Классификация ИВС Архитектура вычислительных сетей Иерархия протоколов вычислительной сети

Архитектура вычислительных сетей, сетей передачи данных и терминальных комплексов

Введение в понятие архитектуры системы.

 В последнее десятилетие практически полностью изменился характер систем обработки, хранения и передачи информации. Сложность этих систем растет. Сегодня в полупроводниковом кристалле создается сложная электронная схема с десятками тысяч транзисторов. В крупной ЭВМ взаимодействуют многие тысячи таких интегральных схем. Сотни вычислительных машин объединяются в вычислительные сети.

Для анализа и синтеза таких сложных систем есть только один путь разделение их на разнообразные элементы и исследование множества структур, их взаимодействия. Эти проблемы решаются в направлении, получившем название “архитектуры систем”. В зависимости от объекта рассмотрения это могут быть архитектуры вычислительной сети, терминального комплекса, вычислительной машины и т.д. Архитектура системы является понятием, включающим три важнейших вида взаимосвязанных структур: физическую, логическую и программную. Кроме этого, анализируя другие аспекты архитектуры, часто рассматривают структурно-топологическое построение систем, особенно это касается вычислительных сетей и сетей передачи данных, терминальных комплексов, где имеет место проблема пространственного размещения на местности, территории. Каждая из названных структур определяется набором элементов и характером их взаимодействия. Связь структур друг с другом образуют архитектуру рассматриваемой системы.

Элементами физической структуры являются технические объекты. Так, если рассматривается физическая структура вычислительной машины, то ее взаимосвязанными элементами чаще всего являются процессор, канал, устройство ввода-вывода информации, печатающие устройства, магнитные диски и т.д. Вместе с этим, элементами физической структуры машины может быть пульт оператора, дисплей, контроллер, аппаратура передачи данных и другие. Исследование физической структуры позволяет определить физические ресурсы рассматриваемой системы, подсчитать необходимое число вычислительных машин, аппаратов и устройств, выяснить, какими должны быть их технические характеристики. Каждый, кто приступает к анализу архитектуры системы, прежде всего должен видеть и понимать ее физическую структуру.

Однако, создание любой системы начинается с рассмотрения другой ее структуры - логической.

Элементами логической структуры являются функции, определяющие основные операции: ввода, хранения, передачи или выдачи массивов информации. В зависимости от объекта исследования и глубины анализа, элементами логической структуры могут быть операционная система машины, группа коммуникационных программ, терминальный модуль и т.д. Элементы логической структуры часто именуются логическими модулями. Кроме того, элементами этой структуры могут быть и более сложные образования, включающие несколько взаимосвязанных логических модулей. Анализ взаимодействия элементов логической структуры позволяет рассмотреть функционирование всей системы, исследовать процессы, связанные с обработкой потоков информации, а так же определить логические ресурсы всей системы.

В большинстве случаев система (сеть) характеризуется чрезвычайно сложным многоцелевым программным обеспечением, осуществляющим различные виды информационных работ. Поэтому очень важной характеристикой структуры системы является так же ее программная структура. Эту структуру образуют взаимосвязанные программы: процесс обработки информации, доступ к этому процессу, диагностика неисправностей оборудования, передача информации, управление каналом и т.д.

Взаимодействие элементов программной структуры обеспечивает выполнение необходимых информационных задач.

Т.о. архитектура системы (вычислительной сети, терминального комплекса и т.д.) является концепцией взаимосвязи большого числа различных типов элементов. Она, в основном, характеризуется переплетением физической, логической и программной структур этой системы. Это переплетение определяется размещением логических модулей в вычислительных машинах, синтезом этих модулей из наборов взаимосвязанных программ, реализацией программ в контроллерах, АПД и т.д.

Исследование архитектуры системы позволяет определить ее основные характеристики, создать терминальный комплекс или вычислительную сеть, удовлетворяющие поставленным перед ними требованиям, обеспечивающим эффективное выполнение заданных информационных процессов. 

Классификация систем по масштабу применения

локальные (в рамках одного рабочего места);

местные (в пределах одной организации);

территориальные (в пределах некоторой административной территории);

отраслевые.

Классификация по режиму использования

системы пакетной обработки (первые варианты организационных АСУ, системы информационного обслуживания, учебные системы);

запросно-ответные системы (АИС продажи билетов, информационно-поисковые системы, библиотечные системы);

диалоговые системы (САПР, АСНИ, обучающие системы);

системы реального времени (управление технологическими процессами, подвижными объектами, роботами-манипуляторами, испытательными стендами и другие).

Физическая структура терминального комплекса и сетей. Терминальный комплекс  состоит из мультиплексора, модемов (М), каналов связи и терминалов (рис. 2.1).

Вычислительная сеть Характер физической структуры вычислительной сети зависит от степени детализации решаемой задачи.

Логическая структура терминального комплекса (ТК) и сетей. Терминальный комплекс.

Хостмодуль ( главная машина) - является главным элементом вычислительной сети, т.к. он определяет ее информационно-вычислительные ресурсы и большую часть предоставляемого ею сервиса.

Программная структура терминального комплекса и сетей. Эталонная модель взаимосвязи открытых систем (ЭМ ВОС).

Система ДУВЗ ( Диалоговый удаленный ввод-вывод заданий) является сложным комплексом программ, обеспечивающим пользователям в режиме диалога терминалов с ЭВМ подготовку для нее заданий и дистанционное получение решений.

Рассмотрение программной структуры вычислительной сети (ВС) позволяет определить иерархию программного обеспечения этой сети.

Передача информации от процесса А к процессу Е здесь осуществляется следующим образом. При возникновении необходимости в передаче, процесс А выдает (см. рис. 2.6) блок информации, который передается программе управления передачей.

Кадры в информационном канале идут непрерывным потоком друг за другом. Их отделяют друг от друга управляющие символы, именуемые флагами.

В общем случае на верхнем уровне ЭМ ВОС может находиться не один, а несколько процессов. Каждый из них имеет один, а иногда и несколько портов и является абонентом вычислительной сети/

С другой стороны размещение программ в машинах и аппаратуре передачи данных позволяет рассмотреть взаимосвязь элементов программной и физической структур dычислительной сети.

Как уже отмечалось, между уровнями управления передачей и процессами располагаются порты. Условную линию, проведенную между портами различных хостмашин или терминальных машин, принято называть логическим каналом.


На главную