exam16 - stankin/inet-2022 GitHub Wiki

Билет 16

Понятия телеобработки данных и вычислительной сети. Глобальные и локальные вычислительные сети.
Применение методов оценки сложности разработки программных средств в веб-программировании.

◀️ Реферат к вопросам экзамена по дисциплине Интернет-технологии 1 курса магистратуры ▶️

Выполнили: Кузьмин Антон ИДМ-22-04, Модин Кирилл ИДМ-22-05, Александров Михаил ИДМ-22-01

ТЕКСТ РЕФЕРАТА

Понятия телеобработки данных и вычислительной сети. Глобальные и локальные вычислительные сети.

Телеобработка

Вычислительная система, включающая в свой состав аппаратуру передачи данных, называется системой телеобработки данных, или просто системой телеобработки.

Основным предназначением системы телеобработки является предоставление большому числу территориальных распределенных пользователей доступа к общим вычислительным ресурсам. Кроме того, являясь многопользовательской, система телеобработки позволяет своим абонентам осуществлять эффективный обмен информацией между собой. Все это определяет ряд дополнительных преимуществ систем телеобработки по сравнению с однопользовательскими системами:

• вычислительные мощности системы телеобработки концентрируются в едином вычислительном центре, где могут быть созданы наиболее комфортные условия для эксплуатации суперкомпьютеров; • концентрация вычислительных мощностей позволяет избежать распыления дорогостоящего оборудования, снизить затраты на эксплуатацию и повысить качество обслуживания вычислительной техники. В зависимости от режимов работы различают следующие системы телеобработки:

• системы сбора данных, которые являются самыми простыми системами телеобработки и обеспечивают передачу информации в одном направлении, то есть от абонентских пунктов к компьютеру. Примером подобных систем являются системы диспетчерской службы, собирающие информацию от абонентских систем, обрабатывающие и передающие ее затем на центральный диспетчерский пункт; • информационно-справочные системы, предоставляющие пользователю доступ к централизованному источнику информации. Характерной чертой данных систем являются наличие достаточно большого банка данных, обеспечивающего пользователей необходимой информацией, и двухсторонняя передача информации, хотя все еще органического характера и фиксированной структуры; • информационно-управляющие системы, основным назначением которых является сбор оперативной информации с последующим принятием решений по управлению объектом или процессом. В этих системах наряду с передачей данных большое внимание уделяется информации, которая во многих случаях занимает основную часть ресурсов системы; • системы реального времени - информационно-управляющие системы, обеспечивающие передачу и обработку данных со скоростью, соответствующие скорости протекания управляемого или контролируемого процесса. Как и все предыдущие, данные системы относятся к проблемно-ориентированным системам; • системы коллективного пользования, которые являются более универсальными от перечисленных выше систем и ориентированы на интерактивный режим работы удаленных пользователей. Класс решаемых при этом задач различен и ограничивается только аппаратными и функциональными возможностями самой системы телеобработки. Независимо от режима обработки любая из систем телеобработки выполняет следующие функции;

• ввод-вывод информации с удаленных абонентских пунктов; • преобразование информации к виду, удобному для передачи по каналам связи; • собственно передачу информации по каналам связи; • преобразование информации, получаемой по каналам связи, к виду, удобному для представления ее в компьютере; • ввод информации в компьютер; • обработку информации; • обратный цикл преобразования информации для ее передачи пользователю. Как правило, каждая из этих функций выполняется с помощью специальных программ, составляющих «процедуру теледоступа», к которым относятся:

• передача файлов; • удаленный ввод заданий; • дистанционное управление вычислительным процессом. Процедура передачи файлов представляет собой совокупность функций, обеспечивающих надежную передачу файлов между абонентскими системами и компьютером. Файл представляет собой блок данных, оформленный некоторым стандартным образом и сопровождаемый необходимой управляющей информацией. Процедура передачи файлов реализуется средствами системы телеобработки практически без участия пользователя.

Телеобработка данных - телекоммутационный метод автоматизированного сбора и обработки информации при работе ЭВМ в режиме коллективного обслуживания удалённых абонентов по каналам связи. Система телеобработки данных включает: центральную ЭВМ, мультиплексоры и другую аппаратуру передачи данных, каналы связи, абонентские пункты, устройства ввода — вывода, отображения и документирования информации. Телеобработка данных позволяет эффективно использовать современные ЭВМ для организации информационного процесса при работе с удалёнными источниками и потребителями информации. Она является функциональной основой для создания различных автоматизированных систем управления войсками. Телеобработка данных используется для постоянного обновления в памяти центральной ЭВМ данных, поступающих от удалённых абонентов, выдачи справок или результатов решения расчётных задач по запросам абонентов, передачи и коммутации различных сообщений и т.д.

Процедура удаленного ввода заданий осуществляется при непосредственном участии пользователя, которому предоставляется возможность оперативного управления вводом информации в вычислительную систему. При этом пользователь может проверять правильность ввода данных, осуществлять необходимую корректировку и изменять сам процесс ввода информации.

Процедура дистанционного управления вычислительным процессом предоставляет пользователю возможность отслеживать и оказывать оперативное воздействие на процесс выполнения его задания. Управление осуществляется с помощью специального языка управления заданиями.

Естественно, что реализация этих функций должна обеспечиваться взаимосвязанным комплексом технических и программных средств, совокупность которых образует систему телеобработки.

Технические средства системы телеобработки включают:

• компьютер; • каналы передачи данных; • устройства сопряжения каналов (аппаратуры) передачи данных с компьютером; • абонентские пункты. Компьютер является основным источником вычислительных ресурсов для пользователей системы телеобработки.

Каналы передачи данных предназначены для передачи данных между абонентскими пунктами и компьютером системы телеобработки.

Устройства сопряжения аппаратуры (каналов) передачи данных с компьютером обеспечивают согласование каналов передачи данных с соответствующими устройствами компьютера и, как правило, позволяют подключать к нему достаточно большое число абонентских пунктов.

Абонентские пункты представляют собой устройства ввода-вывода, оснащенные дополнительной аппаратурой для подключения к каналам передачи данных.

Программные средства поддерживают работу технических средств, обеспечивая «интерфейс» (взаимодействие) пользователя с системой телеобработки.

К наиболее существенным результатам в разработке систем телеобработки следует отнести формирование новой тенденции в развитии вычислительной техники, которая характеризуется переходом к так называемым «открытым вычислительным системам».

Открытая вычислительная система - это такая система, которая при соблюдении определенных требований (правил открытости) может быть без каких-то дополнений и изменений подключена к другой открытой системе.

Локальные вычислительные сети

Локальные вычислительные сети (ЛВС) характеризуются тем, что объединяют между собой несколько компьютеров, которые расположены на небольшой территории. Как правило, такой формат соединения используется в рамках одного предприятия, учебного заведения или государственной структуры.

ЛВС необходима для того, чтобы объединить компьютеры в единую рабочую систему, с помощью которой можно совместно использовать необходимые ресурсы (сетевой принтер, сканер, файловое хранилище, доступ в Интернет и др.). Локальная сеть легко масштабируется и настраивается под текущие потребности компании.

Основная задача ЛВС – обеспечение быстрого и качественного доступа к информации всем работникам, предоставление возможности пользоваться всеми сервисами для обработки и передачи данных.

Основные функции ЛВС:

Распределение данных. Принцип действия ЛВС построен на раздаче информации на все ПК от главного ПК (сервера), потому накапливать и хранить данные на каждой машине не нужно;

Распределение ресурсов технического и информационного характера;
Распределение программ. Всем пользователям сети доступны программы, установленные в сети;
Обмен электронными сообщениями. Коммуникация между сотрудниками осуществляется посредством электронной почты, которая может передавать не только текстовые сообщения, но и файлы разного формата.

Способы соединения и взаимодействия в локальные вычислительные сети

Все ПК в сети объединяются между собой посредством проводного или беспроводного соединения. Доступ через проводные среды обеспечивают витые пары медных проводников или оптические кабели, а беспроводные – через радиоканал, который устанавливается посредством Wi-Fi, GPRS или Bluetooth.

Настройка оперативной и качественной передачи данных между всеми абонентами сети зависит от способов взаимодействия между машинами.

В зависимости от требований и размеров предприятий, на которых устанавливаются локальные вычислительные сети, можно выбрать централизованную архитектуру, в которой связь будет распределяться между машинами в режиме «клиент-сервер», или одногранную, в которой каждый ПК может выступать и в роли сервера и в роли клиента.

Глобальные вычислительные сети

Локальные и глобальные вычислительные сети имеют некоторую схожесть, поскольку они созданы специально для объединения группы пользователей в одну сеть с целью поиска, передачи и обработки информации.

Глобальная вычислительная сеть охватывает очень большие территории и объединяет огромное количество компьютеров, также в ее состав могут входить и централизованные или локальные выделенные сети.

Чаще всего данные сети используются для связи выход в Интернет, где неограниченное количество абонентов может одновременно выполнять различные операции.

Работают такие соединения в основном на выделенных линиях, в них со стороны ЛВС располагается маршрутизатор, а с другой стороны – коммутатор, который обеспечивает подключение к другим частям глобальным вычислительным сетям.

Используемые протоколы:

TCP/IP;
SONET/SDH;
MPLS;
ATM;
Frame relay.

Отличие ЛВС и ГВС

Наибольшим различием между сетями является то, что ЛВС рассчитана на определенное количество абонентов и охватывает сравнительно небольшие территории, а ГВС дает доступ к информации неограниченному числу потребителей в любых уголках планеты.

Принцип организации передачи данных и доступа к сетями значительно отличается, потому между этими сетями проводится четкая грань.

Стоит отметить, что все ЛВС включены в глобальную сеть, что в некоторой степени делает их схожими, но все же не объединяет в одну категорию.

Вопрос №2: "Применение методов оценки сложности разработки программных средств в веб-программировании"

Современные программные проекты характеризуются их сложностью. Трудоемкость программных разработок сильно зависит от уровня сложности проекта и является характеристикой, даже приблизительную оценку которой получить весьма тяжело, особенно на ранних стадиях проектов. Сложность программного обеспечения – отнюдь не случайное его свойство. Сложность вызывается четырьмя основными причинами:

сложностью реальной предметной области, из которой исходит заказ на разработку;
трудностью управления процессом разработки;
необходимостью обеспечить достаточную гибкость программы;
неудовлетворительными способами описания поведения больших дискретных систем.

Сложность программы зависит от человека, создающего программу и разбирающегося в ней, от имеющейся документации о программе и, конечно, самой программы. В свою очередь, сложность самой программы зависит от: размера программы, ее структур данных, структур управления, определяемых логикой программы, правильного ее разбиения на модули, внутренних связей каждого модуля, межмодульных связей в программе. Таким образом, сложность программы является, по терминологии теории измерений, латентной, или скрытой, переменной в отличие от переменных индикаторов, которые можно непосредственно измерять. Функцию, устанавливающую значение латентной переменной того или иного свойства программы исходя из значений индикаторов называют оценочной функцией, или мерой; область ее значений – оценочным множеством; совокупность индикаторов-аргументов – метрикой измерения. Поэтому разработка метрик и мер, способных ранжировать программы по некоторому критерию качества, и создание программных инструментов, обеспечивающих их вычисление – важные проблемы метрологии качества программ. Метрики сложности программ можно разделить на два больших класса:

статические;
динамические.

Статические метрики, в свою очередь, можно разделить на четыре типа:

объемные;
топологические;
потоки данных;
комплексные.

Объемные метрики наиболее просты и, очевидно, поэтому получили широкое распространение. Традиционной характеристикой размера программ является количество строк исходного текста. Под строкой понимается любой оператор программы, поскольку именно оператор, а не отдельно взятая строка является тем интеллектуальным "квантом" программы, опираясь на который можно строить метрики сложности ее создания. Непосредственное измерение размера программы, несмотря на свою простоту, дает хорошие результаты. Конечно, оценка размера программы недостаточна для принятия решения о ее сложности, но вполне применима для классификации программ, существенно различающихся объемами. Данный вид метрик представлен простейшими объемными мерами и мерами Холстеда. К простейшим объемным метрикам можно отнести:

L, – число строк в программе, включая комментарии;
S – число исполняемых операторов;
U – число программных модулей: подпрограмм, функций и т. д.;
S/U средний размер программного модуля.

Меры Холстеда основаны на следующих индикаторах:

η1, η2 – число типов операторов и различных операндов;
N1, N2 – число всех операторов и операндов.

В качестве наиболее известных мер Холстеда можно привести следующие:

словарь программы – n = n1 + n2,
длина программы – N = N1 + N2,
объем программы – V = N * log2n;

Топологические метрики, как правило, оперируют либо плотностью управляющих переходов внутри программ, либо взаимосвязями этих переходов. И в том и в другом случае стало традиционным представление программ в виде управляющего ориентированного графа G=(V,E), где V – вершины, соответствующие операторам, а E – дуги, соответствующие переходам. Появились в результате неспособности мер Холстеда и аналогичных им учитывать сложность структур управления. Мера Мак-Кейба. Является наиболее известной и популярной мерой оценки сложности программ. Цикломатической сложностью программы с управляющим графом G (n вершин, m дуг и одна компонента связности) называется величина:

v(G) = m - n + 2

Цикломатическая сложность программы, содержащей вызовы подпрограмм, определяется как сумма цикломатических сложностей самой программы и вызываемых подпрограмм.

Меры сложности, основанные на концепции информационных потоков между компонентами системы, описаны С. Хенри и Д. Кафурой и содержат информационную сложность процедуры, модуля и информационную сложность модуля относительно структуры данных. Мера Овиедо определяет сложность программы только через межлучевой поток данных (управляющий граф состоит из непересекающихся участков операторов – лучей). Мера Тая исследует влияние DU-пар (буквой D обозначается определение данных, а U – их использование) на выбор той ветви программы, которая исполняется.

Комплексные метрики основываются на более простых метриках и представляют собой их взвешенную сумму.

ИСТОЧНИКИ