотвращать рассогласование данных, порождаемое параллельной работой нескольких пользователей с одними и теми же данными. Одним из распространенных методов обеспечения отказоустойчивости систем является восстановление ближайшего по времени корректного состояния системы. Этот принцип ложится в основу обработки транзакций. Управление транзакциями в приложениях реализуется, главным образом, путем указания того, когда транзакция начинается и заканчивается. Это можно указать либо с помощью инструкций языка, либо используя функции интерфейса прикладного программирования (API) для баз данных. В системе также должна быть возможность правильной обработки ошибок, прерывающих транзакцию до ее окончания. Под транзакцией понимается неделимая с точки зрения воздействия на БД последовательность операторов манипулирования данными (чтения, удаления, вставки, модификации) такая, что либо результаты всех операторов, входящих в транзакцию, отображаются в БД, либо воздействие всех этих операторов полностью отсутствует. При завершении транзакции оператором COMMIT результаты гарантированно фиксируются во внешней памяти; при завершении транзакции оператором ROLLBACK результаты гарантированно отсутствуют во внешней памяти. План (способ) выполнения набора транзакций называется сериальным, если результат совместного выполнения транзакций эквивалентен результату некоторого последовательного выполнения этих же транзакций. Сериализация транзакций - это механизм их выполнения по некоторому сериальному плану. Обеспечение такого механизма является основной функцией компонента СУБД, ответственного за управление транзакциями. Система, в которой поддерживается сериализация транзакций обеспечивает реальную изолированность пользователей. Основная реализационная проблема состоит в выборе метода сериализации набора транзакций, который не слишком ограничивал бы их параллельность. Но существуют ситуации, в которых можно выполнять операторы разных транзакций в любом порядке с сохранением сериальности. Примерами могут служить только читающие транзакции, а также транзакции, не конфликтующие по объектам базы данных.

4.Мережне адміністрування і недоліки у забезпеченні інформаційної безпеки локальної обчислювальної мережі. 1. Принцип свободной архитектуры в локальных сетях предполагает расширительные функции действий сетевых администраторов. Админа может устанавливать, настраивать и поддерживать элементы защиты, но может их реализовать в очень облегченном варианте. 2. Наиболее уязвимым звеном ЛВС, как и ПК, является служба защиты паролями. При наличии большого числа пользователей и, следовательно, множества паролей, нарушителю пароль подобрать проще, особенно при некорректной деятельности админа. 3. Известны методы атаки нарушителей, заключающиеся в модификации протокола обмена информацией в ЛВС. Информационное сообщение, распространяемое в сети, завершается признаком окончания сеанса связи. Нарушитель специальной программой перехвата отменяет признак окончания, приобретая при этом все полномочия легального пользователя. Особенно опасными становятся такие действия при обращении к ФС; штатным программным обеспечением такие нарушения предотвратить невозможно. 4. Дополнительные средства защиты, разрабатываемые самостоятельно, трудно встраиваются в операционную систему. Даже оформление программ защиты в виде отдельных загружаемых модулей встроить проблематично, но очень легко отменить или обойти. Встраивание программ защиты в ядро ОС невозможно, в том числе из-за нарушения авторских прав фирмы-разработчика. Несмотря на довольно мощный аппарат защиты, ИБ в сетях ЛВС может быть даже хуже, чем в ПК. Необходимы типовые инструкции и процедуры, обязательные для сетевых администраторов. Их выполнение проще контролировать и легче исполнять. Несмотря на то, что квалифицированные нарушители смогут в конце концов обойти типовую защиту, ее присутствие и периодический контроль смогут приостановить возможные попытки нарушений.

5.Динамічна пам’ять комп’ютерів. Регенерація динамічної пам’яті. Динамическая память — энергозависимая памяти, в которой информация со временем разрушается, и, кроме подачи электропитания, необходимо производить её периодическое восстановление (регенерацию). DRAM - тип энергозависимой полупроводниковой памяти с произвольным доступом (RAM), также запоминающее устройство, наиболее широко используемое в качестве ОЗУ современных компьютеров. Физически память DRAM состоит из ячеек, созданных в полупроводниковом материале, в каждой из которых можно хранить определённый объём данных, от 1 до 4 бит. Совокупность ячеек такой памяти образуют условный «прямоугольник», состоящий из определённого количества строк и столбцов. Один такой «прямоугольник» называется страницей, а совокупность страниц называется банком. Весь набор ячеек условно делится на несколько областей. Физически DRAM-память представляет собой набор ячеек, которые состоят из конденсаторов и транзисторов, расположенных внутри полупроводниковых микросхем памяти. При отсутствии подачи электроэнергии к памяти этого типа происходит разряд конденсаторов, и память опустошается (обнуляется). Для поддержания необходимого напряжения на обкладках конденсаторов ячеек и сохранения их содержимого, их необходимо периодически подзаряжать, прилагая к ним напряжения через коммутирующие транзисторные ключи. Такое динамическое поддержание заряда конденсатора - основополагающий принцип работы памяти типа DRAM. Конденсаторы заряжают в случае, когда в «ячейку» записывается единичный бит, и разряжают в случае, когда в «ячейку» необходимо записать нулевой бит. DRAM изготавливается на основе конденсаторов малой ёмкости, которые быстро теряют заряд, поэтому информацию приходится обновлять через определённые промежутки времени во избежание потерь данных. Этот процесс называется регенерацией памяти. Он реализуется специальным контроллером, установленным на материнской плате или же на кристалле центрального процессора. На протяжении времени, называемого шагом регенерации, в DRAM перезаписывается целая строка ячеек, и через 8-64 мс обновляются все строки памяти.

Билет № 6 ДССРТ