Основные топологии вычислительных сетей

Назначение и классификация компьютерных сетей.

Эволюция и классификация языков программирования.

Процедурное программирование. Программа на процедурном языке состоит из последовательности команд, определяющих процедуру решения задачи. Основным является оператор присваивания, предназначенный для определения и изменения содержимого памяти компьютера.

Одним из первых процедурных языков программирования высокого уровня стал Фортран (создан вначале 50-х годов). Основное назначение – программирование научно-технических задач.

Кобол (1958–1960 гг.) – язык программирования, ориентированный на решение задач обработки данных. Широко используется для решения учетно-экономических и управленческих задач.

Алгол (конец 50-х г.) – предназначен для записи алгоритмов, построенных в виде последовательности процедур, применяемых при решении поставленных задач.

Бейсик (середина 60-х годов) – простой в освоении, наличие достаточно мощных универсальных средств, пригодных для решения научных, технических и экономических задач.

ПЛ/1 (начало 60-х) – универсальный язык, предназначенный для решения задач в области вычислительной техники: исследования и планирования вычислительных процессов, моделирования, решения логических задач, разработка систем математического обеспечения.

Паскаль (68-71 гг.) – к основным принципам Паскаля следует отнести:

– Структурное программирование. Оформление последовательности команд как замкнутых функций или процедур и объединение данных, связанных по смыслу, в сложные структуры данных.

– Программирование сверху вниз, когда задача разбивается на простые, после чего каждая решается в отдельности. Затем компонуются результаты проектирования простых задач, и поставленная задача сверху вниз в целом.

Си (начало 70-х) – планировался для замены Ассемблера, чтобы создавать столь же эффективные и компактные программы, и в то же время не зависеть от

Конкретного типа процессора. В Си сочетаются достоинства высокоуровневых языков в части управляющих конструкций и структур данных с возможностями прямого доступа к аппаратным средствам компьютера.

Функциональное программирование. Суть функционального программирования – это способ составления программ, в которых единственным действием является вызов функции. Основной конструкцией в функциональных языках является выражение. К выражениям относятся константы, структурированные объекты, функции, их тела и вызовы функций.

Программа представляет собой последовательность описаний функций и выражения, которые необходимо вычислить. Функциональное программирование не рассматривает память как хранилище значений, понятие оператора присваивания отсутствует.

Первым стал – Лисп (1959 г.) – основная черта языка – унификация программных структур и структур данных: все выражения записываются в виде списков.

Логическое программирование.

Пролог (1973 г.) – логическое и реляционное программирование. Центральным понятием является отношение. Программа представляет собой совокупность определений отношений между объектами и цели. Логические программы имеют небольшое быстродействие, так как вычисления осуществляются методом проб и ошибок.

Объектно-ориентированное программирование.

Первым стал Смолток (1970 г.) – реализация функций машинной графики.

Основой объектно-ориентированного программирования является понятие объект. Его сущность выражается формулой: объект = данные + процедуры. Каждый объект содержит некоторую структуру данных и доступные только ему процедуры обработки данных. Объединение данных и свойственных им процедур обработки в одном объекте называется инкапсуляцией.

К наиболее современным объектно-ориентированным языкам программирования относятся С++ и Java.

С середины 90-х многие объектно-ориентированные языки реализуются как системы визуального программирования.

К объектно-ориентированным системам визуального проектирования относятся: Visual Basic, Delphi, Visual C++. Это системы самого высокого уровня программирования.

Visual Basic является общей платформой для приложений MS Office.

Языки программирования баз данных. Эти языки отличаются от алгоритмических, прежде всего своим функциональным назначением. При работе с базами данных наиболее часто выполняются следующие операции: создание, преобразование, удаление таблиц в БД; поиск, отбор, сортировка по запросам пользователя; добавление новых записей или модификация существующих; удаление записей и др.

Первым был SQL.

Языки программирования для компьютерных сетей.

HTML – универсальный язык разметки гипертекста, используемый для подготовки Web-документов для сети Internet. Язык представляет собой набор элементарных команд форматирования текста, добавления графических объектов, задание шрифта и цвета, организации ссылок и цвета.

Языки моделирования. При моделировании систем применяются формальные способы их описания – формальные аннотации, с помощью которых можно представить объекты и взаимосвязи между ними в системе. Такие системы называют Case-системами.

Системы, представляющие собой большое количество отдельных, но связанных между собой компьютеров, называются компьютерными сетями. Цели использования компьютерных сетей: совместное использование ресурсов, обеспечение высокой надежности, экономия средств, маштабируемость, ускорение передачи информации.

Имеется два важнейших параметра классификации сетей: технология передачи и размеры.

Существует два типа технологии передачи: широковещательные сети, сети с передачей от узла к узлу. Широковещательные сети обладают единым каналом связи, совместно используемым всеми машинами сети. Короткие сообщения, называемые пакетами, посылаемые одной машиной, принимаются всеми машинами. Сети с передачей от узла к узлу состоят из большого количества соединенных пар машин. В такой сети пакету необходимо пройти через ряд промежуточных машин, чтобы добраться до пункта назначения. Обычно небольшие сети используют широковещательную передачу, в крупных сетях применяется передача от узла к узлу.

Другим критерием классификации сетей является их размер. Сети можно разделить на локальные, муниципальные, глобальные. Существуют объединения двух и более сетей, пример Internet. Локальные сети – сети, размещающиеся, как правило, в одном здании или на территории организации размерами до нескольких километров. Муниципальные или региональные сети – увеличенная версия локальных сетей, может объединять несколько предприятий или город. Глобальные сети охватывают значительную территорию, объединяют множество машин.

Сети подразделяются на два типа: одноранговые и на основе сервера. В одноранговой сети все компьютеры равноправны. Нет отдельного компьютера, ответственного за администрирование сети. Если в сети более 10 компьютеров, то одноранговая сеть становится недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей работают на основе выделенного сервера.

Термин топология сети характеризует способ организации физических связей компьютеров и других сетевых компонентов. Выбор той или иной топологии влияет на состав сетевого оборудования, возможности расширения сети и способ управления сетью. Все сети строятся на основе базовых топологий: шина, звезда, кольцо, ячеистая. На практике часто встречаются сложные их комбинации.

Шина (линейная шина) – используется один кабель, называемый магистралью, вдоль которого подключены все компьютеры. Шина – пассивная топология: компьютеры только слушают передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю.

Звезда – все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному устройству, называемому концентратором. Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным.

Кольцо – компьютеры подключены к кабелю, замкнутому в кольцо. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер.

Ячеистая топология – каждый компьютер соединен с каждым другим отдельным кабелем.

Кроме базовых топологий существуют их комбинации – комбинированные топологии. Чаще всего используются две комбинированные топологии: звезда–шина, звезда–кольцо. Звезда–шина – несколько сетей с топологией звезда объединяются при помощи магистральной линейной шины (к концентратору подключены компьютеры, а сами концентраторы соединены шиной). Звезда–кольцо – отличие в том, что концентраторы в звезде-шине соединяются магистральной линейной шиной, а в звезде-кольце концентраторы подсоединены к главному концентратору, внутри которого физически реализовано кольцо.

Дата добавления: 2014-10-31