Теоретические вопросы на знание базовых понятий и принципов по специальности (стр. 1 )

1. Теоретические вопросы на знание базовых понятий и принципов по специальности:

1. Понятия: данные, информация, знания. Свойства информации.

Значение информации в жизни общества стремительно растет, меняются методы работы с информацией, расширяются сферы применения новых информационных технологий.

На практике часто отождествляются определения таких понятий, как "информация", "данные", «знания». Однако, эти понятия необходимо различать.

Данные несут в себе сведения о событиях, произошедших в материальном мире, и являются регистрацией сигналов, возникших в результате этих событий. Однако, данные не тождественны информации. Станут ли данные информацией, зависит от того, известен ли метод преобразования данных в известные понятия.

þ Например, мы можем услышать речь человека, обращающегося к нам, говорящего на иностранном и не знакомом нам языке. С одной, стороны, мы получаем от него данные в виде звуков, но с другой стороны – никакой информации от него мы получить не смогли, т. к. не сумели понять передаваемые нам данные. Они для нас были закодированы, а метода раскодирования мы не знали.

Данные, составляющие информацию, имеют свойства, однозначно определяющие адекватный метод получения этой информации. Причем необходимо учитывать тот факт, что информация не является статичным объектом - она динамически меняется и существует только в момент взаимодействия данных и методов. Все прочее время она пребывает в состоянии данных. Информация существует только в момент протекания информационного процесса. Все остальное время она содержится в виде данных.

Одни и те же данные могут в момент потребления представлять разную информацию в зависимости от степени адекватности взаимодействующих с ними методов.

По своей природе данные являются объективными, так как это результат регистрации объективно существующих сигналах, вызванных изменениями в материальных телах или полях. Методы являются субъективными. В основе искусственных методов лежат алгоритмы (упорядоченные последовательности команд), составленные и подготовленные людьми (субъектами).

!	Данные - представляют собой фиксируемые в виде определенных сигналов воспринимаемые факты окружающего мира.

Рис. 1. Понятие данных

Понятие "информация" достаточно широко используется в обычной жизни современного человека, поэтому каждый имеет интуитивное представление, что это такое.

!	Информация - данные, определенным образом организованные, имеющие смысл, значение и ценность для своего потребителя и необходимые для принятия им решений, а также реализации других функций и действий.

Формы существования информации:

- символьная

- звуковая

- графическая (иллюстративная)

- видео

Получая информацию, пользователь превращает ее путем интеллектуального усвоения в свои личностные знания. Основываясь на приведенных выше трактовках рассматриваемых понятий, можно констатировать тот факт, что знание - это информация, но не всякая информация – знание. В превращении информации в знание участвует целый ряд закономерностей, регулирующих деятельность мозга, и различных психических процессов, а также разнообразных правил, включающих знание системы общественных связей, - культурный контекст определенной эпохи. Благодаря этому знание становится достоянием общества, а не только отдельных индивидов. Между информацией и знаниями имеется разрыв. Человек должен творчески перерабатывать информацию, чтобы получить новые знания.

!	Знание – это осознание и толкование определенной информации, с учетом путей наилучшего ее использования для достижения конкретных целей. Характеристиками знаний являются: внутренняя интерпретируемость, структурируемость, связанность и активность.

Рис. 2. Понятие знаний

Рис. 3. Процесс общения с внешней средой

Рис. 4. Принципиальная схема взаимосвязи таких понятий, как «данные», «информация», «знания»

Таким образом, учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод, что фиксируемые воспринимаемые факты окружающего мира представляют собой данные. При использовании данных в процессе решения конкретных задач - появляется информация. Результаты решения задач, истинная, проверенная информация (сведения), обобщенная в виде законов, теорий, совокупностей взглядов и представлений представляет собой знания.

Те предметы или устройства, от которых человек может получить информацию, называют источниками информации.

Те предметы или устройства, которые могут получать информацию, называют приемниками информации.

Свойства информации

Систематизация существующих подходов к выделению свойств информации, позволяет говорить о том, что информации присущи следующие свойства.

1.  Атрибутивные свойства - это те свойства, без которых информация не существует. К данной категории свойств относится:

·  неотрывность информации от физического носителя и языковая природа информации. Одно из важнейших направлений информатики как науки является изучение особенностей различных носителей и языков информации, разработка новых, более совершенных и современных. Необходимо отметить, что хотя информация и неотрывна от физического носителя и имеет языковую природу она не связана жестко ни с конкретным языком, ни с конкретным носителем.

·  дискретность. Содержащиеся в информации сведения, знания - дискретны, т. е. характеризуют отдельные фактические данные, закономерности и свойства изучаемых объектов, которые распространяются в виде различных сообщений, состоящих из линии, составного цвета, буквы, цифры, символа, знака.

·  непрерывность. Информация имеет свойство сливаться с уже зафиксированной и накопленной ранее, тем самым, способствуя поступательному развитию и накоплению.

2.  Прагматические свойства - это те свойства, которые характеризуют степень полезности информации для пользователя, потребителя и практики. Проявляются в процессе использования информации. К данной категории свойств относится:

·  смысл и новизна. Это свойство характеризует перемещение информации в социальных коммуникациях, и выделяет ту ее часть, которая нова для потребителя.

·  полезность. Уменьшение неопределенности сведений об объекте. Дезинформация расценивается как отрицательные значения полезной информации.

·  ценность. Ценность информации различна для различных потребителей и пользователей.

·  кумулятивность. Характеризует накопление и хранение информации.

·  полнота. Характеризует качество информации и определяет достаточность данных для принятия решений или для создания новых данных на основе имеющихся. Чем полнее данные, тем шире диапа­зон методов, которые можно использовать, тем проще подобрать метод, вносящий минимум погрешностей в ход информационного процесса.

·  достоверность. Данные возникают в момент регистрации сигналов, но не все сигналы являются «полезными» — всегда присутствует какой-то уровень посторонних сигналов, в результате чего полезные данные сопровождаются опреде­ленным уровнем «информационного шума». Если полезный сигнал зарегистрирован более четко, чем посторонние сигналы, достоверность информации может быть более высокой. При увеличении уровня шумов достоверность информации снижа­ется. В этом случае для передачи того же количества информации требуется исполь­зовать либо больше данных, либо более сложные методы.

·  адекватность — это степень соответствия реальному объективному состоянию дела. Неадекватная информация может образовываться при создании новой информации на основе неполных или недостоверных данных. Однако и полные, и достоверные данные могут приводить к созданию неадекватной информации в случае применения к ним неадекватных методов.

·  доступность (мера возможности получить ту или иную информа­цию). На степень доступности информации влияют одновременно как доступность данных, так и доступность адекватных методов для их интерпретации. Отсутствие доступа к данным или отсутствие адекватных методов обработки данных приводят к одинаковому результату: информация оказывается недоступной. Отсутствие адекват­ных методов для работы с данными во многих случаях приводит к применению неадекватных методов, в результате чего образуется неполная, неадекватная или недостоверная информация.

·  актуальность (степень соответствия информации текущему моменту времени). Нередко с актуальностью, как и с полнотой, связывают коммер­ческую ценность информации. Поскольку информационные процессы растянуты во времени, то достоверная и адекватная, но устаревшая информация может приводить к ошибочным решениям. Необходимость поиска (или разработки) адекватного метода для работы с данными может приводить к такой задержке в получении инфор­мации, что она становится неактуальной и ненужной. На этом, в частности, осно­ваны многие современные системы шифрования данных с открытым ключом. Лица, не владеющие ключом (методом) для чтения данных, могут заняться поиском ключа, поскольку алгоритм его работы доступен, но продолжительность этого поиска столь велика, что за время работы информация теряет актуальность и, соответственно, связанную с ней практическую ценность.

·  объективность и субъективность. Понятие объективности информации является относительным. Это понятно, если учесть, что методы являются субъективными. Более объективной принято считать ту информацию, в которую методы вносят меньший субъективный элемент. В ходе информационного процесса степень объективности информации всегда понижается. Это свойство учитывают, например, в правовых дисциплинах, где по-разному обрабатываются показания лиц, непосред­ственно наблюдавших события или получивших информацию косвенным путем (посредством умозаключений или со слов третьих лиц).

3.  Динамические свойства - это те свойства, которые характеризуют изменение информации во времени.

·  рост информации. Движение информации в информационных коммуникациях и постоянное ее распространение и рост определяют свойство многократного распространения или повторяемости. Хотя информация и зависима от конкретного языка и конкретного носителя, она не связана жестко ни с конкретным языком, ни с конкретным носителем. Благодаря этому информация может быть получена и использована несколькими потребителями. Это свойство многократной используемости и проявление свойства рассеивания информации по различным источникам.

·  старение. Информация подвержена влиянию времени.

2.  Понятие файловой системы. Отличие файловых систем друг от друга.

Файловая система (англ. file system) — регламент, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации. Она определяет формат физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла, максимальный возможный размер файла, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например, разграничение доступа или шифрование файлов.

Файловая система связывает носитель информации, с одной стороны, и API для доступа к файлам — с другой. Когда прикладная программа обращается к файлу, она не имеет никакого представления о том, каким образом расположена информация в конкретном файле, также, как и на каком физическом типе носителя (CD, жёстком диске, магнитной ленте или блоке флэш-памяти) он записан. Всё, что знает программа — это имя файла, его размер и атрибуты. Эти данные она получает от драйвера файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе (например, жёстком диске). С точки зрения операционной системы, весь диск представляет из себя набор кластеров размером от 512 байт и выше. Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги (реально являющиеся файлами, содержащими список файлов в этом каталоге). Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные.

Однако файловая система не обязательно напрямую связана с физическим носителем информации. Существуют виртуальные и сетевые файловые системы, которые являются лишь способом доступа к файлам, находящимся на удалённом компьютере.

Иерархия каталогов Практически всегда файлы на дисках объединяются в каталоги.

В простейшем случае все файлы на данном диске хранятся в одном каталоге. Такая одноуровневая схема использовалась в CP/M и первых версиях MS-DOS. Сегодня её можно встретить, например, в некоторых цифровых фотоаппаратах: все сделанные фотографии складываются в один каталог. Иерархическая файловая система со вложенными друг в друга каталогами впервые появилась в UNIX.

Add. txt

Tornado. jpg

Notepad. exe

(Одноуровневая файловая система)

Каталоги на разных дисках могут образовывать несколько отдельных деревьев, как в DOS/Windows, или же объединяться в одно дерево, общее для всех дисков, как в UNIX-подобных системах.

C:

\Program files

\CDEx

\CDEx. exe

\CDEx. hlp

\mppenc. exe

\Мои документы

\Add. txt

\Tornado. jpg

D:

\Music

\ABBA

\1974 Waterloo

\1976 Arrival

\Money, Money, Money. ogg

\1977 The Album

(Иерархическая файловая система Windows/DOS)

В UNIX существует только один корневой каталог, а все остальные файлы и каталоги вложены в него. Чтобы получить доступ к файлам и каталогам на каком-нибудь диске, необходимо примонтировать этот диск командой mount. UNIX также позволяет автоматически монтировать диски при загрузке операционной системы.

/bin

/ls

/mnt

/cdrom

/Music

/ABBA

/1974 Waterloo

/1976 Arrival

/Money, Money, Money. ogg

/1977 The Album

/floppy

/home

/peter

/Add. txt

/tornado. jpg

(Иерархическая файловая система UNIX)

Еще более сложная структура применяется в NTFS и HFS. В этих файловых системах каждый файл представляет собой набор атрибутов. Атрибутами считаются не только традиционные только для чтения, системный, но и имя файла, размер и даже содержимое. Таким образом, для NTFS и HFS то, что хранится в файле — это всего лишь один из его атрибутов. Если следовать этой логике, один файл может содержать несколько вариантов содержимого. Таким образом, в одном файле можно хранить несколько версий одного документа, а также дополнительные данные (значок файла, связанная с файлом программа). Такая организация типична для HFS на Macintosh.

Классификация файловых систем По предназначению файловые системы можно классифицировать на следующие категории:

·  Для носителей с произвольным доступом (например, жёсткий диск): FAT32, HPFS, ext2 и др.

·  В последнее время широкое распространение получили журналируемые файловые системы, такие как ext3, ReiserFS, JFS, NTFS, XFS и др.

·  Для носителей с последовательным доступом (например, магнитные ленты): QIC и др.

·  Для оптических носителей — CD и DVD: ISO9660, ISO9690, HFS, UDF и др.

·  Виртуальные файловые системы: AEFS и др.

·  Сетевые файловые системы: NFS, SMBFS, SSHFS, GmailFS и др.

Задачи файловой системы Основные функции любой файловой системы нацелены на решение следующих задач:

·  именование файлов;

·  программный интерфейс работы с файлами для приложений;

·  отображения логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных;

·  устойчивость файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств.

·  В многопользовательских системах появляется еще одна задача: защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя.

3. Назначение сопроцессоров. Внутренняя организация устройства FPU.

Сопроцессор — специализированная микросхема, расширяющая возможности основного процессора компьютерной системы, но оформленная как отдельный модуль.

Различают математические сопроцессоры общего назначения, обычно ускоряющие вычисления с плавающей точкой, сопроцессоры ввода-вывода (например — Intel 8089), разгружающие центральный процессор от контроля за операциями ввода-вывода или расширяющие стандартное адресное пространство процессора, сопроцессоры для выполнения каких-то узко-специализированных вычислений.

Сопроцессоры могут входить в набор логики, разработанный одной конкретной фирмой (например Intel выпускала в комплекте с процессором 8086 сопроцессоры 8087 и 8089) или выпускаться сторонним производителем.

Математический сопроцессор — сопроцессор для расширения командного множества центрального процессора и обеспечивание его функциональностью модуля операций с плавающей запятой, для процессоров не имеющих интегрированного модуля.

Модуль операций с плавающей запятой (или с плавающей точкой; англ. floating point unit (FPU)) — часть процессора для выполнения широкого спектра математических операций над вещественными числами.

Простым «целочисленным» процессорам, работа с вещественными числами и математическими операциями требует соответствующих процедур поддержки и времени для их выполнения. Модуль операций с плавающей запятой поддерживает работу с ними на уровне примитивов — загрузка, выгрузка вещественного числа (в/из специализированных регистров) или математическая операция над ними выполняется одной командой, за счет этого достигается значительное ускорение таких операций.

Сопроцессоры Intel семейства x86 Для процессоров семейства x86 с 8086/8088 по 386, модуль операций с плавающей запятой был выделен в отдельную микросхему, называемую математическим сопроцессором. Для сопроцессора на плате компьютера предусматривался отдельный сокет.

Сопроцессор не является полноценным процессором, так как не предназначен для многих необходимых операций (например, не может работать с программой и вычислять адреса памяти), т. е. всего лишь, является придатком центрального процессора.

Сопроцессор подключен к шинам центрального процессора, а также имеет несколько специальных сигналов для синхронизации процессоров между собой. Часть командных кодов центрального процессора зарезервирована для сопроцессора, он следит за потоком команд, игнорируя другие команды. Центральный процессор наоборот игнорирует команды сопроцессора, занимаясь только вычислением адреса в памяти, если команда предполагает к ней обращение. Центральный процессор делает цикл фиктивного считывания, позволяя сопроцессору считать адрес с адресной шины. Если сопроцессору необходимо дополнительное обращение к памяти (для чтения или записи результатов) он выполняет его через захват шины.

После получения команды и необходимых данных, сопроцессор начинает ее выполнение. Пока сопроцессор выполняет команду, центральный процессор выполняет программу дальше, параллельно с вычислениями сопроцессора. Если следующая команда также является командой сопроцессора, процессор останавливается и ожидает завершения выполнения сопроцессором предыдущей команды.

Также существует специальная команда ожидания (FWAIT), также, останавливающая процессор до завершения вычислений (если для продолжения программы необходимы их результаты).

Начиная с процессора i486 (линейки DX) модуль операций с плавающей запятой был интегрирован в центральный процессор и назван FPU. В линейке 486SX модуль FPU отключался (в эту линейку попадали процессоры с бракованным FPU). Для процессоров 486SX также выпускался «сопроцессор» 487SX, но, фактически, он являлся процессором 486DX, и при его установке, процессор 486SX отключался. Несмотря на интеграцию, FPU в процессорах i486, представляет собой неизменный сопроцессор, выполненный на том же кристалле, более того, схема FPU i486, полностью идентична сопроцессору предыдущего поколения 387DX вплоть до тактовой частоты (в два раза меньшей чем частота центрального процессора). Настоящая интеграция FPU c центральным процессором началась только в процессорах Pentium модели MMX.

Сопроцессоры x86 от сторонних производителей. Широкое распространение в соответствующий период получили сопроцессоры для платформы x86 выпускавшиеся компанией Weitek - её были выпущены 1167, 2167 в виде набора микросхем и микросхемы 3167, 4167 соответственно для процессоров 8086, 80286, 80386, 80486. По сравнению с сопроцессорами от Intel они обеспечивали в 2-3 раза большую производительность, но обладали несовместимым программным интерфейсом, реализованным через технологию memory-mapping. Она сводилась к тому, что основной процессор должен был записывать информацию в те или иные области памяти, контролируемые Weitek-овским сопроцессором (собственно оперативной памяти там, конечно не было). Конкретный адрес, куда производилась запись интерпретировался в качестве той или иной команды. Несмотря на несовместимость, сопроцессоры от Weitek были широко поддержаны как разработчиками ПО, так и производителями материнских плат, предусматривавших на них гнёзда для установки такой микросхемы.

Ряд других компаний так же выпускал различные несовместимые математические сопроцессоры, реализуя интерфейс к ним через порты ввода-вывода или прерывания BIOS, но они не получили такого широкого распространения.

Компаний-производителей клонов выпускали совместимые с 80 сопроцессоры, работавшие быстрее аналогичных Интеловских. Среди этих компаний можно упомянуть Cyrix, AMD, Chips & Technologies (C&T) и проч. Иногда система команд этих сопроцессоров расширялась несколькими несовместимыми, например аналог 80287 от C&T содержал команды для работы с вектором из четырёх значений с плавающей точкой. Серьёзной поддержки от производителей софта эти расширенные команды не получили.

В СССР выпускалась микросхема (КМ)1810ВМ87, которая являлась аналогом 8087

Процессоры EMC87 от фирмы Cyrix могли работать как в режиме программной совместимости с Intel 80387, так и в собственном проприетарном режиме программирования. Для них обеспечивалась аппаратная совместимость с разъёмом 80387-го сопроцессора.

Другие платформы. Аналогично, материнские платы ПК построенных на процессорах Motorola до разработки последней процессора MC68040 (в который сопроцессор был встроен) содержали математический сопроцессор. Как правило, в качестве FPU использовался сопроцессор 68881 16МГц или 68882 25МГц. Практически любой современный процессор имеет встроенный сопроцессор. Компания Weitek так же выпускала математические сопроцессоры для платформ 68000 и MIPS.

Устройство FPU. Модуль операций с плавающей запятой представляет собой стековый калькулятор, работающий по принципу обратной польской записи. Перед операцией, аргументы помещаются в LIFO-стек, при выполнении операции, необходимое количество аргументов снимается со стека. Результат операции помещается в стек, где может быть использован в дальнейших вычислениях или может быть снят со стека для записи в память. Также поддерживается и прямая адресация аргументов в стеке относительно вершины. Внутри FPU числа хранятся в 80-битном формате с плавающей запятой, для записи же, или чтения из памяти могут использоваться:

·  один из трех форматов с плавающей точкой (32, 64 и 80 бит);

·  целочисленные форматы (16, 32 и 64 бита);

·  80-битный BCD-формат.

Поддерживаемые математические операции:

·  арифметические операции,

·  сравнение,

·  деление по модулю,

·  округление, смена знака,

·  модуль,

·  квадратный корень,

·  вычисление тригонометрических функций (синус, косинус, частичный тангенс, частичный арктангенс),

·  загрузка константы (0, 1, число пи, log2(10), log2(e), lg(2), ln(2)) и некоторые другие специфичные операции.

FPU обрабатывает пограничные состояния с помощью специальных значений представимых форматом с плавающей запятой:

·  денормализованное число (близкое к переполнению), при дальнейшем возрастании модуля, денормализованное число становится бесконечностью

·  бесконечность (положительная и отрицательная), возникает при делении на нуль ненулевого значения а также при переполнениях

·  нечисло (англ. not-a-number (NaN)) Нечисла могут определять такие случаи как:

·  неопределенность, возникает при комплексном результате (например при вычислении квадратного корня из отрицательного числа) и некоторых других случаях

·  недействительное значение (qNaN, sNaN) - может использоваться компилятором (для предотвращения использования неинициализированных переменных) или отладчиком.

·  нуль - в формате с плавающей запятой, нуль также считается специальным значением.

В зависимости от флагов FPU, специальные значения могут инициировать обработку исключения операционной системой.

4. Составные части сетевой операционной системы отдельного компьютера.

Сетевая операционная система составляет основу любой вычислительной сети. Каждый компьютер в сети в значительной степени автономен.

В узком смысле сетевая операционная система - это операционная система отдельного компьютера, обеспечивающая ему возможность работать в сети. Есть и более развернутое определение сетевой операционной системы: сетевая операционная система - это система программных средств, управляющих процессами в сети и объединенных общей архитектурой, определенными коммуникационными протоколами и механизмами взаимодействия вычислительных процессов. Она обеспечивает пользователям стандартный и удобный доступ к разнообразным сетевым ресурсам и обладает высоким уровнем прозрачности, т. е. изолирует от пользователя все различия, особенности и физические параметры привязки процессов к обрабатываемым ресурсам.

Сетевая операционная система – это совокупность операционных систем (ОС) отдельных компьютеров, взаимодействующих с целью обмена сообщениями и разделения ресурсов по единым правилам - протоколам.

В сетевой операционной системе отдельной машины можно выделить несколько частей:

-  средства управления локальными ресурсами компьютера: функции распределения оперативной памяти между процессами, планирования и диспетчеризации процессов, управления процессорами в мультипроцессорных машинах, управления периферийными устройствами и другие функции управления ресурсами локальных операционных систем;

-  средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование - серверная часть операционной системы (сервер). Эти средства обеспечивают, например, блокировку файлов и записей, что необходимо для их совместного использования; ведение справочников имен сетевых ресурсов; обработку запросов удаленного доступа к собственной файловой системе и базе данных; управление очередями запросов удаленных пользователей к своим периферийным устройствам;

-  средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам и их использования - клиентская часть операционной системы (редиректор). Эта часть выполняет распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам от приложений и пользователей, при этом запрос поступает от приложения в локальной форме, а передается в сеть в другой форме, соответствующей требованиям сервера. Клиентская часть также осуществляет прием ответов от серверов и преобразование их в локальный формат, так что для приложения выполнение локальных и удаленных запросов неразличимо;

-  коммуникационные средства операционной системы, с помощью которых происходит обмен сообщениями в сети. Эта часть обеспечивает адресацию и буферизацию сообщений, выбор маршрута передачи сообщения по сети, надежность передачи и т. п., то есть является средством транспортировки сообщений.

В зависимости от функций, возлагаемых на конкретный компьютер, в его операционной системе может отсутствовать либо клиентская, либо серверная части.

Клиентская часть сетевой ОС «редиректор» перехватывает все запросы, поступающие от приложений, и анализирует их. Если выдан запрос к ресурсу данного компьютера, то он переадресовывается соответствующей подсистеме локальной ОС, если же это запрос к удаленному ресурсу, то он переправляется в сеть. При этом клиентская часть преобразует запрос из локальной формы в сетевой формат и передает его транспортной подсистеме, которая отвечает за доставку сообщений указанному серверу. Серверная часть операционной системы компьютера принимает запрос, преобразует его и передает для выполнения своей локальной ОС. После того, как результат получен, сервер обращается к транспортной подсистеме и направляет ответ клиенту, выдавшему запрос. Клиентская часть преобразует результат в соответствующий формат и адресует его тому приложению, которое выдало запрос.

На практике сложилось несколько подходов к построению сетевых операционных систем. Первые сетевые ОС представляли собой совокупность существующей локальной ОС и надстроенной над ней сетевой оболочки. При этом в локальную ОС встраивался минимум сетевых функций, необходимых для работы сетевой оболочки, которая выполняла основные сетевые функции. Однако более эффективным представляется путь разработки операционных систем, изначально предназначенных для работы в сети. Сетевые функции у ОС такого типа глубоко встроены в основные модули системы, что обеспечивает их логическую стройность, простоту эксплуатации и модификации, а также высокую производительность.

5. Клиент-серверная и файл-серверная технологии. Выделенные серверы.

Технология файл-сервер. Технология файл-сервер относится к сетевым технологиям хранения и обработки данных. С появлением сетей данные стали хранить на файл-сервере. В этом случае их поиск и обработка происходят на рабочих станциях. При таком подходе на рабочую станцию присылаются не только данные, необходимые конечному пользователю, но и данные, которые будут использоваться только для выполнения запроса (например, фрагменты индексных файлов или данные, которые будут отброшены при выполнении запроса). Объем такой "лишней" информации может быть значительно большим, чем объем информации "нужной".

Время реакции на запрос пользователя будет складываться из времени передачи данных с файл-сервера на рабочую станцию и времени выполнения запроса на рабочей станции. Чтобы время реакции такой системы было приемлемым, надо ускорить обмен данными с диском и нарастить объем оперативной памяти для кэширования данных с диска (например, при работе с Novell или Windows NT). Также необходимо в качестве рабочей станции использовать мощный компьютер. Узким местом может оказаться сетевая среда, поэтому пропускная способность сетевой шины - тоже немаловажный показатель. Если увеличивается число одновременно работающих пользователей и объем хранимой информации, размер пересылаемой информации растет, т. е. растет сетевой трафик. И как результат, время реакции системы очень быстро падает. Такая технология подразумевает, что на каждой рабочей станции находится свой экземпляр СУБД, работающий с одними и теми же данными. Взаимодействие этих СУБД для синхронизации работы через промежуточное звено в виде файл-сервера приводит к дополнительным потерям (в том числе из-за необходимости передавать дополнительную информацию).

Файл-серверная система имеет следующие недостатки:

·  большая нагрузка на сеть и повышенные требования к ее пропускной способности (при большом числе пользователей и значительных объемах обрабатываемой информации несоблюдение этих требований может привести к неработоспособности системы);

·  повышенные требования к ПК ввиду того, что обрабатываются данные на рабочем месте пользователя;

·  невозможность одновременной работы с данными;

·  невозможность соблюдения безопасности данных.

«Клиент-сервер» - это модель взаимодействия компьютеров в сети. Если компьютер предоставляет свои ресурсы другим пользователям сети, то он играет роль сервера. При этом компьютер, обращающийся к ресурсам другой машины, является клиентом. Компьютер, работающий в сети, может выполнять функции либо клиента, либо сервера, либо совмещать обе эти функции. Однако, редко бывает так, чтобы они были совершенно равноправными. Как правило, один компьютер в сети располагает информационно-вычислительными ресурсами, такими как процессоры, файловая система, почтовая служба, служба печати, база данных. Другие же компьютеры пользуются ими.

Если выполнение каких-либо серверных функций является основным назначением компьютера (например, предоставление файлов в общее пользование всем остальным пользователям сети или организация совместного использования факса, или предоставление всем пользователям сети возможности запуска на данном компьютере своих приложений), то такой компьютер называется выделенным сервером. Конкретный сервер характеризуется видом ресурса, которым он владеет. В зависимости от того, какой ресурс сервера является разделяемым, он называется файл-сервером, факс-сервером, принт-сервером, сервером приложений и т. д.

Этот же принцип распространяется и на взаимодействие процессов. Если один из них выполняет некоторые функции, предоставляя другим соответствующий набор услуг, такой процесс рассматривается в качестве сервера. Процессы, пользующиеся этими услугами, принято называть клиентами.

Сегодня технология «клиент-сервер» получает все большее распространение, однако сама по себе она не предлагает универсальных рецептов. Она лишь дает общее представление о том, как должна быть организована современная распределенная информационная система. В то же время реализации этой технологии в конкретных программных продуктах и даже в видах программного обеспечения различаются весьма существенно. Один из основных принципов технологии "клиент-сервер" заключается в разделении функций стандартного приложения на три группы, имеющие различную природу. Первая группа - это функция ввода и отображения данных. Вторая группа объединяет чисто прикладные функции, характерные для данной предметной области. Наконец, к третьей группе относятся фундаментальные функции хранения и управления данными (базами данных, файловыми системами и т. д.)