Архитектура открытых систем
Архитектура вычислительной сети — описание ее общей модели.
Многообразие производителей вычислительных сетей и сетевых программных продуктов поставило проблему объединения сетей различных архитектур. Для ее решения Международной организацией по стандартизации была разработана эталонная модель взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI). Часто ее называют моделью архитектуры открытых систем.
Модель взаимодействия открытых систем (OSI) служит базой для производителей при разработке совместимого сетевого оборудования. Эта модель не является неким физическим телом, отдельные элементы которого можно осязать. Она устанавливает способы передачи данных по сети, определяет стандартные протоколы, используемые сетевым и программным обеспечением. Модель представляет собой самые общие рекомендации для построения совместимых сетевых программных продуктов. Эти рекомендации должны быть реализованы как в аппаратуре, так и в программных средствах вычислительных сетей.
Модель взаимодействия открытых систем (OSI) определяет процедуры передачи данных между системами, которые «открыты» друг другу благодаря совместному использованию ими единых стандартов, хотя сами системы могут быть созданы на различных технических средствах.
В настоящее время модель взаимодействия открытых систем является наиболее популярной сетевой архитектурной моделью. Она рассматривает общие функции, а не специальные решения, поэтому не все реальные сети абсолютно точно ей следуют. Модель взаимодействия открытых систем состоит из семи уровней (рис. 1.7)
На каждом уровне выполняются определенные сетевые функции. Нижние уровни — 1-й и 2-й — определяют физическую среду передачи данных и сопутствующие задачи (такие как передача битов данных через плату сетевого адаптера и кабель). Самые верхние уровни определяют, каким способом осуществляется доступ приложений к услугам связи. Чем выше уровень, тем более сложную задачу он решает.
Рис. 1.7. Эталонная модель взаимодействия открытых систем
Перед подачей в сеть данные разбиваются на пакеты.
Пакет — это единица информации, передаваемая между устройствами сети как единое целое. На передающей стороне пакет проходит последовательно через все уровни системы сверху вниз. Затем он передается по сетевому кабелю на компьютер-получатель и опять проходит через все уровни в обратном порядке.
7-й уровень — прикладной — обеспечивает поддержку прикладных процессов конечных пользователей. Этот уровень определяет круг прикладных задач, реализуемых в данной вычислительной сети, представляя собой окно для доступа прикладных процессов к сетевым услугам. Он обеспечивает услуги, напрямую поддерживающие приложения пользователя, такие как программное обеспечение для передачи файлов, доступа к базам данных и электронная почта. Нижележащие уровни поддерживают задачи, выполняемые на прикладном уровне. Прикладной уровень управляет общим доступом к сети, потоком данных и обработкой ошибок.
6-й уровень — представительный (уровень представления) — определяет формат, используемый для обмена данными между сетевыми компьютерами. Этот уровень можно назвать переводчиком. На компьютере-отправителе данные, поступившие от прикладного уровня, переводятся в общепонятный промежуточный формат. На компьютере-получателе происходит перевод из промежуточного формата в тот, который используется прикладным уровнем данного компьютера. Представительский уровень отвечает за преобразование протоколов, трансляцию данных, их шифрование, смену или преобразование применяемого набора символов (кодовой таблицы).
5-й уровень — сеансовый — реализует установление и поддержку сеанса связи между двумя абонентами через коммуникационную сеть. Он позволяет производить обмен данными в режиме, определенном прикладной программой, или предоставляет возможность выбора режима обмена. Сеансовый уровень поддерживает и завершает сеанс связи. На этом уровне выполняется управление диалогом между взаимодействующими процессами, т.е. регулируется, какая из сторон осуществляет передачу, когда, как долго и т.д.
4-й уровень — транспортный — обеспечивает дополнительный уровень соединения. Транспортный уровень гарантирует доставку пакетов без ошибок, в той же последовательности, без потерь и дублирования. Он управляет потоком, проверяет ошибки и участвует в решении проблем, связанных с отправкой и получением пакетов.
3-й уровень — сетевой — отвечает за адресацию сообщений и перевод логических адресов в физические адреса. На этом уровне определяется маршрут от компьютера-отправителя к компьютеру-получателю, решаются также такие проблемы, как коммутация пакетов, маршрутизация и перегрузки.
2-й уровень — канальный — реализует процесс передачи информации по информационному каналу. Информационный канал — логический канал, он устанавливается между двумя ЭВМ, соединенными физическим каналом. Канальный уровень обеспечивает управление потоком данных в виде кадров, в которые упаковываются информационные пакеты, обнаруживает ошибки передачи и реализует алгоритм восстановления информации в случае обнаружения сбоев или потерь данных.
1-й уровень — физический — самый нижний в модели. Этот уровень осуществляет передачу неструктурированного потока битов по физической среде (например, по сетевому кабелю). Физический уровень предназначен для передачи битов (нулей и единиц) от одного компьютера к другому. Он отвечает за кодирование данных, гарантируя, что переданная единица будет воспринята именно как единица, а не как ноль. Наконец, физический уровень устанавливает способ перевода бита в соответствующие электрические или оптические импульсы, передаваемые по сетевому кабелю.
При передаче информации от прикладного процесса в сеть происходит ее обработка уровнями модели взаимодействия открытых систем (рис 1.8). Смысл этой обработки заключается в том, что каждый уровень добавляет к информации процесса свой заголовок — служебную информацию, которая необходима для адресации сообщений и для некоторых контрольных функций. Физический уровень заголовка не добавляет. Сообщение, обрамленное заголовками, уходит в коммуникационную сеть и поступает на абонентские ЭВМ вычислительной сети. Каждая абонентская ЭВМ, принявшая сообщение, дешифрирует адреса и определяет, предназначено ли ей данное сообщение. При этом в абонентской ЭВМ происходит обратный процесс — чтение и отсечение заголовков уровнями модели взаимодействия открытых систем. Каждый уровень реагирует только на свой заголовок. Заголовки верхних уровней нижними уровнями не воспринимаются и не изменяются — они «прозрачны » для нижних уровней. Так, перемещаясь по уровням модели OSI, информация, наконец, поступает к процессу, которому она была адресована.
Рис. 1.8. Обработка сообщений уровнями модели OSI
Каждый уровень модели взаимодействия открытых систем реагирует только на свой заголовок.
На рис. 1.8 показан процесс прохождения данных через уровни модели. Каждый уровень добавляет свой заголовок – З.
В чем же основное достоинство семиуровневой модели OSI?
В процессе развития и совершенствования любой системы возникает потребность изменять ее отдельные компоненты. Иногда это вызывает необходимость изменять и другие компоненты, что существенно усложняет и затрудняет процесс модернизации системы.
Здесь и проявляются преимущества семиуровневой модели. Если между уровнями определены однозначно интерфейсы, то изменение одного из уровней не влечет за собой необходимости внесения изменений в другие уровни. Таким образом, существует относительная независимость уровней друг от друга.
Функции, описываемые уровнями модели, должны быть реализованы либо в аппаратуре, либо в виде программ. Функции физического уровня всегда реализуются в аппаратуре. Это адаптеры, мультиплексоры передачи данных, сетевые платы и т.д. Функции остальных уровней реализуются в виде программных модулей – драйверов.
Источник
Основной принцип, на котором основана возможность проведения модернизации — принцип открытой архитектуры ПК
в) Стратегии модернизации?
Нами было рассмотрено несколько путей для решения возникшей перед пользователем проблемы. В том случае если оптимизация, оверклокинг не привели к желаемому результату возникает необходимость физической замены или добавления устройств. Наметим примерный план модернизации (общий для большинства случаев).
1. Четко определить причину модернизации (какие функции хотелось бы добавить, что неисправно, какие программы не идут).
2. Сформулировать задачи, решаемые на ПК.
3. Определить конфигурацию ПК. Получить полные сведения об аппаратной части ПК. Основным здесь является вопрос о характеристиках материнской платы, платформе, частоты системной шины, поддерживаемых интерфейсах и т.д. Необходима информация о процессоре, тактовой частоте и т.д. Подобную информацию можно получить как с помощью стандартных средств операционной системы, так и с помощью сторонних утилит. (Сведения о системе, Диспетчер устройств, Si Software Sandra, AIDA, CPU-Z, 3D-Mark).
Если модернизации требует Windows или другая программа. Сможете узнать, действительно ли ваш компьютер безнадежно отстал от жизни — Microsoft размещает список системных требований на Web-странице www.windowsxp.com. Чтобы упростить вам задачу, инсталляционный диск Windows XP создаст для вас подробный список компонентов, которые необходимо заменить.
Когда на экране появится меню Setup (Настройка), выберите пункт Check System Compatibility (Проверка системы на совместимость) и следуйте дальнейшим инструкциям. Специальная программа, записанная на этом диске, протестирует ваш компьютер и выдаст подробный перечень того, что ей не понравилось. Распечатайте этот перечень на бумаге, чтобы вам было над чем подумать в свободное время. (Эта программа сохраняет также результаты своей работы в файле upgrade . txt на диске С в папке Windows.) Кроме того можете загрузить программу Windows XP Upgrade Advisor с Web-узла www.microsoft.com. Это приложение протестирует ваш компьютер и сообщит, что будет работать и что не будет при установке Windows XP.
4. Провести тестирование системы на быстродействие, наличие слабых мест и т.д. Возможно, что проведенное тестирование выявит некоторые другие направления модернизации. Например будет обнаружено наличие ошибок на жестком диске или несколько показателей SMART выйдут за допустимые пределы и встанет вопрос о приобретении жесткого диска. Возможно с помощью тестов будет выявлена необходимость замены модулей памяти и др.
5. Проанализировав поставленные задачи (т.е. расширить ПК для обработки видео, модернизировать для современных игр и т.д.) и имеющуюся конфигурацию сделать предположение о заменяемых и добавляемых компонентах. Например, при нехватке системных ресурсов следует добавить объем оперативной памяти при этом в первую очередь, следует узнать, какой тип памяти поддерживается материнской платой, сколько свободных разъемов для памяти есть на плате и др. Аналогично при расширении возможностей ПК выбор принтера кроме основных характеристик определяется его интерфейсом передачи данных, имеется ли свободный разъем данного интерфейса на вашей материнской плате. В противном случае может понадобиться дополнительные мероприятия по модернизации — добавление портов.
6. Выбор конкретной модели и марки устройства, комплектующих (с учетом совместимости, экономичности).
7. Проведение работ по модернизации начинается с создание резервных копий важных данных, создания точки отката. При этом необходимо иметь комплект различных тестовых и диагностических утилит, комплект драйверов, загрузочных диск с операционной системой и загрузочную дискету.
8. Далее модернизация разделяется по двум направлениям, в зависимости от выбранного устройства: внешняя или внутренняя.
9. После установки дополнительного устройства или замены компонента следует произвести установку драйверов устройства и произвести его настройку.
Основное внимание следует уделить правильному выбору пути модернизации, то есть четко определить что именно нужно заменить для увеличения производительности. При этом следует учесть:
— чтобы замена одного компонента не повлекла за собой каскад обновлений;
— в некоторых случаях кроме основного устройства необходимы будут дополнительные траты, которые также необходимо учитывать при планировании модернизации (например, новый вентилятор при замене процессора, термопаста, шлейф при добавлении нового оптического привода и т.д.)
— возможность дальнейшего обновления и расширения.
Несмотря на то, что в первую очередь под понятием модернизация понимают замену основных компонентов системы, влияющих на производительность: процессор, оперативная память, жесткий диск, видеокарта. Тем не менее не следует забывать о таких не маловажных компонентах как блок питания, система охлаждения.
Попробуем составить таблицу необходимости замены отдельных компонентов ПК.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Источник
Архитектура открытых систем
Открытые системы.
Понятие подхода открытых систем.
Применение подхода открытых систем в настоящее время является основной тенденцией в области информационных технологий и средств вычислительной техники, поддерживает эти технологии. Идеально открытых систем реализуют в своих разработках большинством поставщиком средств вычислительной техники и разработчиков программного обеспечения.
Открытая система – это система, которая состоит из компонентов, взаимодействующих друг с другом, через стандартные интерфейсы. Данное определение было сформулировано французской ассоциацией пользователей Unix в 1992 году, так же это исчерпывающий и согласованный набор международных стандартов информационных технологий и профилей, функциональных стандартов, которые специфицируют интерфейсы, службы и поддерживающие форматы, чтобы обеспечить интероперабельность и мобильность приложений, данных и персонала. Данное определение сформулировано международным научным техническим обществом (IEEE). Данное определение подчеркивает аспект среды, которые предоставляют открытые системы для ее использования, т.е. это внешнее описание открытой системы.
Общие свойства открытых систем обычно формулируются следующим образом:
1) расширяемость (масштабируемость)
2) мобильность (переносимость)
3) интеропирабельность (способность к взаимодействию с другими системами)
4) дружественность к пользователю, в том числе легкая управляемость
Понятие система носит двоякий характер. С одной стороны, система – это совокупность взаимодействующих элементов аппаратных и программных. С другой стороны, система может выступать в качестве компонента другой более сложной системы, которая в свою очередь может быть компонентом системы следующего уровня.
Архитектура открытой системы таким образом оказывается иерархическим описанием ее внешнего облика и каждого компонента с точки зрения:
1. пользователя (пользовательский интерфейс)
2. проектировщика системы (среды проектирования)
3. прикладного программиста (среды программирования)
4. системного программиста (архитектура ЭВМ)
5. разработчика аппаратуры (интерфейсы оборудования)
Преимущество идеологии открытой системы
Для пользователя открытые системы обеспечивают:
1) новые возможности сохранения сделанных вложений благодаря свойствам эволюции постепенного развития функций системы и замены отдельных компонентов без перестройки всей системы
2) освобождение от зависимости от одного поставщика аппаратных или программных средств, а так же возможность выбора продуктов из предложенных на рынке при условии соблюдения поставщиком соответствующих стандартов открытых систем
3) дружественность среды, в которой работает пользователь и мобильность персонала в процессе эволюции системы
4) возможность использования информационных ресурсов имеющихся в других системах
Проектировщик информационных систем получает:
1. возможность использования разных аппаратных платформ
2. возможность совместного использования разных прикладных программ, основанных в различных операционных системах
3. развитие средства инструментальных сред, поддерживающих проектирование
4. возможности использования готовых программных продуктов и информационных ресурсов
Разработчики общесистемных программных средств получают:
1. новые возможности разделения труда, благодаря повторному использованию программ
2. развитые инструментальные среды и системы программирования
3. возможности модульной организации программных комплексов, благодаря стандартизации программных интерфейсов
Источник
