2. Sdsl технология.

SDSL (симметричная цифровая абонентская линия). Также как и  HDSL, SDSL обеспечивает симметричную передачу данных со скоростями, соответствующими скоростям линии Т1/Е1, но при этом SDSL технология имеет 2 важных отличия: 1, используется только одна витая пара проводов, 2 - максимальное расстояние передачи ограничено 3 км. В пределах этого расстояния SDSL технология обеспечивает, например, работу системы организации видеоконференций, когда требуется поддерживать одинаковые потоки передачи данных в оба направления. В определенном смысле SDSL технология является предшественником технологии HDSL2. Симметричная или двухпроводная линия DSL (SDSL) является симметричной и базируется на более ранней технологии HDSL, но имеет целый ряд усовершенствований, которые позволяют более гибко организовать передачу данных по одной паре проводов. Технология SDSL может найти применение как в сфере бизнеса, так и в частном секторе, что создает ей очень высокую потенциальную ценность. Некоторые современные производители узкополосного коммутационного оборудования рассматривают данную технологию как один из способов продления существования оборудования данного типа. Технология SDSL может использоваться в виде встроенных линейных карт, способных передавать 2 канала В коммутируемого трафика через коммутационную сеть. Любые другие возможности высокоскоростного доступа выводятся из коммутируемой сети в некоммутируемую сеть высокоскоростной передачи данных IP или ATM. Кроме того, SDSL технология совместима с архитектурой мультиплексора доступа цифровой абонентской линии (DSLAM) и может использоваться в качестве дополнения к таким технологиям доступа как HDSL, ADSL и VDSL.

Билет 26

1.По USB может передаваться несколько типов пакетов:

1. Token - запрос, содержит управляющую информацию: направление операции (IN, OUT), номер endpoint

2. Data - пакет данных

3. Handshake - служебные пакеты, могут содержать подтверждение (ACK), сообщение об ошибке, отказ (NACK)

4. Special - служебные пакеты, такие как PING

2. Технология ADSL - наиболее современный вид доступа к сети Интернет или корпоративной сети. ADSL позволяет предоставлять услуги, требующие высокоскоростного цифрового канала передачи данных, по существующим кабельным телефонным сетям, построенным на медной витой паре. При этом сохраняется возможность пользоваться традиционными телефонными услугами одновременно с обменом данными. Иными словами, нет необходимости дополнительной прокладки новых кабелей.  По своему качеству технология ADSL является альтернативой построению дорогих волоконно-оптических сетей и позволяет оптимально использовать существующие кабельные сети. ADSL обеспечивает передачу данных на скоростях, достаточных для эффективной работы с различными данными, в том числе цифровым видео или мультимедиа, то есть перекрывает потребности практически всех существующих на сегодняшний день приложений. Аббревиатура ADSL - "Асимметричная цифровая абонентская линия". Асимметричный тип данной технологии делает ее идеальной для современных приложений, где объем передаваемых к абоненту данных, в подавляющем большинстве случаев, намного превышает объем данных, идущих от абонента в сторону сети. В нормальных условиях эксплуатации с помощью технологии ADSL можно вести передачу данных на скорости до 8 Мбит/с в направлении к абоненту и до 1 Мбит/с в обратном направлении. Несложно подсчитать, что аппаратура ADSL передает данные приблизительно в 200 раз быстрее, чем обычные аналоговые модемы, у которых устойчивая средняя скорость передачи данных равна примерно 30 кбит/с, причем в той же физической среде распространения. Схема подключения по технологии ADSL довольно проста. На окончаниях действующей телефонной линии устанавливаются специальные устройства (сплиттеры) - один на АТС и один в офисе (квартире) абонента. К абонентскому сплиттеру подключаются обычный аналоговый телефон и ADSL-модем, который в зависимости от исполнения может выполнять функции маршрутизатора (router) или моста (bridge) между локальной сетью абонента и пограничным маршрутизатором провайдера. Работа модема абсолютно не мешает использованию обычной телефонной связи. Широкое распространение в мире данная технология получила 1998 году. 

Билет 27

1. IEEE 1394 - в 1986 году членами Комитета по Стандартам Микрокомпьютеров принято решение объединить существовавшие в то время различные варианты последовательной шины (Serial Bus), в 1992 году разработкой интерфейса занялась Apple в 1995 году принят стандарт IEEE 1394, Кабель - 2 витые пары — А и B, распаянные как A к B, а на другой стороне кабеля как B к A. Также возможен необязательный проводник питания. Устройство может иметь до 4 портов (разъёмов). В одной топологии может быть до 64 устройств. Максимальная длина пути в топологии — 16. Топология древовидная, замкнутые петли не допускаются. При присоединении и отсоединении устройства происходит сброс шины, после которого устройства самостоятельно выбирают из себя главное, пытаясь взвалить это «главенство» на соседа. После определения главного устройства становится ясна логическая направленность каждого отрезка кабеля — к главному или же от главного. После этого возможна раздача номеров устройствам. После раздачи номеров возможно исполнение обращений к устройствам. Во время раздачи номеров по шине идет трафик пакетов, каждый из которых содержит в себе количество портов на устройстве, а также ориентацию каждого порта — не подключен/к главному/от главного, а также максимальную скорость каждой связи (2 порта и отрезок кабеля). Контроллер 1394 принимает эти пакеты, после чего стек драйверов строит карту топологии (связей между устройствами) и скоростей (наихудшая скорость на пути от контроллера до устройства). Операции шины делятся на асинхронные и изохронные. Асинхронные операции — это запись/чтение 32-битного слова, блока слов, а также атомарные операции. Изохронные операции — это передача пакетов данных в ритме, строго приуроченном к ритму 8 КГц, задаваемому ведущим устройством шины путем инициации транзакций «запись в регистр текущего времени». Помимо кабельной реализации шины, в стандарте описана и наплатная (реализации неизвестны).

2. При разработке стандартов ADSL2 был максимально использован опыт внедрения технологии ADSL. В технологии осталась обратная совместимость со "старым" ADSL, использованы улучшенные алгоритмы модуляции, скорость передачи подбирается адаптивно в зависимости от дальности связи и качества канала. Все это привело к увеличению максимальной скорости до 12 Мбит/с (для прямого канала), а также увеличению дальности связи. В технологии использованы улучшенные средства диагностики на обоих концах линии, что позволяет быстро устранить неисправности (адаптивность к линии). В ADSL2+ вдвое увеличена полоса используемых частот, что привело к 2-кратному увеличению пропускной способности (до 24 Мбит/с для прямого канала). Также выросла максимальная скорость обратного канала с 1 до 2 Мбит/с. VDSL2 — технология доступа, которая использует существующую инфраструктуру медных проводов, первоначально развернутую для POTS . Сеть может быть развернута из центральных офисов, из питаемых волокном кабинетов, расположенных около потребительского помещения, или в зданиях. VDSL2 является новейшим и самым передовым стандартом xDSL широкополосных проводных коммуникаций. Предназначен для поддержки широкого развертывания Triple Play услуг, таких как передача голоса, видео, данных, телевидения высокой четкости (HDTV) и интерактивные игры. VDSL2 нужно, чтобы позволить операторам и поставщикам услуг гибко и экономически эффективно модернизировать существующие xDSL инфраструктуры. Протокол был стандартизирован как ITU G.993.2 17 февраля 2006 года. ITU-T G.993.2 (VDSL2) является расширением G.993.1 (VDSL), что позволяет передавать асимметричных и симметричных совокупных скоростей передачи данных до 200 Мбит/с нисходящего потока и вверх по течению на витых пар использования пропускной способности до 30 МГц. VDSL2 ухудшается быстро от теоретического максимума 250 Mbit/s в источнике к 100 Мбит/с на расстоянии 0.5 км и 50 Мбит/с на расстоянии 1 км, но ухудшается намного медленнее по отношению к расстоянию, чем VDSL. Начиная с 1,6 км его производительность равна ADSL2+. Большой радиус действия подобный ADSL — одно из главных преимуществ VDSL2. Позволенные системы LR-VDSL2 способны к поддержке скоростей приблизительно 1-4 Мбит/с (downstream) на расстоянии 4-5 км, постепенно увеличивая битрейт до симметрических 100 Мбит/с, поскольку расстояние до абонетской линии сокращается. Это означает, что VDSL2-системы, в отличие от VDSL1, не ограничиваются только короткими местными линиями или MTU / MDUs, но также могут быть использованы для средних заявленных диапазонов.

Билет 28

1. Операционная система – интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачей. Интерфейс операционных систем – специальные интерфейсы системного и прикладного программирования, предназначенные для выполнения следующих задач: - управление процессами, которое включает в себя следующий набор основных функций: o запуск, приостанов и снятие задачи с выполнения; o задание или изменение приоритета задачи; o взаимодействие задач между собой (сигналы, семафоры, очереди, конвейеры, почтовые ящики); o удаленный вызов подпрограмм;

- управление памятью: o запрос на выделение блока памяти; o освобождение памяти; o изменение параметров блока памяти; o отображение файлов на память;

- управление вводом/выводом: o запрос на управление виртуальными устройствами; o файловые операции.

Пользовательский интерфейс ОС реализуется с помощью специальных программных модулей, которые принимают его команды на соответствующем языке и транслируют их в обычные вызовы в соответствии с основным интерфейсом системы. Обычно эти модули называются интерпретатором команд. Имеются два основных подхода к управлению задачами:

1)порождаемая задача наследует все ресурсы задачи-родителя; 2) при порождении нового процесса ресурсы для него запрашиваются у операционной системы.

Обращение к операционной системе в соответствии с имеющимися API может осуществляться: - посредством вызова подпрограммы с передачей ей необходимых параметров; - через механизм программных прерываний. Интерфейс прикладного программирования предназначен для использования прикладными программами системных ресурсов ОС и реализуемых ею функций. Термин API (application program interface, интерфейс прикладного программирования): - API как интерфейс высокого уровня, принадлежащий к библиотекам RTL (run time library, библиотека во время выполнения); - API прикладных и системных программ, входящих в поставку операционной системы; - прочие API.

API представляет собой набор функций, предоставляемых системой программирования разработчику прикладной программы и ориентированных на организацию взаимодействия результирующей программы с целевой вычислительной системой (совокупность аппаратных и программных средств, в окружении которых выполняется результирующая программа). API используется не только прикладными, но и многими системными программами как в составе ОС, так и в составе системы программирования. Программный интерфейс API включает в себя не только сами функции, но и соглашения об их использовании, которые зависят от: - операционной системы; - архитектуры целевой вычислительной системы; - системы программирования. Варианты реализации API: - на уровне ОС; - на уровне системы программирования; - на уровне внешней библиотеки процедур и функций. В каждом из этих вариантов разработчику предоставляется возможность подключить функции API к исходному коду программы и организовать их вызов. Возможности API можно оценить со следующих позиций: - эффективность выполнения функций API (скорость выполнения, объем вычислительных ресурсов); - широта предоставляемых возможностей; - зависимость прикладной программы от архитектуры целевой вычислительной системы. В идеале набор функций API должен: - выполняться с наивысшей эффективностью; - предоставлять пользователю все возможности современных ОС; - иметь минимальную зависимость от архитектуры вычислительной системы.

2. В стандарте IEEE-1394 описаны пакеты асинхронной и изохронной передачи [5]. В дополнении к стандарту (P1394a) добавлены потоковые пакеты (Stream), которые в отличие от изохронных пакетов передаются вне цикла шины совместно с асинхронными пакетами [4]. Работа с шиной IEEE-1394 основывается на “честном” (FAIR) поведении узлов сети. Это означает, что все узлы должны быть исправны, не перехватывать и не отвечать на чужие пакеты и занимать шину только в установленное для этого время. При нарушении данных правил сеть может потерять работоспособность. Изохронный цикл длится 125 мкс и начинается со специального 20-байтного пакета – метки начала цикла. Устройство, желающее передать данные в изохронном пакете, резервирует канал и полосу пропускания (в сумме не более 80% времени цикла). Изохронные пакеты должны следовать один за другим в соответствии с номером канала, сразу после метки начала цикла. От устройства требуется, чтобы размер его пакетов не превысил зарезервированную полосу. Данные, содержащиеся в изохронных пакетах, могут одновременно быть принятыми несколькими устройствами, но они передаются, даже если никому не нужны. Объем передаваемых данных в одном изохронном пакете достигает 4096 байт (на скорости 400 Мбит/с). Заголовок с уникальным номером канала и проверочные суммы занимают 12 байт, поэтому эффективность изохронных пакетов весьма высока. Изохронные пакеты удобны для передачи привязанных ко времени данных – таких, как аудио и видео, – для которых незначительные потери несущественны. Однако при обмене, где требуется высокая достоверность, лучше использовать другой тип пакетов – асинхронные. Цикл при асинхронном обмене имеет произвольную, постоянно изменяющуюся длительность, которая зависит от числа желающих одновременно передать пакет. Устройства пытаются передать свои пакеты по очереди в соответствии с приоритетом (определяется топологией сети). Узел, уже передавший пакет, может осуществить повторную передачу, только если в течение некоторого интервала (интервал сброса арбитража, Arbitration Reset Gap) никто не захватил шину, т.е. только в следующем цикле (согласно “честному” протоколу). Минимально возможный зазор между пакетами в рамках одного цикла – Subaction Gap. Как правило, на любой пакет запроса должен прийти пакет ответа. Запросы бывают трех видов – чтения (Read), записи (Write) и комбинированная операция (Lock). В заголовке асинхронного пакета передается адрес источника, адрес приемника, тип операции, размер пересылаемых данных и глобальный адрес в адресном пространстве устройства. В результате размер заголовка вместе с проверочной суммой может достигать 20–24 байт. В то же время максимальный объем данных на скорости 400 Мбит/с – 2048 байт (для скоростей 200 и 100 Мбит/с – 1024 и 512 бит, соответственно). Недостаток таких пакетов – крупные заголовки. Если учесть, что весь цикл чтения состоит из запросов и ответов со своими заголовками, то на одну пересылку приходится 48 байт служебной информации. Даже при размере поля данных пакета в 32 байта эффективная скорость более чем в два раза отличается от максимальной. Эффективность обмена возрастает при увеличении размера пакета, но он ограничен как стандартом, так и параметрами приемника и передатчика. Кроме того, большие пакеты требуют больше времени на повторную пересылку, если были приняты с ошибками. Они увеличивают время ожидания для других узлов и могут значительно сместить метку начала изохронного цикла. Для управления и контроля подходят только асинхронные пакеты. Они, в отличие от изохронных, обязательны для нормальной работы узла. Поэтому для передачи данных разумно использовать именно их. При этом естественно было бы ожидать скоростей передачи по крайней мере того же порядка, что и быстродействие шины. Но на практике скорость обмена оказывается в десятки раз ниже. Чтобы понять причину такого торможения, рассмотрим процесс обмена асинхронными пакетами более детально.

Билет 29

1.

2. API определяет функциональность, которую предоставляет программа (модуль, библиотека), при этом API позволяет абстрагироваться от того, как именно эта функциональность реализована.

Если программу (модуль, библиотеку) рассматривать как чёрный ящик, то API — это множество «ручек», которые доступны пользователю данного ящика, которые он может вертеть и дёргать.

Программные компоненты взаимодействуют друг с другом посредством API. При этом обычно компоненты образуют иерархию — высокоуровневые компоненты используют API низкоуровневых компонентов, а те, в свою очередь, используют API ещё более низкоуровневых компонентов.

По такому принципу построены протоколы передачи данных по Internet. Стандартный стек протоколов (сетевая модель OSI) содержит 7 уровней (от физического уровня передачи бит до уровня протоколов приложений, подобных протоколам HTTP и IMAP). Каждый уровень пользуется функциональностью предыдущего уровня передачи данных и, в свою очередь, предоставляет нужную функциональность следующему уровню.

Важно заметить, что понятие протокола близко по смыслу к понятию API. И то и другое является абстракцией функциональности, только в первом случае речь идёт о передаче данных, а во втором — о взаимодействии приложений.

API библиотеки функций и классов включает в себя описание сигнатур и семантики функций.

Сигнатура функции — часть общего объявления функции, позволяющая средствам трансляции идентифицировать функцию среди других. В различных языках программирования существуют разные представления о сигнатуре функции, что также тесно связано с возможностями перегрузки функции в этих языках. Семантика функции — это описание того, что данная функция делает.

Билет 30

1. Ethernet — пакетная технология передачи данных преимущественно локальных компьютерных сетей. Технология Ethernet была разработана вместе со многими первыми проектами корпорации Xerox PARC. Общепринято считать, что Ethernet был изобретён 22 мая 1973 года, когда Роберт Меткалф (Robert Metcalfe) составил докладную записку для главы PARC о потенциале технологии Ethernet. Но законное право на технологию Меткалф получил через несколько лет. В 1976 году он и его ассистент Дэвид Боггс (David Boggs) издали брошюру под названием «Ethernet: Distributed Packet-Switching For Local Computer Networks»^[1].

Меткалф ушёл из Xerox в 1979 году и основал компанию 3Com для продвижения компьютеров и локальных вычислительных сетей (ЛВС). Ему удалось убедить DEC, Intel и Xerox работать совместно и разработать стандарт Ethernet (DIX). Впервые этот стандарт был опубликован 30 сентября 1980 года. Он начал соперничество с двумя крупными запатентованными технологиями: token ring и ARCNET, — которые вскоре были раздавлены под накатывающимися волнами продукции Ethernet. В процессе борьбы 3Com стала основной компанией в этой отрасли. CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий) — технология(802.3) множественного доступа к общей передающей среде в локальной компьютерной сети с контролем коллизий. CSMA/CD относится к децентрализованным случайным (точнее, квазислучайным) методам. Он используется как в обычных сетях типа Ethernet, так и в высокоскоростных сетях (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet). Так же называют сетевой протокол, в котором используется схема CSMA/CD. Протокол CSMA/CD работает на канальном уровне в модели OSI. Характеристики и области применения этих популярных на практике сетей связаны именно с особенностями используемого метода доступа. CSMA/CD является модификацией «чистого» Carrier Sense Multiple Access (CSMA). Если во время передачи кадра рабочая станция обнаруживает другой сигнал, занимающий передающую среду, она останавливает передачу, посылает jam signal и ждёт в течение случайного промежутка времени (известного как «backoff delay» и находимого с помощью алгоритма truncated binary exponential backoff), перед тем как снова отправить кадр. Обнаружение коллизий используется для улучшения производительности CSMA с помощью прерывания передачи сразу после обнаружения коллизии и снижения вероятности второй коллизии во время повторной передачи.

2. требованиям визуальной эргономики: 1. удобство интерфейса, в том числе, использование меню с учетом возраста учащегося с максимальным применением графического представления объектов меню, использование сформировавшихся пиктографических систем обозначений; 2. удобство контекстно-зависимой помощи и всплывающих подсказок; 3. соответствие цветовых, текстовых, звуковых решений, информативной насыщенности и гармоничности экранов эргономическим требованиям к электронным изданиям и возрастным психолого-педагогическим особенностям учащихся. 4. В качестве эргономических свойств пользовательского интерфейса рассматриваются: яркость фона на экране монитора, яркость изображения на экране, контрастность изображения, наличие полиэкранных режимов отображения. При оценке текущего пользовательского интерфейса или разработке нового интерфейса следует иметь в виду следующие принципы разработки: 1 .С самого начала необходимо акцентировать своё внимание на пользователях и задачах: установить количество пользователей, требуемых для выполнения задачи и определить подходящих пользователей; кто-либо никогда не использовавший интерфейс, либо тот, кто никогда не будет его использовать в будущем является неподходящим пользователем. Кроме того, необходимо определить какие задачи и как часто будут выполнять пользователи. 2. Эмпирические измерения: на ранней стадии провести тест интерфейса с реальными пользователями, которые используют интерфейс каждый день. Имейте в виду, что результаты могут измениться, если уровень производительности пользователя не является точным отображением реального человеко-компьютерного взаимодействия. Установить количественные особенности практичности, такие как: количество пользователей, выполняющих задачи, время выполнения задачи, и количество ошибок, сделанных в ходе выполнения задачи. 3. Итеративное проектирование: после определения количества пользователей, поставленных задач, эмпирических измерений, выполните следующие шаги итеративной разработки: 1 разработайте пользовательский интерфейс, 2проведите тестирование, 3 проанализируйте результаты, 4 повторите предыдущие шаги. Повторяйте итеративную разработку до тех пор, пока не создадите практичный, удобный для пользователя интерфейс.