Стандарты воздействия в компьютерной сети

Международной организацией по стандартизации (ISO) рекомендуется системы компьютерной связи рассматривать на 7-ми разных уровнях:

1. прикладной

2. представительный

3. сеансовый

4. транспортный

5. сетевой

6. канальный

7. физический

Уровни иерархически упорядочены.

Реальная компьютерная связь происходит только на физическом уровне, между остальными уровнями имеются только виртуальные соединения, которые реализуются с помощью программ драйверов. Каждому уровню соответствует свой протокол. Эти положения называются моделью открытых систем (О СТ)

МОС признана стандартом для разработки протоколов компьютерной связи. Согласно МОС передача сообщения от источника к получателю происходит по схеме (рис. 7.4)

		прикладной
		представительный
		сеансовый
		трансфертный
		сетевой
		канальный
		физический

 

 

Физическое соединение

Виртуальное соединение

 

1. На прикладном уровне с помощью существующих средств пользователь создает документ для сообщения.

2. На представительном уровне операционная система фиксирует положение документа и обеспечивает взаимодействие со следующим уровнем. Уровень гарантирует представление данных в формате, принятом в данной операционной системе.

3. На сеансовом уровне компьютер пользователя взаимодействует с сетью. Протоколы этого уровня проверяют права пользователя на выход в сеть. Сеансовый уровень начинает, поддерживает и завершает сеанс связи.

4. На транспортном уровне документ преобразуется в ту форму, в которой положено передавать данные по сети, например, сообщение делится на куски стандартного размера – пакеты, которые и будут передаваться. Прохождение по сети нескольких пакетов происходит быстрее, чем прохождение суммарного сообщения. Из-за ошибок передачи неправильно переданное сообщение запрашивается вновь.

5. Сетевой уровень определяет маршрут движения пакетов по сети. Каждый пакет сообщений снабжается адресами источника и получателя и передается по сети независимо от других пакетов.

6. Канальный уровень обнаруживает ошибки передачи, реализует механизм восстановления ошибочных данных. В компьютере канальный уровень обеспечивают сетевая карта и модем.

7. Реальная передача данных происходит на физическом уровне. Здесь проводится управление аппаратурой передачи данных и каналами связи. Средства физического уровня лежат за пределами компьютера.

На компьютере получателя информации происходит обратный процесс преобразования данных от двоичных символов физического уровня до изображения.

Протоколы трех низших уровней проработаны достаточно подробно, другие протоколы стандартизированы в меньшей степени, протоколы прикладного и представительного уровней, по сути, реализуются в прикладных программах и в операционной системе.

Операционная система Windows

ОС – это совокупность программных средств, которые обеспечивают взаимодействие аппаратуры компьютера, прикладных программ и пользователя.

Любая ОС состоит из 4-х частей, предназначенных для выполнения следующих четырех функций:

1) управление всей аппаратурой компьютера.

2) управление выполнением программ.

3) управление взаимодействием с пользователем.

4) организация хранения информации на временных носителях (файловая система).

На ПК типа IBM/PC можно установить операционные системы CP/M, MS DOS, UNIX, Windows.

ОС CP/M – не используется.

MS DOS – почти исчезла.

UNIX – пользуется не большим, но стабильным процентом пользователей.

Windows – широко применяется.

WINDOWS’95,98,NT,МЕ,2000,ХР.

Необходимо заметить, что только операционная система способна общаться с устройствами компьютеров.

Другие программы для обращения к устройствам используют ОС.

Основные положения

Название Windows происходит от английского «окна»

Окно – это прямоугольная область на экране, в которой отображается программа, документ или сообщение.

Окон на экране может быть много, и они могут накладываться друг на друга. Окна позволяют ввести третье измерение на экране, в дополнение к горизонтали и вертикали. Окна позволяют на одной и той же площади экрана разместить больше доступной информации. Экономия места на экране привела к графическому режиму работы ОС.

Графический режим – режим, при котором программа и ОС имеют доступ к каждой точке на экране.

При текстовом режиме ОС имеет доступ к знакоместу на экране. Каждое знакоместо имеет одинаковые размеры и занимает много точек на экране.

В ОС Windows прикладная программа называется приложением, а правила взаимодействия программы и пользователя называется интерфейсом.

ОС Windows версии 1 и 2 появились и быстро исчезли. 3 представляла собой графическую оболочку над ОС MS DOS. С устройствами работала MS DOS.

4 версию Windows назвали Windows 95, её улучшенная версия Windows 98.

Параллельно разрабатывалась Windows NT для организаций. Объединение направлений привело к созданию 5-ой версии Windows 2000. Её домашняя версия называется Windows Millennium. 6-ая версия называется Windows XP. Сейчас внедряется Windows 2003.

В ОС Windows заложены следующие концепции:

1. графический интерфейс пользователя.

2. многозадачный режим работы.

3. управление ресурсами компьютера.

4. объектный подход.

5. работа в сети.

6. мультимедиа.

Интерфейс пользователя

Первое, что видят пользователи Windows - это Рабочий стол, Панель задач и значки.

Рабочий стол – окно ОС Windows.

Рабочий стол занимает весь экран дисплея, закрытие рабочего стола заканчивает работу в ОС Windows.

Вдоль одной из границ экрана расположена Панель задач, на которой находится кнопка «Пуск» для вызова главного меню.

Значки с подписями на рабочем столе соответствуют программам, документам, папкам, устройствам.

Многозадачность

Многозадачность – это способность системы выполнять одновременно несколько приложений.

Можно одновременно делать расчеты, печатать документ и играть в игру.

Для каждого приложения выделяется своя доля времени процессора. У пользователя создается иллюзия одновременного решения задач.

Различают два вида многозадачности: кооперативная и преемптивная.

В кооперативной многозадачности каждому приложению назначается приоритет. Задачи малого приоритета решаются во время простоя задачи большого приоритета (ожидание нажатия клавиши, чтение – запись на диск и др.). Задача большого приоритета может забрать себе все время процессора. Задача самостоятельно решает, когда отдать процессор другой задаче.

В преемптивной многозадачности каждая задача получает фиксированный квант времени процессора. Окончание кванта всегда приводит к попытке передать управление другой задаче. Задачи решаются по очереди, являются преемниками друг друга. Ответственность за передачу процессора несет ОС.

Приложения Windows способны порождать процессы. Процесс – последовательность действий, которые могут выполняться независимо от других процессов. Например, можно открыть несколько документов. За каждым окном документа будет закреплен процесс. Поток – это часть процесса, который может выполняться независимо от других потоков. Деление процесса на потоки функция самого приложения, а порядок предоставления потокам процессорного времени осуществляется операционной системой.

Процесс состоит из потоков, в крайнем случае, из одного. Многозадачность Windows основана на способности ОС обрабатывать много потоков.

Сетевая ОС может еще успешнее справляться с многозадачностью, если поддерживает многопроцессорную обработку. Тогда процессы будут фактически выполняться одновременно, каждый на своем процессоре.

Есть две разновидности многопроцессорной обработки: асимметричная и симметричная. При асимметричной обработке один или несколько процессоров обслуживают только операционную систему, а остальные заняты только приложениями. При симметричной обработке любой процесс может быть поручен любому свободному процессору. Симметричная обработка более предпочтительна, т.к. в целом отказоустойчива и более равномерно распределяет нагрузку..

Управление ресурсами

Ресурсы компьютера = основные ресурсы + устройства.

Основные ресурсы – это процессор, основная память и программы.

Устройства – дисплей, клавиатура, мышь, винчестер и др.

Без любого из устройств компьютер может работать, а без любого основного ресурса компьютер не работоспособен.

ОС Windows использует основные ресурсы как разделяемые, т.е. предоставляет их в одновременное пользование нескольким приложениям.

Процессор разделяется с помощью режима многозадачности.

Программы и память разделяются при запуске программ дважды, трижды и т.д. При этом в памяти хранится одна копия программы, а для данных организуются 2,3 и т.д. областей.

Устройства компьютера тоже используются как разделяемые.

Режим разделения зависит от устройства. Например, дисплей разделяется с помощью окон, принтер разделяется с помощью очереди печати.

ОС Windows относится к 32-разрядным ОС, т.е. она для хранения адреса памяти использует 32 бита. Это позволяет ОС Windows напрямую обращаться к 2³² байт = 4 Гигабайт основной памяти.

Виртуальная машина – часть разделяемых ресурсов, предоставленных одной задаче. ОС Windows организует для каждого приложения свою виртуальную машину. Каждое приложение «уверено», что оно решается на отдельном компьютере.

Драйвер – программа, которая управляет потоками данных к устройству и от устройства.

В Windows для интеграции программных и аппаратных средств используется технология Plug & Play (Вставь и играй / Включи и работай). Эта технология состоит в обеспечении следующих функций:

1. Распознавание устройств для их установки и настройки.

2. Уведомление и настройка драйверов устройств, ОС и интерфейса.

3. -объединение драйверов устройств, системных компонентов и интерфейса;

Изменение аппаратного состава отслеживается автоматически при включении компьютера и во время его работы.

Сейчас почти все устройства изготовляются с учетом технологии Plug & Play.

Объектный подход

Под объектом понимается абстрактный тип данных, который кроме самих данных содержит функции по их обработке. Объектом может быть окно, рисунок и др.

Объект способен замечать внешние события: нажатия клавиш и кнопок, открытие/закрытие окна и др. – и как-то на них реагировать.

ОС Windows и её приложения строятся из объектов. Имеется 3 способа обмена объектами между приложениями:

1. Статическое копирование.

2. Внедрение.

3. Связывание.

При статическом копировании переносятся только данные объекта, функции обработки не переносятся. Объект отображается и может быть отпечатан, но не может быть отредактирован. Объект не способен замечать внешних событий.

Основное отличие между внедрением состоит в способе хранения данных. При внедрении в приложение-приемник включается копия объекта. Внедренный объект становится частью приемника. Связь с источником разрывается.

При связывании объект остается в источнике. В приемник посылается информация о местонахождении объекта и его свойствах. Все изменения объекта делаются источником.

Изменения с помощью связи сразу видны в приемнике. Для обмена объектами имеется 3 технологии:

1. буфер обмена

2. динамический обмен данными (DDE)

3. связывание и внедрение объекта (OLE)

Использование связи предпочтительнее по двум причинам:

a) приемник почти не увеличивается в объеме.

b) Один объект можно связать с несколькими приемниками.

Иногда называют Приемник = клиент, Источник = сервер.

Работа в сети

Работа нескольких компьютеров в сети обеспечивает 2 преимущества:

1. совместное использование аппаратных ресурсов: принтеров, жестких дисков, факс-модема и др.

2. совместное использование информационных и программных ресурсов.

В домашнюю версию ОС Windows встроена поддержка одноранговой сети до 10 станций. Для большего числа станций нужно использовать профессиональную версию. Имеются встроенные средства по регистрации и паролированию пользователей. При неверной регистрации пользователь отключается от сети и работает индивидуально.

Мультимедиа

Мультимедиа- кино и звук.

Основные особенности ОС Windows в мультимедиа:

· простота подключения устройств в мультимедиа (Plug & Play)

· продуманная архитектура цифрового кино и звука.

· технология дисплейных драйверов, которая позволяет стандартные графические операции выполнять на видеоадаптере без вмешательства центрального процессора.