Обеспечивающие подсистемы информационно -управляющих систем и их характеристики

Обеспечивающие подсистемы являются общими для всей ИУС независимо от конкретных функциональных подсистем, в которых применяются те или иные виды обеспечения. Состав обеспечивающих подсистем не зависит от выбранной предметной области. В состав обеспечивающих подсистем входят:

1. Информационное обеспечение - это методы и средства построения информационной базы системы, включающие системы классификации и кодирования информации, унифицированные системы документов, схемы информационных потоков, принципы и методы создания баз данных.

2. Техническое обеспечение - комплекс технических средств, задействованных в технологическом процессе преобразования информации в системе. В первую очередь это вычислительные машины, периферийное оборудование, аппаратура и каналы передачи данных.

3. Программное обеспечение включает в себя совокупность программ регулярного применения, необходимых для решения функциональных задач и программ, позволяющих наиболее эффективно использовать вычислительную технику, обеспечивая пользователям наибольшие удобства в работе. ПО делится на два комплекса: общее (операционные системы, операционные оболочки, компиляторы, интерпретаторы, программные среды для разработки прикладных программ, СУБД, сетевые программы и т.д.) и специальное (совокупность прикладных
программ, разработанных для конкретных задач в рамках функциональных подсистем, и контрольные примеры).

4. Математическое обеспечение - совокупность математических методов, моделей и алгоритмов обработки информации, используемых в системе. В состав МО входят: средства МО (средства моделирования типовых задач управления, методы многокритериальной оптимизации, математической статистики, теории массового обслуживания и др.); техническая документация (описание задал, алгоритмы решения задач, экономико-математические модели): методы выбора МО (методы определения типов задач, методы оценки вычислительной сложности алгоритмов,
методы оценки достоверности результатов).

5. Лингвистическое обеспечение - совокупность языковых средств, используемых в системе с целью повышения качества ее разработки и облегчения общения человека с машиной. Языковые средства, включенные в подсистему ЛО, делятся на две группы: традиционные языки (естественные, математические, алгоритмические языки, языки моделирования) и языки, предназначенное для диалога с ЭВМ (информационно-поисковые языки, языки СУБД, языки операционных сред, входные языки пакетов прикладных программ).

63. Протоколы взаимодействия функциональных блоков компьютерной сети: понятие, виды, иерархия.

Передача данных и их преобразования в модемах выполняются в соответствии с принятыми протоколами.

Протокол передачи данных — это совокупность правил, регламентирующих фор­мат данных и процедуры их передачи в канале связи. В протоколе, в частности, может подробно указываться, как представить данные, какой способ модуляции данных избрать с целью ускорения и защищенности их передачи, как выполнить соединение с каналом, преодолеть действующие в канале шумы и обеспечить достоверность передачи данных.

Стандарт обычно включает в себя совокупность протоколов, реже — один прото­кол. Официальным законодателем в области протоколов передачи данных для модемов является МККТТ — Международный консультативный комитет по те­леграфии и телефонии (часто встречается в литературе его французская аббре­виатура CCITT). Этот комитет недавно переименован в Международный союз телекоммуникаций (ITU — International Telecommunication Union).

Практически все модемные стандарты передачи данных установлены этой органи­зацией; некоторые характеристики важнейших из них приведены в табл. 11.2.

Таблица 11.2. Протоколы передачи данных по телефонным каналам связи

Год появления 1964 1982 1986 1987 1990 1994 1995 1998

Код протокола V.21 V.22 V.22 bis V.32 V.32 bis V.34 V.34 bis V.90 МККТТ (ITU)

Максимальная 300 1200 2400 9600 14 400 28 800 33 600 56 000

скорость

передачи,

бит/с;

символов/с 47 141 282 1129 1694 3388 3952 6437

Вид модуляции FSK PSK QAM QAM QAM QAM QAM QAM

В протоколах передачи начиная с V.22 используются сложные методы кодиро­вания данных, при которых в каждый момент времени элемент данных пред­ставлен не двумя, а большим количеством значений модулируемого параметра сигнала. Это позволило резко поднять скорость передачи данных, но ухудшило помехозащищенность сигналов. хотя при фильтрации сигнала, выполняемой при демодуляции, помехозащищен­ность повышается, этого оказалось недостаточно для эффективного подавления ошибок передачи данных, возникающих из-за помех и шумов в каналах связи. Поэтому в середине 80-х годов были предложены более действенные протоколы семейства MNP (Microcom Network Protocol) защиты от ошибок, поддерживае­мые в большинстве современных модемов. Эти протоколы основаны на исполь­зовании корректирующих кодов с обнаружением и исправлением ошибок, по­этому модемы существенно усложнились.

Этими же протоколами предусмотрено дальнейшее совершенствование модемов, связанное с внедрением в них функции сжатия данных, позволившей сущест­венно поднять скорость передачи данных. Принцип сжатия данных основан на анализе потоков данных, замене часто встречающихся в передаваемом блоке символов двоичными кодами меньшей длины, чем коды, используемые для коди­рования редко встречающихся символов, а также в определении повторяющихся последовательностей символов и передаче взамен них коротких блоков-описате­лей. Это еще более усложнило конструкцию модема.

Протоколы семейства MNP-1-MNP-10 в последние годы стали вытесняться протоколами LAPM (Link Access Procedure for Modem), V.42, V.42bis, позволяю­щими более эффективно выполнять коррекцию ошибок и сжатие данных.

Поддерживаемый в подавляющем большинстве современных модемов стандарт V.90 — это протокол дуплексной передачи информации, обеспечивающий ско­рость 56 000 бит/с и объединивший существовавшие долгое время специфика­ции Х2 и К56иех. По этому протоколу модем может принимать данные со скоро­стью до 56 000 битов/с (реально, даже на хороших каналах связи, эта скорость недостижима), а передавать данные со скоростью до 33 600 бит/с. Стандарт V.90 предусматривает выполнение тестирования канала связи, позволяющего определить оптимальный для него режим работы модемов (несущая частота, полоса пропускания, скорость передачи, уровень передаваемого сигнала). В со­ответствии с этим стандартом начальное соединение осуществляется на мини­мальной скорости 300 бит/с — такая связь возможна даже на линиях самого низкого качества. В дальнейшем происходит идентификация модемов на обоих концах канала связи, определяется возможность поддержки протоколов коррек­ции ошибок и сжатия данных, тип используемой модуляции и выбирается эф­фективная скорость передачи данных.

Новый протокол V.92, не увеличивая скорость приема данных (56 Кбит/с — тео­ретический предел), поднимает максимальную скорость передачи данных до 48 Кбит/с. Из полезных нововведений нового протокола следует отметить:

- Quick Connect — уменьшение времени выполнения коммутированного соеди­нения с Интернетом (почти в два раза);

- Modem on hold — функцию временного удержания соединения, которая дела­ет возможным ответ на телефонный вызов в момент, когда телефонная линия оккупирована модемом, находящимся на связи.

Телефонная линия не будет занята при работе в Интернете, и пользователь может ответить на телефон­ный вызов и вести разговор в течение 16 минут (или в течение интервала вре­мени, разрешенного интернет-провайдером) без разрыва модемной связи.

Для передачи файлов установлены свои протоколы, регламентирующие дополни­тельно процедуры разбиения информации на блоки, использования кодов с авто­матическим обнаружением и исправлением ошибок, повторной пересылки неверно принятых блоков, восстановления передачи после обрыва и т. д. К наиболее рас­пространенным протоколам этой группы следует отнести протоколы XMODEM, YMODEM, Kermit, ZMODEM. Первые три не очень устойчиво работают на рос­сийских телефонных линиях, ZMODEM сейчас является, пожалуй, самым распро­страненным протоколом передачи файлов и с полным основанием может быть рекомендован для использования.