Дәріс. АЖЖ-ды техникалық қамтамасыз ету

АЖЖ-дың жүйелік моделі тұрғысынан техникалық қамтамасыз ету АЖЖ-дың операциялық-программалық және басқа қамтамасыз ету түрлері «батырылатын» және іске асырылатын ең төменгі деңгейді көрсетеді.

Сонымен техникалық қамтамасыз етуді жобалау міндетін АЖЖ-дың техникалық құралдарының құрамын оңтайлы таңдау міндеті ретінде көрсетуге болады. Бұл кезде бастапқы ақпарат ішкі жобалаудың міндеттерін талдау нәтижелері мен критерий мен шектеулер түріндегі техникалық құралдарға қойылатын ресурстық талаптар болып табылады.

АЖЖ-дың техникалық құралдарына қойылатын негізгі талаптар келесіден көрінеді:

· тиімділік;

· әмбебаптық;

· үйлесімдік;

· сенімділік.

АЖЖ-дың техникалық құралдары (ТҚ) шешетін міндеттер:

· жобалау объектісі сипаттамасының бастапқы деректерін ендіру;

· бақылау және редакциялау мақсатында енгізілген ақпаратты бейнелеу;

· ақпаратты өзгерту (ұсынылатын мәліметтердің нысандары мен құрылымын өзгерту, қайта кодтау және басқалар);

· ақпаратты сақтау;

· шешімдердің қорытынды және аралық нәтижелерін көрсету;

· жобалаушының міндеттерді шешу үрдісінде жүйемен жедел араласуын;

Бұл міндеттерді шешу үшін ТҚ-да болуы керек:

· процессорлар

· жедел жады

· сыртқы еске сақтау қондырғылары (құралдары)

· ақпаратты ендіру-шығару құралдары (қондырғылары)

· машиналық графиканың техникалық құралдары

· адамның ЭЕМ-мен жедел байланысуын іске асыратын қондырғылар

· ЭЕМ-ының алыстағы терминалдар мен басқа машиналармен жедел байланысын іске асыратын қондырғылар

АЖЖ-дың өндірістік құралдармен тікелей байланысын іске асыру қажет жағдайда ТҚ құрамына жобалау нәтижелерін станокты басқару сигналына айналдыратын қондырғылар енгізілуі керек.

АЖЖ-дың ТҚ-ы бір және көп деңгейлі бола алады.

Периферийлық құралдың кең жиынтығы жабдықталған бір ЭЕМ құрамына енетін ТҚ бір деңгейлі деп аталады. Олар тар мамандандырылған математикалық модельге және жобалау-технологиялық жұмыстар кезеңінің бекітілген бірізділігіне ие, қалыптасқан конструкциясы бар жалпы өнеркәсіптік бұйымдарды жобалау кезінде кең пайдаланылады.

АЖЖ-ды дамыту терминалдық қондырғылар жиынтығын кеңейтуді, әр жобалаушыға ЭЕМ-мен өзара әрекет ету мүмкіндігін ұсынуды, техникалық ақпаратты тікелей жұмыс орнында өңдеуді көздейді. Осы мақсатта терминалдық қондырғылар арнайы математикалық жабдықталған интеллектуалды терминалдары бар мини-және микро ЭЕМ-ымен жабдықталады. Олар жоғары өнімді ЭЕМ-мен арнайы немесе кәдімгі телефон каналдарымен жалғастырылады.

Салыстырмалы түрдегі үлкен аумаққа бөлінген жекелеген ЭЕМ ақпаратын пайдалану үшін есептеу желілерін пайдалану үлкен эффект береді.

Есептеу желілерінің ерекше белгілерін келесіден көруге болады:

· ақпаратты жинау, сақтау, жіберу, өңдеу және беру қызметін атқаратын өзара әрект ететін есептеу машиналарының аса көптігінен;

· аса үлкен есептеу күштерінен;

· ақпараттың бөлініп өңделуі;

· пайдаланушының есептеу күштерімен сенімді және икемді байланысынан;

· есептеу машиналары арасындағы ақпаратпен өзара алмасу мүмкіндігінен;

· кез келген күш пен қашықтыққа дейін кеңейтуден.

АЖЖ-дың ТҚ-ына қойылатын талаптар.АЖЖ-дың техникалық қамтамасыз етілуіне автоматталған болжауды, оның ішінде ЭЕМ, перифериялық қондырғыларды, желілік қондырғыларды, болжауды қолдаушы кейбір көмекші жүйелердің құралдарын (мысалы: өлшеуші) пайдаланатын түрлі техникалық құралдар енеді.

АЖЖ-да пайдаланылатын техникалық құралдар қамтамасыз етуі керек:

1. Сәйкес программалық қамтамасыз ету болатын барлық қажетті жобалық процедураларды орындау;

2. Жобалаушылар мен ЭЕМ өзара әрекетті, жұмыстың интербелсенді режиміне қолдау көрсетуді;

3. Ортақ жұмысты орындаушы ұжым мүшелері арасындағы өзара әрекетті. Осы талаптардың біріншісі АЖЖ-да есептеу машиналары мен жеткілікті өнімділігі мен жады сиымдылығы бар желілер болған жағдайда іске асырылады.

Екінші талап пайдаланушылық интерфейске жатады да АЖЖ-ға мәліметтерді ендіру-шығарудың ыңғайлы құралдары, ең алдымен графикалық ақпаратпен алмасу қондырғысының енгізілуі есебінен орындалады.

Үшінші талап АЖЖ-дың аппарат құралдарының біріктірілуімен ерекшеленеді.

Нәтижесінде АЖЖ-дың ТҚ жалпы құрылымы мәліметтерді өзара жіберу ортасымен байланыстырылған түйіндар желісін көрсетеді (2-сурет). Түйіндар болып, әдетте автоматтандырылған жұмыс орындары (АЖО) немесе жұмыс станциялары (WS – Workstation) деп аталатын жобалаушылардың жұмыс орындары табылады. Олар үлкен ЭЕМ (мейнфреймы), жекелеген перифериялық және өлшеуші қондырғылар да болуы мүмкін.

Мәліметтерді жіберу ортасы байланыс желісі мен коммутациондық құралдардан тұратын мәліметтерді жіберу арнасымен көрсетілген.

2-сурет. АЖЖ-ды техникалық қамтамасыз ету құрылымы

Желілер типтері. Мәліметтерді жіберу желісін бөлудуң екі әдісі бар: әр арнаға белгілі бір кванты бөлінетін уақыттық мультиплексирлеу (басқаша айтқанда, уақыт бойынша бөлу немесе TDM – Time Division Method)және әр арнаға жиіліктің белгілі бір бөлігі бөлінетін жиілік бөлу.

Ірі ұйымдарға арналған АЖЖ-дың ТҚ-ы құрылымы 3-суретте берілген. Бұл жерде клиент-сервер сәулеті деп аталатын АЖЖ-дың ірі корпоративті желілерінің типтік құрылымы көрсетілген. Клиент-сервер желісінде серверлер деп аталатын бір немесе бірнеше түйін ерекшке көрсетіледі. Олар желіде басқарушы немесе көптеген пайдаланушыларға ортақ жобалық қызметтер атқарады да ал қалған түйіндер (жұмыс орындары) терминальды болып табылады. Оларды клиенттер деп атайды. Ол жерде пайдаланушылар жұмыс істейді. Жалпы сервер деп белгілі бір қызметтерді орындауға бағытталған рограммалық құралдар жиынтығын атайды. Бұл құралдардың есептеу желілерінің нақты түйінінде жинақталса, онда сервер түсінігі желінің осы нақты түйініне қатысты болатынын ұмытпауымыз керек.

3-сурет. АЖЖ-дың корпоративті желісінің құрылымы

Клиент-сервер желісін серверлер арасындағы қызтетті бөлу сипатына қарай ерекшелейді, басқаша айтқанда оларды серверлер типіне қарай жіктейді. Көптеген пайдаланушылар бөліп пайдаланатын файлдар сақтауға арналған файл-серверлерді, автоматтандырылған жүйе мәліметтері базасының серверлерін, нақты қолданбалы шешуге арналған қосымшалар серверлерін, желілер мен шағын желілердің өзара әрекет етуіне арналған коммутациондық серверлерді (желілер мен қол жеткізу серверлерінің өзара әрекет етуінің блоктары деп те атайды), белгілі бір телекоммуникациялық қызметтерді орындауға арналған мамандандырылған серверлерін, мысалы, электрондық почта серверлерін бөліп көрсетеді. Серверлерді белгілі бір қосымшалар бойынша мамандандырған жағдайда желіні бөлінген есептеулер желісі деп атайды. Егер қосымша сервері бір ЛВС (ЕЖЛ) пайдаланушыларына қызмет көрсеткен жағдайда, онда мұндай серверді локальды деп атайды. Бірақ АЖЖ-да түрлі бөлімшелер пайдаланушыларымен, сондықтан түрлі ЕЖЛ-дің клиенттерімен бөлінетін мәліметтер базасы да болатындықтан ондай серверлерді негізгі желіге қосылатын корпоративті топтар серверіне жатқызады.

Клиент-сервер сәулетімен қатар, орындалатын міндетіне қарай кез келген түйін сервер қызметімен бірге клиент қызметін де орындай алатын бір рангті желілер де қолданылады. Түйіндер бірнеше ондықтан асқан желілердегі өзара әрекетті ұйымдастыру өте қиынға соғады, сондықтан бір рангті желілерді масштабы аса үлкен емес АЖЖ-да ғана қолданады.

Коммутация тәсіліне қарай желілерді арналар коммутациясы және пакеттер коммутациясы деп бөледі. Бірінші жағдайда, А және В түйіндері арасында мәліметтер алмасу жүргенде,желіде сеанс кезінде осы абоненттер ғана пайдаланатын А және В аралығы физикалық қосылады. Арналар коммутациясы бар желілерге мысал ретінде телефон желісін келтіруге болады. Бұл жерде ақпаратты жіберу тез болады, бірақ байланыс арналары тиімсіз пайдаланылады. Себебі мәліметтер алмасқан кезде ұзақ үзілістер болады да арна «тұрып қалады». Пакеттер коммутациясында байланыс сеансы кезінде А және В абоненттерін қосатын физикалық қосу жүргізілмейді. Хабарлар пакеттер дп аталатын порцияларға бөлініп, тарамдалған желілер бойынша А-дан В-ға беріледі немесе кері қарай аралық түйіндер арқылы уақытша еске сақтаумен жіберіледі. Сонымен, кез келген линия, аталған тоқтауды мүмкіндігінше толық толтыра отырып, кезек-кезек түрлі хабарламалар пакетін жібере отырып, көптеген хабарламалармен бөлінуі мүмкін.

Ашық жүйелердің өзара байланысының эталонды моделі (АЖӨБЭМ). Күрделі ақпараттық жүйелерді жетілдіруге ыңғайлы болуы үшін, яғни қалған бөліктерді өзгеріссіз қалдырып, жүйенің кейбір бөлігіне өзгеріс енгізуге бейім болуы үшін, оларды мүмкіндігінше ашық жасайды. Ашықтық тұжырымдамасын іске асыру есептеу желісінде Халықаралық стандарттау ұйымы ұсынған (ІSO – International Standard) АЖӨБЭМ-тың пада болуына әкелді. Бұл модельде ақпараттық жүйе мен хаттама деп аталатынның өзара әрекетін қамтамасыз ететін жалпы принциптердің, ережелердің, келісімдердің сипаттамасы берілген.

АЖӨБЭМ-та ақпараттық желіні қызметтер(хаттамалар)жиынтығы ретінде қарастырып,деңгей деп аталатын топтарға бөледі.Міне осы деңгейге бөлу басқа деңгейлер құралдарына тиіспестен келесі бір деңгейді іске асыру құралына өзгеріс енгізуге мүмкіндік береді.

АЖӨБЭМ-тың жеті деңгейі бар.

Физикалық (рhysical) деңгейде ақпаратты электрондық немесе оптикалық сигналдар түрінде ұсыну, сигналдар нысанын өзгерту, мәліметтерді берудің физикалық ортасының параметрлерін таңдау іске асырылып, ақпаратты физикалық орта арқылы беру ұйымдастырылады.

Арналық (каналдық (link)) деңгейде желінің көрші түйіндері, яғни басқа аралық түйіндерсіз тікелей физикалық қосумен байланыстырылған түйіндер арасында мәліметтермен алмасу орындалады. Каналдық деңгейдегі пакеттерді әдетте кадрлар деп атайтындығын атап өткіміз келеді.

Желілік деңгейде (network) бастапқы пакет және пакетті маршруттандыру, яғни пакеттер берілетін маршруттарды анықтау және іске асыру жүргізілетін аралық желілер ережесі бойынша пакеттерді қалыптастыру жүреді. Басқаша айтқанда маршруттандыру логикалық каналдың құрылуына әкеледі. Логикалық канал деп желілік деңгейдің екі немесе одан көп объектілерінің виртуальды қосылуын айтады. Бұл кезде осы объектілер арасында мәліметтер алмасу жүре береді.

Көліктік (транспорттық (transport)) деңгейде соңғы пункттер арасындағы қамтамасыз етіледі (мәліметтерді беру желінің аралық компоненттері арқылы іске асатын алдыңғы желілік деңгейге қарағанда). Транспорттық деңгей қызметтеріне жатады: мультиплексирлеу және демультиплексирлеу (пакеттерді жинау-бұзу соңғы пункттерде), жіберілген мәліметтердегі қателерді табу және жою, қызмет көрсетудің тапсырыс берілген деңгейін іске асыру (мысалы: жіберудің тапсырыс берілген жылдамдығы мен сенімділігі).

Сеанстық (session) деңгейде байланыс типі (дуплекс немесе жартылай дуплекс), тапсырманың басталуы мен аяқталуы, өзара әрекет етуші серіктестердің сұранысы мен жауабын алмасуының бірізділігі мен режимі анықталады.

Өкілдік (presentation) деңгейде мәліметтерді ұсыну қызметі (кодтау, форматтау, құрылымдау) іске асырылады. Мысалы: осы деңгейде жіберуге бөлінген мәліметтер бір кодтан басқа кодқа өзгертіледі.

Қолданбалы (application) деңгейде желі бойынша жіберілуі қажет хабарлар анықталады және рәсімделеді.

Нақты жағдайда аталған қызметтердің бөлігін ғана іске асыруға қажеттілік тууы мүмкін, ал сондықтан желіде деңгейлердің бөлігі ғана болуы мүмкін. Қарапайым (тарамдалған) ЛВС (ЕЖЛ)-да желілік және транспорттық деңгейлер құралдарына деген қажеттілік болтай қалады. Сонымен бірге каналдық деңгей қызметінің қиындығы оны ЕЖЛ-ға бөлуді екі деңгейшеге бөлудің дұрыстығын көрсетеді:каналға қол жеткізуді басқару (MAC-) және логикалық каналды басқару (LLC-). МАС деңгейшесіне қарағанда LLC деңгейшесіне жіберуші ортаның ерекшелігіне тәуелсіз каналдық деңгей қызметінің бір бөлігі жатады.

Мәліметтерді тарамдалған желілер арқылы жіберу мәліметтер порциясын инкапсуляция-декапсуляциялауды пайдалану кезінде болады. Мәселен, транспорттық деңгейге келген хабар атау алған сегменттерге бөлініп, жүйелік деңгейге беріледі. Әдетте сегмент деп транспорттық деңгей пакетін атайды. Желілік деңгей мәліметтерді жіберуді аралық желілер арқылы ұйымдастырады. Ол үшін, желі сегментті жіберуді толық қолдамаса, сегментті бөліктерге (пакеттерге) бөлуге болады. Пакет өзінің желілік атауымен (яғни инкапсуляция жүреді) жабдықталады. Аралық ЕЖЛ түйіндері араларында жіберу кезінде пакетті мүмкіндігінше бөліп, пакетті кадрға инкапсуляциялау қажет болады. Қабылдаушы сегментті декапсуляциялап, бастапқы хабарды қалпына келтіреді.

Әдебиет 2 нег. [34-52], 2 қос. [29-33]

Бақылау сұрақтары

1. Жүйелік модель тұрғысынан АЖЖ дегеніміз не?

2. АЖЖ-дағы ТҚ қандай міндеттерді шешеді?

3. АЖЖ-дағы есептерді шешу үшін ТҚ-да қандай элементтер болуы керек?

4. Есептеу желісінің ерекше белгілері қандай?

5. Что АЖЖ-дың жалпы құрылымы қандай?

6. АЖӨБЭМ -та қандай деңгейлер бар?