Стандарты в области разработки графических систем

Разрабатываемая графическая система должна соответствовать следующим стандартам и требованиям:Инвариантность – обеспечивается на основе создания математических моделей геометрических объектов и алгоритмов их преобразований, инвариантных по отношению к проектируемым объектам. С точки зрения инвариантности относительно объектапроектирования можно выделить 4 уровня систем КГ: 1) Объектно-ориентированные, - в их функцию входит связь с проектирующими системами САПР. 2) Проблемно-ориентированные системы, - предназначены для реализации графических функций, типовых для данной проблемной ориентации. 3) Процедурно-ориентированные системы, - предназначены для реализации наиболее общих процедур графического ввода/вывода, не зависящих от проблемы и технических средств. 4) Приборно-ориентированные системы, - обеспечивают формирование вывода объекта на графическое устройство.Принцип включения – обеспечивается возможность применения инвариантных программных средств САПР различных отраслей. Для этого проводится исследование требований к САПР в различных отраслях, затем определяются классы инвариантных геометрических задач конфигурирующих технических средств, состав системного обеспечения.Принцип развития (не замкнутости) – достигается за счет модульности входящих в нее компонентов и оптимальности структуры системы, построенной на основе четкости деления на подсистемы.Принцип информационного единства – достигается за счет использования универсальных структур данных для разработки проблемно-ориентированных языков описаний геометрических объектов, в синтаксисе которых используются общепринятые геометрические термины.

4. Локальные вычислительные сети.

В наст. время получили широкое распространение из-за небольшой сложности и невысокой стоимости. ЛВС имеют модульную организацию:Основные компоненты ЛВС: Серверы – это аппаратно-программные комплексы, которые исполняют функции управления распределением сетевых ресурсов общего доступа; рабочие станции – это компьютеры, осуществляющие доступ к сетевым ресурсам, предоставляемым сервером. Физическая среда передачи данных (сетевой кабель)– это коаксиальные и оптоволоконные кабели, витые пары проводов, а также беспроводные каналы связи (инфракрасное излучение, лазеры, радиопередача). Выделяется два основных типа ЛВС: одноранговые и на основе сервера. Одноранговые сети - все компьютеры равноправны: нет иерархии среди них; нет выделенного сервера. Как правило, каждый ПК функционирует и как рабочая станция (РС), и как сервер. Пользователи решают сами, какие данные и ресурсы на своем компьютере сделать общедоступными по сети. В одноранговых сетях чаще всего не более 10 компьютеров. Нет необходимости в мощном центральном сервере или в других компонентах, обязательных для более сложных сетей. Чтобы установить одноранговую сеть, дополнительного ПО не требуется, а для объединения компьютеров применяется простая кабельная система. Централизованно управлять защитой в одноранговой сети очень сложно (user устанавливает ее самостоятельно, «общие» ресурсы находияться на всех ПК), поэтому если вопросы конфиденциальности являются для фирмы принципиальными, то такие сети применять не рекомендуется.

Сети на основе сервера. При подключении более 10 пользователей одноранговая сеть недостаточно производительна. Поэтому большинство сетей используют выделенные серверы - такие серверы, которые функционируют только как сервер (исключая функции РС или клиента). Они специально оптимизированы для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов. Чтобы приспособиться к возрастающим потребностям пользователей, серверы в ЛВС стали специализированными. Напр. в ОС Windows NT Server, кот. объединяет PC в логические группы-домены, система защиты которых наделяет пользователей различными правами доступа к любому сетевому ресурсу, существуют различные типы серверов: файл-серверы и принт-серверы (управляют доступом пользователей к файлам и принтерам; серверы приложений (сервер баз данных, Web–сервер); почтовые серверы (управляют передачей электронных сообщений между пользователями сети); коммуникационные серверы (управляют потоком данных и почтовых сообщений между данной ЛВС и другими, обеспечивают доступ к Интернет).

Хеширование

При ассоциативном доступе к хранимым записям, предполагающем определение местоположения записи по значениям содержащихся в ней данных, используются различные методы отображения значения ключа в адрес, например, методы хеширования (перемешивания).Принцип хеширования - для ускорения поиска информации область хранения данных разбивается на участки, каждому из которых ставится в соответствие некоторое значение (номер участка). Для определения, в какой участок будет помещена вновь добавляемая запись, к значению ключевого поля этой записи применяется так называемая хеш-функция h(K). Она преобразует значение ключа K в номер произвольного участка памяти (это свёртка ключа). При поиске записи по известному значению ключа K хеш-функция выдаёт номер, указывающий на участок памяти, в котором надо искать эту запись.Хеш-функция h(K) должна выдавать такие значения номеров участков памяти, чтобы обеспечить равномерное распределение записей в памяти. Недостаток методов подбора хеш-функций - количество данных и распределение значений ключа должны быть известны заранее; записи неупорядочены по значению ключа, что приводит к дополнительным затратам. Преимущества: обращение к данным происходит за одну операцию ввода/вывода, т.к. значение ключа непосредственно преобразуется в адрес соответствующей записи. Рассмотр.2 основных типов хеш-функций: Один из них основан на делении, другой – на умножении. Метод деления использует остаток от деления на М:h(K)= К mod M.

Если М – чётное число, то при чётных К значение h(K) будет чётным, и наоборот, что даёт значительные смещения значений функции для близких значений К. Нельзя брать М кратным основанию системы счисления машины, а также кратным 3. Мультипликативный метод -умножение значения ключа К на простую дробь и выделении правых значащих цифр результата: h(K)= М(((A/w)*К)mod 1), где w – размер машинного слова (обычно, 2³¹), А – целое число простое по отношению к w, а M – некоторая степень основания системы счисления ЭВМ (2^m). При использовании любых методов хеширования для размещения записей должен быть выделен участок памяти размером N. Для того чтобы полученное в результате значение h(K) не вышло за границы отведённого участка памяти, окончательно адрес записи вычисляется так:

А(К) = h(K) mod N. Случай, когда для двух и более ключей выдаётся одинаковый номер участка, называется коллизией. Наличие коллизий снижает эффективность хеширования.Разрешение коллизий достигается путём рехеширования – специального алгоритма, который используется при размещении новой записи или при поиске существующей. В системах баз данных рехеширование выполняется одним из следующих способов:

1. Открытая адресация: новая запись размещается вслед за последней записью на данной странице или на следующей, если страница заполнена. Поиск записи осуществляется также последовательно.2.Использование коллизионных страниц: новая запись размещается на одной из коллизионных страниц, относящихся к таблице (в области переполнения). Нулевое значение такой ссылки говорит об отсутствии коллизий для данных, размещённых на этой странице.3. Многократное хеширование- при возникновении коллизии для поиска другого адреса применяется другая функция хеширования.

Билет № 4.

1 .Понятия, характеризующие функционирование и развитие системы. Классификации систем.

Понятия, характеризующие функционирование и развитие сис­темы.

Состояние-характеризуют мгно­венную фотографию, «срез» системы (система=S), остановку в ее развитии. Его определяют либо через входные воздействия и выходные сигналы (резуль­таты), либо через макропараметры, макросвойства S (давление, скорость, ускорение). Равновесие-способность S в отсутствие внешних возмущающих воздействий (или при постоянных воздействиях) сохранять свое состояние сколь угодно долго. Устойчивость - способность S возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних (или в S с ак­тивными элементами - внутренних) возмущающих воздействий. Состояние равновесия, в которое S способна возвращаться, называют устойчивым состоянием равновесия. Возврат в это состояние может сопровождаться колебательным процессом. Соответственно в сложных S возможны неустойчивые состояния равновесия. Развитие. Это понятие помогает объяснить сложные термодина­мические и информационные процессы в природе и обществе. Иссле­дование процесса развития, соотношения развития и устойчивости, изучение механизмов, лежащих в их основе, - наиболее сложные задачи теории S. Наиболее важные классификации S:Открытые и закрытые S. Понятие открытой S ввел Л. фон Берталакфи. Отличительные черты - способность обмениваться со средой массой, энергией и информацией. В отличие от них закрытые или замкнутые S предполагаются (разумеется, с точностью до принятой чувствительности модели) полностью лишенными этой способности, т. е. изолированны­ми от среды. Целенаправленные, целеустремленные S.В этом классе, в свою очередь, можно выделить S, в которых цели задаются извне (обычно это имеет место в закрытых системах), и S, в которых цели формируются внутри S (что характерно для откры­тых, самоорганизующихся S).Классификации S по сложности.Н.П, Бусленко предложил в силу отсутствия четкого определения от­несения S к разряду больших связывать понятие большая S с тем, какую роль играют при изучении S комплексные общесистемные вопросы, что зависит от свойств S и классов решаемых задач. Понятие большой S связывали в большей мере с важными для таких S понятиями эмерджентности(наличие у какой-либо системы особых свойств, не присущих её подсистемам и блокам), открытости, активностью элементов, в результате чего такая S обладает как бы «свободой воли», нестабильным и непредсказуемым поведением и другими харак­теристиками развивающихся, самоорганизующихся S. Б.С.Флейшман за основу классификации принимает сложность поведе­ния S. Классификация S по степени организован­ности-разделение S на хорошо организованные и плохо организованные, или диффузные. К этим двум классам был добавлен еще класс развивающихся или самоорганизующихся у S.