Лекция 1.5

Операционные системы копия 1

  • Современные операционные системы, Э. Таненбаум, 2002, СПб, Питер, 1040 стр., (в djvu 10.1Мбайт) подробнее>>
  • Сетевые операционные системы Н. А. Олифер, В. Г. Олифер (в zip архиве 1.1Мбайт)
  • Сетевые операционные системы Н. А. Олифер, В. Г. Олифер, 2001, СПб, Питер, 544 стр., (в djvu 6.3Мбайт) подробнее>>

4.1 Основные понятия планирования процессов

Планирование – обеспечение поочередного доступа процессов к одному процессору.

Планировщик – отвечающая за это часть операционной системы.

Алгоритм планирования – используемый алгоритм для планирования.

Ситуации, когда необходимо планирование:

Когда создается процесс

Когда процесс завершает работу

Когда процесс блокируется на операции ввода/вывода, семафоре, и т.д.

При прерывании ввода/вывода.

Алгоритм планирования без переключений (неприоритетный) – не требует прерывание по аппаратному таймеру, процесс останавливается только когда блокируется или завершает работу.

Алгоритм планирования с переключениями (приоритетный) – требует прерывание по аппаратному таймеру, процесс работает только отведенный период времени, после этого он приостанавливается по таймеру, чтобы передать управление планировщику.

Необходимость алгоритма планирования зависит от задач, для которых будет использоваться операционная система.

Основные три системы:

Системы пакетной обработки – могут использовать неприоритетный и приоритетный алгоритм (например: для расчетных программ).

Интерактивные системы – могут использовать только приоритетный алгоритм, нельзя допустить чтобы один процесс занял надолго процессор (например: сервер общего доступа или персональный компьютер).

Системы реального времени – могут использовать неприоритетный и приоритетный алгоритм (например: система управления автомобилем).

Задачи алгоритмов планирования:

Для всех систем
Справедливость – каждому процессу справедливую долю процессорного времени
Контроль над выполнением принятой политики
Баланс – поддержка занятости всех частей системы (например: чтобы были заняты процессор и устройства ввода/вывода)

Системы пакетной обработки
Пропускная способность – количество задач в час
Оборотное время – минимизация времени на ожидание обслуживания и обработку задач.
Использование процесса – чтобы процессор всегда был занят.

Интерактивные системы
Время отклика – быстрая реакция на запросы
Соразмерность – выполнение ожиданий пользователя (например: пользователь не готов к долгой загрузке системы)

Системы реального времени
Окончание работы к сроку – предотвращение потери данных
Предсказуемость – предотвращение деградации качества в мультимедийных системах (например: потерь качества звука должно быть меньше чем видео)

4.2 Планирование в системах пакетной обработки

4.2.1 “Первый пришел – первым обслужен” (FIFO – First In Fist Out)

Процессы ставятся в очередь по мере поступления.

Справедливость (как в очереди покупателей, кто последний пришел, тот оказался в конце очереди)

Процесс, ограниченный возможностями процессора может затормозить более быстрые процессы, ограниченные устройствами ввода/вывода.

4.2.2 “Кратчайшая задача – первая”

Нижняя очередь выстроена с учетом этого алгоритма

Уменьшение оборотного времени

Справедливость (как в очереди покупателей, кто без сдачи проходит в перед)

Длинный процесс занявший процессор, не пустит более новые краткие процессы, которые пришли позже.

4.2.3 Наименьшее оставшееся время выполнение

Аналог предыдущего, но если приходит новый процесс, его полное время выполнения сравнивается с оставшимся временем выполнения текущего процесса.

4.3 Планирование в интерактивных системах

4.3.1 Циклическое планирование

Самый простой алгоритм планирования и часто используемый.

Каждому процессу предоставляется квант времени процессора. Когда квант заканчивается процесс переводится планировщиком в конец очереди. При блокировке процессор выпадает из очереди.

Пример циклического планирования

Справедливость (как в очереди покупателей, каждому только по килограмму)

Если частые переключения (квант – 4мс, а время переключения равно 1мс), то происходит уменьшение производительности.

Если редкие переключения (квант – 100мс, а время переключения равно 1мс), то происходит увеличение времени ответа на запрос.

4.3.2 Приоритетное планирование

Каждому процессу присваивается приоритет, и управление передается процессу с самым высоким приоритетом.

Приоритет может быть динамический и статический.

Динамический приоритет может устанавливаться так:

П=1/Т, где Т- часть использованного в последний раз кванта

Если использовано 1/50 кванта, то приоритет 50.

Если использован весь квант, то приоритет 1.

Т.е. процессы, ограниченные вводом/вывода, будут иметь приоритет над процессами ограниченными процессором.

Часто процессы объединяют по приоритетам в группы, и используют приоритетное планирование среди групп, но внутри группы используют циклическое планирование.

Приоритетное планирование 4-х групп

4.3.3 Методы разделения процессов на группы

Группы с разным квантом времени

Сначала процесс попадает в группу с наибольшим приоритетом и наименьшим квантом времени, если он использует весь квант, то попадает во вторую группу и т.д. Самые длинные процессы оказываются в группе наименьшего приоритета и наибольшего кванта времени.

Процесс либо заканчивает работу, либо переходит в другую группу

Этот метод напоминает алгоритм – “Кратчайшая задача – первая”.

Группы с разным назначением процессов

Процесс, отвечающий на запрос, переходит в группу с наивысшим приоритетом.

Такой механизм позволяет повысить приоритет работы с клиентом.

Гарантированное планирование

В системе с n-процессами, каждому процессу будет предоставлено 1/n времени процессора.

Лотерейное планирование

Процессам раздаются “лотерейные билеты” на доступ к ресурсам. Планировщик может выбрать любой билет, случайным образом. Чем больше билетов у процесса, тем больше у него шансов захватить ресурс.

Справедливое планирование

Процессорное время распределяется среди пользователей, а не процессов. Это справедливо если у одного пользователя несколько процессов, а у другого один.

4.4 Планирование в системах реального времени

Системы реального времени делятся на:

жесткие (жесткие сроки для каждой задачи) – управление движением

гибкие (нарушение временного графика не желательны, но допустимы) – управление видео и аудио

Внешние события, на которые система должна реагировать, делятся:

периодические – потоковое видео и аудио

Читайте также:
Лекция 1.3.1

непериодические (непредсказуемые) – сигнал о пожаре

Что бы систему реального времени можно было планировать, нужно чтобы выполнялось условие:

m – число периодических событий

i – номер события

P(i) – период поступления события

T(i) – время, которое уходит на обработку события

Т.е. перегруженная система реального времени является не планируемой.

4.4.1 Планирование однородных процессов

В качестве однородных процессов можно рассмотреть видео сервер с несколькими видео потоками (несколько пользователей смотрят фильм).

Т.к. все процессы важны, можно использовать циклическое планирование.

Но так как количество пользователей и размеры кадров могут меняться, для реальных систем он не подходит.

4.4.2 Общее планирование реального времени

Используется модель, когда каждый процесс борется за процессор со своим заданием и графиком его выполнения.

Планировщик должен знать:

частоту, с которой должен работать каждый процесс

объем работ, который ему предстоит выполнить

ближайший срок выполнения очередной порции задания

Рассмотрим пример из трех процессов.

Процесс А запускается каждые 30мс, обработка кадра 10мс

Процесс В частота 25 кадров, т.е. каждые 40мс, обработка кадра 15мс

Процесс С частота 20 кадров, т.е. каждые 50мс, обработка кадра 5мс

Три периодических процесса

Проверяем, можно ли планировать эти процессы.

10/30+15/40+5/50=0.808 4.4.3 Статический алгоритм планирования RMS (Rate Monotonic Scheduling)

Процессы должны удовлетворять условиям:

Процесс должен быть завершен за время его периода

Один процесс не должен зависеть от другого

Каждому процессу требуется одинаковое процессорное время на каждом интервале

У непериодических процессов нет жестких сроков

Прерывание процесса происходит мгновенно

Приоритет в этом алгоритме пропорционален частоте.

Процессу А он равен 33 (частота кадров)

Процессу В он равен 25

Процессу С он равен 20

Процессы выполняются по приоритету.

Статический алгоритм планирования RMS (Rate Monotonic Scheduling)

4.4.4 Динамический алгоритм планирования EDF (Earliest Deadline First)

Наибольший приоритет выставляется процессу, у которого осталось наименьшее время выполнения.

При больших загрузках системы EDF имеет преимущества.

Рассмотрим пример, когда процессу А требуется для обработки кадра – 15мс.

Проверяем, можно ли планировать эти процессы.

Лекция 1.5. Системы трудового обучения

1. Операционная система.

2. Операционно-предметная система.

3. Конструкторско-технологическая система.

Операционная система

Система – это множество разных элементов, которые находятся в определённых отношениях и связях друг с другом. Они создают какую-то целостность, единство. Под системами трудового обучения понимают разные варианты планирования и организации процесса формирования у учащихся знаний, умений и навыков.

Правильный выбор системы обучения с учётом характера педагогических ситуаций позволяет учителю достигать наибольшего эффекта в своей деятельности. Для этого необходимо знание сути наиболее известных систем трудового обучения и их педагогических возможностей. Используя понятие “трудовое обучение”, мы будем понимать под ним не только занятия в школьных мастерских и другие виды трудовой подготовки учащихся общеобразовательной школы, но и профессиональное обучение. Последнее складывается с двух частей: теоретического обучения и производственного обучения. Производственное обучение и практические занятия в школьных мастерских имеют много подобного, хотя и отличаются своими задачами. Оба эти вида связаны с необходимостью разделения содержания обучения, группировкой его частей и установлением последовательности овладения ими.

Среди известных систем трудового обучения наиболее важное место занимают следующие шесть: предметная, операционная, моторно-тренировочная, операционно-предметная, операционно-комплексная, проблемно-аналитическая.

Операционная система. Она была создана в последней четверти 19-го столетия группой лиц под руководством русских инженеров Д.К. Советкина и В.П. Маркова. Первые три программы, подготовленные ими, были созданы для обучения слесарным, столярным и токарным работам.

Операционная система предусматривала два этапа обучения: овладение основными операциями в процессе изготовления учебных объектов (тренировка) и использование полученных умений и навыков при изготовлении товарной продукции. Для первого из их подбирались специальные учебные объекты, при изготовлении которых предусматривалось поочередное выполнение строго определённых технологических операций. На втором этапе обучения приёмы и навыки выполнения работы совершенствовались непосредственно в процессе производства объектов труда.

При обучении по операционной системе учащиеся усваивали трудовые операции, которые составляли содержание профессии. Благодаря этому, они получали представление о том, что процесс изготовления любого предмета складывается в основном из одних и тех же операций. Разница заключалась в той последовательности, в какой операции следовали одна за второй, а также в требованиях к точности обработки.

Таким образом, операционная система не “привязывала” учащихся к определенному ряду конкретных изделий, а вооружала их (в рамках данной профессии) универсальными знаниями и умениями, облегчала контроль и коррекцию при их формировании. В этом – главное преимущество рассматриваемой системы по сравнению с предметной. Она имела распространение не только в России, но и в других странах, где называлась “русской”, и использовалась в профессиональной подготовке рабочих. Операционная система имеет определенные недостатки.

Во-первых, труд учащихся в начале обучения не носил производительного характера. Во-вторых, существовал определенный разрыв между изученными операциями и теми, которые ученикам приходилась выполнять при изготовлении товарной продукции, операционная система отрывала выполнение операций от изготовления продукции. В-третьих, при выполнении отдельных операций учащиеся не могли приобрести некоторые дополнительные знания и умения (по организации труда, планированию и др.). В-четвертых, не всегда можно было соотнести усвоенные операции на учебных объектах с операциями на промышленных изделиях. Поэтому операционная система в практике производственного обучения в настоящее время используется ограничено.

В трудовом обучении учащихся организация процесса формирования умений и навыков по операционной системе целесообразна в том случае, когда требуется повысить уровень подготовки учащихся в заданной отрасли деятельности. Такая необходимость возникает, например, перед выполнением производственных работ, связанных с изготовлением предметов по заказам предприятий или перед допуском к управлению сложной техникой (токарным станком, автомобилем и др.).

Читайте также:
Лекция 2.2

При обучении выполнению отдельных операций по этой системе часто используются тренажеры.

Лекция 1.5

Исследования показали, что человек проводит в помещении 80% своей жизни, из них 40% – на рабочем месте. От того, в каких условиях нам приходится трудиться, зависит многое, в том числе и здоровье. Рассмотрим понятие микроклимат и факторы на него влияющие.

Микроклимат — это климатические условия, созданные в ограниченном, искусственно ограниченном пространстве или обусловленные природными особенностями.

Микроклимат определяется основными метеорологическими величинами — температурой и влажностью воздуха и окружающих поверхностей, скоростью движения воздуха, а также величиной лучистой энергии. Современные жилые помещения оцениваются и по другим показателям (рисунок 1).

Рисунок 1 – Показатели микроклимата

Несмотря на то, что параметры микроклимата помещений могут значительно колебаться, температура тела человека остается постоянной (+36,6°С). Свойство человеческого организма поддерживать тепловой баланс называется терморегуляцией.

Нормальное протекание физиологических процессов в организме возможно лишь тогда, когда выделяемое организмом тепло непрерывно передается в окружающую среду. Теплоотдача происходит тремя основными способами: конвекцией, излучением и испарением.

Зона теплового комфорта для жилых помещений определяется как комплекс условий, при котором терморегуляторная функция организма находится в состоянии наименьшего напряжения и физиологические функции организма осуществляются на уровне, наиболее благоприятном для отдыха и восстановления сил организма после предшествующей рабочей нагрузки.

В конечном итоге требования к микроклимату в жилых помещениях сводятся к тому, чтобы одетый в легкую одежду и обувь человек, который находится длительное время в малоподвижном состоянии, не имел неприятных ощущений: охлаждение или перегревание.

2 Факторы, влияющие на микроклимат

Микроклимат помещений различного назначения, несмотря на ограждения, изменяется в соответствии с состоянием внешних атмосферных условий и, следовательно, подвержен колебаниям сезонного характера.

Зимой оптимальная температура в помещении должна составлять 18-19 °С (для умеренного пояса) и 17-18 °С (для жаркого). Относительная влажность воздуха (при температуре воздуха 18-20 °С) должна быть в пределах 40-60%. Третий компонент микроклимата – скорость движения воздуха, которая в зимнее время года не должна превышать 0,2-0,3 м /с.

Колебания температуры в течение суток не должны превышать 2-3° при центральном отоплении и 4-6° при печном. Температура воздуха в помещениях должна быть равномерной: колебания ее в горизонтальном направлении не должны превышать 23°, а в вертикальном 1° на каждый метр высоты помещения. При увеличении этой разности возрастают потери тепла организмом человека, возникает ощущение зябкости и возможны простудные заболевания. Возможна также конденсация паров воды на охлажденных поверхностях, что является причиной сырости. Температура внутренней поверхности стен должна быть не ниже температуры воздуха в помещении больше чем на 5 градусов.

В летнее время в южных районах страны необходимо защищать жилища от избыточной инсоляции при помощи озеленения и обводнения прилегающих участков, сквозного проветривания, применения жалюзи и ставен. Кроме того, в южных районах в ряде случаев может быть осуществлена система радиационного охлаждения (при помощи стеновых или потолочных панелей с более низкой температурой), а также система кондиционирования воздуха. Для летнего периода рекомендуется температура воздуха 23- 25°, относительная влажность 40-60% и скорость движения воздуха 0,3 м/сек.

Переносимость человеком температуры, как и его теплоощущение, в значительной мере зависит от влажности и скорости окружающего воздуха. Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела. Повышение влажности в помещении ухудшает условия жизни и негативно влияет на организм человека. Кроме того, влажность понижает ощущаемую температуру – человек во влажном помещении постоянно мерзнет. Повышение влажности воздуха способствует появлению различных заболеваний, к обострению тонзиллитов, возникновения ангин, катаров верхних дыхательных путей. Нарушение терморегуляции в целом способствует возникновению ревматизма, радикулита, невралгии, обострению туберкулеза.

Понижение температуры воздуха и повышение скорости движения воздуха способствуют усилению конвективного теплообмена и процесса теплоотдачи при испарении пота. Это что может привести к переохлаждению организма.

При повышении температуры воздуха возникают обратные явления. Исследователями установлено, что при температуре воздуха более 300С самочувствие человека ухудшается, а его работоспособность начинает падать. Для человека определены максимальные температуры в зависимости от длительности их воздействия и используемых средств защиты. Переносимость человеком температуры, как и его теплоощущение, в значительной мере зависит от влажности и скорости окружающего воздуха. Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела.

Не менее важным является и оценка электромагнитных полей техногенного происхождения.

Микроклимат закрытых помещений, в том числе и жилых, создается искусственно для того, чтобы обеспечить наиболее благоприятные условия для людей и защитить их от неблагоприятных климатических воздействий. С этой целью, с учетом климатических условий местности, рассчитывают теплопотери помещения и производят расчет отопления и вентиляции. Основными показателями условия жизнедеятельности человека в закрытых помещениях является степень тепловой нагрузки на человека, а также величинами потоков энергии, вещества и информации.

Недостаточная влажность воздуха также может оказаться неблагоприятной для человека вследствие интенсивного испарения влаги со слизистых оболочек, их пересыхания и растрескивания, а затем и загрязнение болезнетворными микроорганизмами. Поэтому при длительном пребывании людей в закрытых помещениях рекомендуется ограничиваться относительной влажностью в пределах 30-70%.

Тепловой режим в закрытых помещений во многом зависит от строительного материала.

Читайте также:
Лекция 5.6

3 Состав и загрязнение воздуха жилых помещений

Воздушная среда помещений оценивается также и его составом. Химический состав воздуха в помещении такой же, как и снаружи: примерно 21% кислорода, 78% азота, 0,04% диоксида углерода, менее 1% составляют озон, водород, гелий, неон, криптон, радон и аргон, непостоянное количество водяных паров. При дыхании состав меняется. Выдыхаемый людьми воздух содержит меньше кислород и больше углекислого газа.

В воздухе закрытых, недостаточно вентилируемых помещений содержание углекислого газа может свидетельствовать о степени загрязнения среды продуктами жизнедеятельности людей и об эффективности вентиляции.

В таких условиях ухудшается самочувствие и появляется ощущение нечистого (спертого) воздуха. Установленные, что параллельно с увеличением количества С02 возрастает в воздухе содержание и других продуктов жизнедеятельности людей, которые получили название антропотоксинов. Более 30 соединений входят в состав антропотоксинов: оксид углерода, аммиак, ацетон, сероводород, углеводороды, альдегиды, органические кислоты и др.

Кроме того, в жилых помещениях может поступать более 100 летучих ве-ществ, которые образуются при разложении органических веществ на поверхности тела, одежды, в комнатном пыли, выделяются из полимерных материалов.

Принято считать если концентрация С02 в воздухе меньше 0,07%, то вентиляцию в помещении можно считать хорошей; до 0,1%-удовлетворительной, а до 0,15% – допустимой только для кратковременного пребывания (например, в кинотеатрах).

Оценка качества воздуха определяется и его ионным составом. Чем чище воздух, тем больше оно содержит легких ионов. В закрытых помещениях легкие ионы поглощаются в процессе дыхания, а также пылью, одеждой и т.п.Поэтому степень ионизации воздуха считается достаточно хорошим индикатором чистоты воздуха. Экспериментально подтверждено негативное воздействие деионизированного воздуха. У людей появляются сонливость, головная боль, повышается артериальное давление. Для улучшения качества воздуха его обогащают легкими ионами до уровня 4000-5000 в 1 см 3 .Важно знать и соотношение положительных и отрицательных ионов. Рост концентрации отрицательных ионов может благотворно сказаться на здоровье человека, ускорить заживление ран и выздоровление больного. Неблагоприятен для человека рост положительных ионов, который наступает при сжигании газа, от нагретого металла, при испарении воды и др.

В жилых помещениях есть источники и радиоактивных веществ, поэтому мониторинг этих веществ в воздухе также необходим.

Физические и химические свойства радона

Свойства радона удивительны, его относят к благородным инертным газам, вроде неона или аргона, которые не спешат вступать в реакцию с какими-нибудь веществами. Это тяжелый газ, в сравнении его с воздухом окажется, что он в 7,5 раз тяжелее. Поэтому радон под действием гравитационных сил стремится опуститься ниже воздушной массы. Тот радон, что выделяется из земли, будет скапливаться преимущественно в подвальных помещениях (рисунок 2).

Рисунок 2 – Концентрация радона в воздухе в разных помещениях дома

Газ, выделяемый из строительного материала потолков и стен, будет располагаться на полу этажей зданий. Радон, выделяемый из воды в душевой комнате, сначала будет наполнять весь объем помещения и существовать в виде аэрозоли, затем опустится к нижней поверхности. В кухонных помещениях радон, выделяемый горючим природным газом, в конечном итоге также будет стремиться вниз, оседать на полу и окружающих предметах.

Ещё один вид загрязнения, шумовое – это превышение естественного уровня шумового фона или ненормальное изменение звуковых характеристик: периодичности, силы звука и т.п. Шумовое загрязнение приводят к повышенной утомляемости человека и животных, понижению производительности труда, физическим и нервным заболеваниям. Главным источником шумового загрязнения являются транспортные средства – автомобили, железнодорожные поезда и самолёты. С наступлением постиндустриальной эпохи всё больше и больше источников шумового загрязнения (а также электромагнитного) появляется и внутри жилища человека. Источником этого шума является бытовая и офисная техника.

Шум в определённых условиях может оказывать значительное влияние на здоровье и поведение человека. Шум может вызывать раздражение и агрессию, артериальную гипертензию (повышение артериального давления), тиннитус (шум в ушах), потерю слуха. Наибольшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000ч5000 Гц. Хроническая подверженность шуму на уровне более 90 дБ может привести к потере слуха. При шуме на уровне более 110 дБ у человека возникает звуковое опьянение, по субъективным ощущениям аналогичное алкогольному или наркотическому. При шуме на уровне 145 дБ у человека происходит разрыв барабанных перепонок.

Женщины менее устойчивы к сильному шуму, чем мужчины. Кроме того, восприимчивость к шуму зависит также от возраста, темперамента, состояния здоровья, окружающих условий и т. д.

Наряду с другими показателями загрязнения воздуха в воздухе закрытых помещений может быть значительное количество микроорганизмов, в частности патогенных (бактерии, споры, плесневые грибки), которые находятся на поверхности пылинок в воздухе.

При кашле, чихании и при разговоре в воздух поступает большое количество капелек слюны и слизи, в которых есть микробы. Установлено, что при чихании образуется до 40000 капелек, здоровый человек может выделить в воздух до 20000 микробов, а больной – до 150000. Брызги слюны при этом разлетаются в воздухе на расстояние до нескольких метров. Продолжительность нахождения капелек во взвешенном состоянии зависит от их размера: большие капли диаметром до 0,1 мм содержатся в воздухе только несколько секунд, мелкие капли, вследствие малой массы, могут находиться в воздухе во взвешенном состоянии несколько часов и переноситься воздушными потоками на большое расстояние.

Конечно, патогенные микробы, которые есть в воздухе, могут стать причиной инфекционных заболеваний. Различают два способа передачи инфекции через воздух:

  • воздушно-капельный (корь, коклюш, грипп, дифтерия, менингит, ветряная и натуральная оспа);
  • пылевой (туберку-Лехсе, сибирская язва, гнойные инфекции, натуральная оспа).
Читайте также:
Введение в онлайн-курс изучения химии

С целью предупреждения бактериального загрязнения воздуха и его негативного влияния проводят ряд профилактических мероприятий: вентиляция помещений, влажная уборка, обеспечение достаточного естественного освещения, облучение воздуха бактерицидными лампами.

4 Электромагнитное загрязнение жилых помещений

Электромагнитное загрязнение (ЭМП антропогенного происхождения или электромагнитный смог) — это совокупность электромагнитных полей, разнообразных частот, негативно влияющих на человека.

Биологические ритмы тела человека находятся в самой тесной связи с движением Земли по околосолнечной орбите и интенсивностью окружающих нас электромагнитных полей. Все существа на Земле как бы настроены на частоту около 8 Гц, свойственную электромагнитному полю планеты. Изменения в пульсации энергии Земли непосредственно влияют на кровяное давление, дыхание, работу сердца, иммунную систему организма и даже выработку гормонов.

Электрический ток всегда порождает магнитное поле в окружающем пространстве. Статистика показывает, что в период магнитных бурь на Земле заметно увеличивается количество людей, обращающихся к услугам в поведении людей и животных.

Есть основания полагать, что люди, работающие в зоне загрязненной электромагнитным полем высоковольтных кабелей, имеют в 5-8 раз больше шансов заболеть лейкемией. Для рабочих, обслуживающих радары, в 3-12 раз увеличивается риск заболеть полицитемией – болезнью крови, характеризующийся избытком красных кровяных телец.

Видеодисплеи персональных компьютеров (ВДПК) используют в процессе повседневной деятельности миллионы людей во всем мире. Компьютеризация в нашей стране принимает широкий размах, и многие сотни тысяч людей проводят большую часть дня перед экраном дисплея. Наряду с признанием несомненной пользы применение компьютерной техники вызывает у пользователей ПК беспокойство за свое здоровье.

Имеются статистические данные, согласно которым лица, работающие с ЭВМ, более беспокойны, подозрительны, чаще избегают общения, а также недоверчивы, раздражительны, склонны к повышенной самооценке, высокомерны, фиксируют внимание на неудачах.

Крупнейшими источниками электромагнитных излучений являются радио- и телевизионные средства связи и обработки информации, радиолокационные и навигационные средства, лазерные системы, воздушные линии электропередач.

Серьезного внимания заслуживают вопросы гигиенической оценки уровней ЭМИ, которым подвергаются лица, работающие в зоне действия излучений, но не связанные с обслуживанием радиотехнических устройств. По данным американского Агентства по охране окружающей среды, около 1% человеческой популяции подвергаются воздействию ЭМИ интенсивностью более 1мкВт/см 2 . При этом наибольшие значения интенсивности были зафиксированы в высотных зданиях, особенно на уровнях, соответствующих уровням размещения антенных систем.

Самые опасные поля – это поля СВЧ-диапазона. Сантиметровые и миллиметровые волны действуют на кожу. А дециметровые, проникая на глубину 10-15 см, уже напрямую бьют по внутренним органам.

Вредное воздействие ЭМИ связано не только с источниками широкомасштабного излучения. Известно, что магнитное поле возникает вокруг любого предмета, работающего на электрическом токе. А это практически любой прибор, сопровождающий нас в быту (даже электрические часы).

Исследователи установили факт возникновения опухолей у детей при воздействии на них магнитных полей частоты 60 Гц и напряженностью 2-3 мГс в течение нескольких дней или даже часов. Такие поля излучаются телевизором, персональной ЭВМ.

Дисплеи персональных компьютеров, выполненные на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ), являются потенциальными источниками мягкого рентгеновского, ультрафиолетового (УФ), инфракрасного (ИК), видимого, радиочастотного, сверх- и низкочастотного ЭМИ. Сотрудники Центра электромагнитной безопасности провели независимое исследование ряда компьютеров, наиболее распространенных на нашем рынке, и установили, что “уровень электромагнитных полей в зоне размещения пользователя превышает биологически опасный уровень.”

Особенно опасно электромагнитное излучение компьютера для детей и беременных женщин. Установлено, что у беременных женщин, работающих на компьютерах с дисплеями на электронно-лучевых трубках, с 90-процентной вероятностью в 1,5 раза чаще случаются выкидыши и в 2,5 раза чаще появляются на свет дети с врожденными пороками.

Недооценка особенностей работы с дисплеями, помимо снижения надежности и эффективности работы с ними, приводит к существенным проблемам со здоровьем. Это и снижение зрения, и влияние излучения на нервную и пищеварительную системы. Теперь дети предпочитают улице – игры и занятия на компьютере. Они около 60% времени проводят за компьютером, что оказывает отрицательное влияние на психологическое развитие личности ребёнка и становления личности в целом.

5 Методы увеличения комфортности воздуха жилых помещений

Прежде всего, следует понизить воздействие электромагнитного излучении (ЭМИ) на организм. Если Вы не можете избежать воздействия ЭМИ, попытайтесь его максимально ограничить. Для многих может быть уже давно стало обыденностью – наблюдать работающую технику на работе, ходить мимо и болтать с коллегами около офисных принтеров и копировальных устройств или стоять рядом с духовкой во время приготовления обеда. Если нет действительной необходимости во включении прибора – выключите его (или не включайте).

ЭМИ исходит из многих устройств, которые люди неразумно оставляют работающими, например зарядные устройства (для батарей, сотовых телефонов, ноутбуки и т.д.), а также компьютеры, работающими в спящем режиме и принтеры. Выключение приборов также способствует здоровью планеты и Вашего бумажника.

Вы также должны знать и помнить обо всех источниках ЭМИ в своем окружении, дома или в офисе. Это может звучать необычно на фоне всеобщего поведения, но это и есть единственный ответственный подход зрелого и осведомленного человека. Исследуйте также все основные источники ЭМИ в Вашем доме или квартире.

Обратите внимание на местоположение здания, в котором Вы проживаете. Линии электропередачи на расстоянии , превышающем 400 метров – вряд ли окажут серьезное влияние на Ваше здоровье. Если же это расстояние – меньше – советуем воспользоваться флюксметром.

Используйте оборудование для оценки параметров микроклимата и состава воздуха в жилых помещениях.

Читайте также:
Лекция 2.1

Лекция 1.5. Объект преступления

Сайт: Образовательный портал НГУЭУ
Курс: Уголовное право
Книга: Лекция 1.5. Объект преступления
Напечатано:: Гость
Дата: Понедельник, 15 ноября 2021, 15:37

Описание

Оглавление

  • План лекции
  • Понятие объекта преступления
  • Виды объектов преступления
  • Предмет преступления

План лекции

1. Понятие объекта преступления.

2. Виды объектов преступлений.

3. Предмет преступления.

Понятие объекта преступления

Объект преступления – это совокупность охраняемых уголовным правом общественных отношений, на которые посягает преступление. Объект преступления является обязательным элементом состава преступления, его отсутствие исключает состав преступления.

Российская уголовно-правовая наука и уголовное законодательство последовательно определяют понятие преступления как действие или бездействие, опасное для данной системы общественных отношений, и ставят задачу: обеспечить охрану данного порядка общественных отношений от преступных посягательств.

Вся совокупность общественных отношений регулируется и закрепляется государственным, административным, земельным, трудовым и другими отраслями права. Нормами уголовного права охраняются не все общественные отношения, а только те из них, посягательство на которые причиняет значительные вредные последствия. Устанавливая объект преступления, мы тем самым определяем, какие конкретные общественные отношения изменены, разрушены преступным посягательством. Это позволяет раскрыть характер и степень общественной опасности деяния.

Знания об объекте преступления имеют значение для разграничения смежных составов при квалификации деяния. Только по объекту можно разграничить террористический акт и убийство в связи с исполнением потерпевшим своего служебного или общественного долга (ст. 277 УК и п. «б» ч. 2 ст. 105 УК); клевету, соединенную с обвинением лица в совершении тяжкого или особо тяжкого преступления, и заведомо ложный донос, соединенный с обвинением лица в совершении тяжкого или особо тяжкого преступления (ч. 3 ст. 129 УК и ч. 2 ст. 306 УК); хищение путем присвоения или растраты должностным лицом с использованием своего служебного положения и злоупотребление, совершенное должностным лицом из корыстных побуждений (п. «в» ч. 2 ст. 160 УК и ч. 1 ст. 285 УК), и другие преступления.

Объект преступления имеет решающее значение при квалификации преступлений по совокупности. Например, убийство при разбое, убийство, сопряженное с изнасилованием, должны квалифицироваться соответственно по совокупности (п. «з» ч. 2 ст. 105 УК и п. «в» ч. 3 ст. 162 УК; п. «к» ч. 2 ст. 105 УК и п. «б» ч. 3 ст. 131 УК). В перечисленных случаях налицо различные действия, причиняющие ущерб двум объектам, поэтому эти преступления должны квалифицироваться по совокупности.

Значение объекта преступления заключается также в том, что с его помощью устанавливаются объективные и субъективные признаки преступления, общественно опасные последствия, классификация преступлений по их тяжести, вопросы криминализации и декриминализации деяний, пути совершенствования уголовно-правовых норм. С помощью объекта осуществляется систематизация Особенной части уголовного законодательства.

Виды объектов преступления

Для наиболее полного выявления качественных свойств объекта конкретных преступлений, роли и значения объекта, а также отражения объективно существующих в действительности различных общественных отношений выделяются четыре вида объектов преступления: общий, родовой, видовой и непосредственный.

Общим объектом всех преступлений признается совокупность общественных отношений, охраняемых нормами уголовного законодательства России. Ст. 2 УК РФ содержит перечень охраняемых уголовным законом общественных отношений, посягательства на которые признаются преступлениями. В их числе: охрана прав и свобод человека и гражданина, собственность, общественный порядок и общественная безопасность, окружающая среда, конституционный строй Российской Федерации, мир и безопасность человечества.

Родовой объект представляет собой совокупность охраняемых уголовно-правовыми нормами сходных (родственных), однородных по своему внутреннему содержанию, взаимосвязанных общественных отношений, которые в результате преступления подвергаются разрушению или общественно опасному вредному изменению. Все родовые объекты, перечисленные в Особенной части уголовного права, входят в общий объект. Родовой объект в значительной мере определяет общественную опасность преступления, объединяет самостоятельные группы преступлений против собственности, против личности, против конституционных прав и свобод человека и гражданина и др.

В основу построения Особенной части УК путем выделения самостоятельных разделов поставлен родовой объект. С помощью родового объекта определяется место вновь принимаемых норм, которых ранее наше законодательство не знало, например, новые составы – незаконное получение кредита (ст. 176 УК), преднамеренное или фиктивное банкротство (ст.ст. 197, 198 УК), легализация («отмывание») денежных средств или иного имущества, приобретенных незаконным путем (ст. 174 УК) – помещены в раздел «Преступления в сфере экономики» по родовому объекту.

Под видовым объектом преступления понимается группа однородных общественных отношений, охраняемых нормами главы Особенной части УК РФ. Например, нормы, сосредоточенные в гл. 16 УК РФ «Преступления против жизни и здоровья», направлены на охрану общественных отношений, связанных с жизнью и здоровьем личности. Это видовой объект преступлений.

Под непосредственным объектом понимается конкретное общественное отношение (или их совокупность), на которое непосредственно посягает преступление. Непосредственный объект представляет собой охраняемое определенной правовой нормой конкретное общественное отношение, которое подвергается разрушению или общественно опасному изменению при совершении преступления. При этом надо иметь в виду, что преступление во всех случаях, воздействуя даже на один из элементов общественного отношения, разрушает или изменяет все общественное отношение. Так, при уничтожении личного имущества непосредственным объектом будут отношения по поводу владения, пользования и распоряжения личным имуществом.

В науке уголовного права предлагается еще одна классификация объектов по горизонтали: на основной, дополнительный и факультативный объекты.

Основным объектом выступает общественное отношение, ради охраны которого законодатель принял уголовно-право­вую норму. Установить, является ли непосредственный объект основным или дополнительным, не просто. Прежде всего надо выяснить, относится ли основной непосредственный объект к тем отношениям, которые охватываются родовым объектом. Так, хищение огнестрельного оружия путем разбойного нападения причиняет вред общественной безопасности, здоровью граждан и собственности. Поскольку законодатель поместил этот состав в главу преступлений против общественной безопасности, то и основной объект – общественная безопасность.

Читайте также:
Лекция 3.1

Дополнительным объектом преступления следует признавать такие общественные отношения, которым данным преступлением причиняется ущерб наряду с основным объектом. В приведенном примере (хищение огнестрельного оружия) дополнительным объектом будут отношения собственности, которым всегда причиняется вред, хотя данная уголовно-правовая норма принята не ради охраны собственности. В ст. 318, 319 УК дополнительными объектами будут честь, достоинство, здоровье представителей власти, должностных лиц. Основной объект в этих преступлениях – порядок управления. Дополнительный объект во всех случаях наряду с основным объектом подвергается опасности причинения вреда, поэтому он является обязательным признаком состава преступления. В отдельных случаях дополнительный объект служит основанием для выделения квалифицирующих признаков в том или ином составе преступления. Например, уничтожение имущества, повлекшее несчастные случаи с людьми, следует квалифицировать по ч. 2 ст. 167 УК.

Факультативными объектами признаются те общественные отношения, которым данным преступлением в отдельных случаях может быть причинен ущерб, а в других – нет. Причинение ущерба факультативному объекту не влияет на квалификацию преступления, но всегда учитывается при назначении наказания.

Предмет преступления

Предметом преступления признаются все материальные вещи внешнего мира, на которые непосредственно направлены действия виновного при посягательстве на объект. Предметом преступления обычно выступают любые вещи материального мира, с определенными свойствами которых уголовный закон связывает наличие в действиях лица признаков конкретного состава преступления. К предметам преступления относятся вещи, ценности, товары и т.п.

Предмет преступного посягательства – это элемент объекта посягательства, воздействуя на который преступник нарушает или пытается нарушить само общественное отношение.

Преступление часто изменяет предмет посягательства, и эти изменения можно установить. Например, это может выразиться в причинении вреда здоровью, в материальном ущербе при хищениях и других преступлениях против собственности. Учет предмета посягательства влияет и на квалификацию. Так, обманное использование таможенных и иных документов, их подделка посягают на отношения по поводу порядка перемещения товаров через границу и квалифицируются по ч. 1 ст. 188 УК. Подлог документов должностным лицом из корыстных побуждений квалифицируется по ст. 292 УК – «Служебный подлог».

Лекция 1.5. Разрядно-модульные и однокристальные регистровые арифметико-логические устройства

По способу наращивания разрядности различают разрядно-мо- дульные и однокристальные РАЛУ. В разрядно-модульных РАЛУ разрядность наращивают аппаратно посредством добавления в структуру однотипных секций. В однокристальных РАЛУ наращивание разрядности производят программным путем. Следствием этих отличий является более высокое быстродействие разрядно-модульных РАЛУ, поскольку они обеспечивают параллельное выполнение операций. Однако разрядно-модульные РАЛУ требуют больших аппаратных затрат.

Рассмотрим структурные и функциональные особенности РАЛУ обоих типов на примерах. Условимся, что все элементы приводимых далее структур — 4-разрядные.

Регистровое арифметико-логическое устройство разрядно-модульного типа

Основу структуры разрядно-модульного РАЛУ (рис. 1.5.1 ) составляет комбинационная схема АЛУ, на вход которой подаются два операнда, представляющие собой содержимое регистра 1 (Рг. 1) и регистра 2 (Рг. 2). Рг. 1 имеет два режима (записи и чтения) и способен принимать данные как из блока РОН, так и от внешних устройств (ВУ), что реализуется с помощью мультиплексора. Рг. 2 имеет четыре режима (записи, чтения, сдвига влево и сдвига вправо) и принимает данные только из блока РОН. Результат операции может быть записан в блок РОН и в регистр AC, с выхода которого информация попадает к внешним устройствам.

Определим состав и назначение управляющих сигналов для данной структуры РАЛУ и рассмотрим примеры наращивания разрядности и формирования микрокоманд и микропрограмм.

Сигналы / , 0 , 3 предназначены для управления режимами чтения/записи блока РОН, Рг. 1 и AC соответственно: 0 — чтение информации; 1 — запись.

Мультиплексор управляется сигналом : при = 0 на вход Рг. 1 подаются данные из блока РОН, при = 1 — от внешних устройств.

Рис. 1.5.1. Пример структуры разрядно-модульного РАЛУ

Блок РОН представляет собой синхронное ОЗУ статического типа, содержащее набор регистров. Для выбора нужного регистра используются линии адреса ADR.

Для выбора режима работы Рг. 2 используется пара управляющих сигналов:

01 — сдвиг влево;

< 1 , 2 >= 10 — сдвиг вправо;

При сдвигах применяются две пары сигналов:

ISR — значение разряда, подаваемого на вход регистра при сдвиге вправо;

ISL — значение разряда, подаваемого на вход регистра при сдвиге влево;

OSR — значение разряда, появляющееся на выходе регистра при сдвиге вправо;

OSL — значение разряда, появляющееся на выходе регистра при сдвиге влево.

При выполнении арифметических операций используются бит переноса из предыдущей секции РАЛУ 0 , бит переноса в следующую секцию 4 и подготовительные функции первого порядка 1 , 1 .

Все описанные сигналы можно разделить на три категории: информационные, управляющие и сигналы синхронизации.

Информационные сигналы: шина от ВУ, 0 , ISL, ISR (входные), шина к ВУ, 4 , 1 , 1 , OSR, OSL (выходные).

Сигналы управления: 0 , 1 , 2 , 3 , / , ADR, , . Сигнал синхронизации: clk .

На рис. 1.5.2 приведен пример наращивания разрядности с помощью СУП (показаны только те сигналы, которые задействованы при увеличении разрядности). Управляющие и информационные сигналы поступают на все секции параллельно. Блок РОН, Рг. 1, Рг. 2, AC увеличивают разрядность пропорционально количеству использованных секций. При выполнении арифметических операций каждая секция РАЛУ формирует подготовительные функции первого порядка 1 , 1 , которые поступают на входы СУП. Для организации операций сдвига требуются связи между соответствующими парами сигналов OSR, ISR и OSL, ISL.

Рис. 1.5.2. Наращивание разрядности разрядно-модульного РАЛУ

В табл. 1.5.1 представлены примеры формирования микрокоманд

Читайте также:
Лекция 2.4

и микропрограмм для рассмотренной структуры РАЛУ.

Пример 1.5.1. Передача содержимого Рг. 1 в РОН

сом . В этом случае АЛУ не выполняет преобразований

Примеры формирования микрокоманд и микропрограмм для разрядно-модульного РАЛУ

Передача содержимого Рг. 1

в РОН с адресом

Рг. 1 [ ; ; 0 ] Рг. 2 →

Рг. 1 и Рг. 2 с размещением

результата в AC и РОН с

Запись информации из РОН

РОН( ) → Рг. 1, Рг. 2

с адресом в Рг. 1 и Рг. 2

РОН с адресами и

с размещением результата в

вместо этого происходит трансляция операнда на выход комбинационной схемы. Это действие обеспечивается выполнением логической операции, задаваемой управляющим сигналом 3 = 0, 2 = 0, 1 = 0, 0 = 0. Значение бита переноса из предыдущей секции не влияет на результат. Все регистры, не задействованные в данной операции, должны хранить свое текущее значение, поэтому 0 = 1 = 2 = 3 = = 0. На управляющие входы блока РОН подаются адрес и сигнал записи / = 1. Состояние сигнала, управляющего мультиплексором, не оказывает влияния на результат, поскольку для выполнения данной операции неважно входное значение Рг. 1.

Пример 1.5.2. Выполнение арифметических или логических операций над содержимым Рг. 1 и Рг. 2 с размещением результата в AC и РОН с адресом . Рг. 1 и Рг. 2 находятся в режиме чтения 0 = 1 = 2 = 0. Блок РОН и регистр AC находятся в режиме записи / = 3 = 1. Запись в блок РОН осуществляется по адресу, поэтому ADR = . Сигналы , , 0 задают тип выполняемой операции. Состояние сигнала, управляющего мультиплексором, не оказывает влияния на результат.

Пример 1.5.3. Передача информации от ВУ в Рг. 1. В этой операции активными являются Рг. 1 и мультиплексор: 0 = 1, = 1. Сигналы управления АЛУ не влияют на результат. Все элементы памяти, за исключением Рг. 1, находятся в режиме чтения / = 1 = = 2 = 3 = 0.

Пример 1.5.4. Запись информации из РОН с адресом в

Рг. 1 и Рг. 2. Эта операция аналогична предыдущей, за исключением режима мультиплексора и Рг. 2: = 0, 1 = 2 = 1. Данные из РОН выбираются по адресу , поэтому ADR = .

Пример 1.5.5. Сложение содержимого РОН с адресами ис размещением результата в РОН с адресом . Для выполнения этой операции необходимо составить микропрограмму из трех микрокоманд: размещение первого операнда в Рг. 1; размещение второго операнда в Рг. 2; выполнение операции сложения с сохранением результата в блоке РОН.

Анализ приведенных примеров показывает, что при составлении микрокоманд и микропрограмм необходимо следовать основному правилу: содержимое регистров, не участвующих в выполнении микрокоманды, должно быть сохранено или восстановлено без искажения данных.

Регистровое арифметико-логическое устройство однокристального типа

Наращивание разрядности однокристального РАЛУ производится только программным способом, для чего необходима определенная аппаратная поддержка. Поясним это на примере сложения двух 8-разрядных чисел с помощью 4-разрядного однокристального РАЛУ (рис. 1.5.3 ). Исходные операнды представляются в виде двух пар: 4-разрядных младших и старших частей чисел, тоесть каждое число занимает две ячейки РОН. Сначала выполняется сложение младших частей чисел с сохранением результата и значения бита переноса. Затем выполняется сложение старших частей чисел с учетом сохраненного значения бита переноса.

Архитектурные особенности проектирования и разработки Веб-приложений

Презентацию к данной лекции Вы можете скачать здесь.

5.1. Архитектура информационных систем

5.1.1. Общие сведения

Современные программные приложения и информационные системы достигли такого уровня развития, что термин ” архитектура ” в применении к ним уже давно не удивляет. Грамотно построить информационную систему, эффективно и надежно функционирующую не проще, чем сконструировать и возвести современное многофункциональное здание [1].

Когда речь заходит об “архитектуре информационной системы”, обычно не возникает недостатка в определениях. Есть даже Web-сайты, которые собирают такие определения [2].

Рассмотрим определение “архитектуры информационной системы”, которое дают различные источники:

  • Архитектура – это организационная структура системы [3].
  • Архитектура информационной системы – концепция, определяющая модель, структуру, выполняемые функции и взаимосвязь компонентов информационной системы [4].
  • Архитектура – это базовая организация системы, воплощенная в ее компонентах, их отношениях между собой и с окружением, а также принципы, определяющие проектирование и развитие системы [5].
  • Архитектура это набор значимых решений по поводу организации системы программного обеспечения, набор структурных элементов и их интерфейсов, при помощи которых компонуется система, вместе с их поведением, определяемым во взаимодействии между этими элементами, компоновка элементов в постепенно укрупняющиеся подсистемы, а также стиль архитектуры , который направляет эту организацию – элементы и их интерфейсы, взаимодействия и компоновку [6].
  • Архитектура программы или компьютерной системы – это структура или структуры системы, которые включают элементы программы, видимые извне свойства этих элементов и связи между ними [7].
  • Архитектура – это структура организации и связанное с ней поведение системы [8]. Архитектуру можно рекурсивно разобрать на части, взаимодействующие посредством интерфейсов, связи, которые соединяют части, и условия сборки частей. Части, которые взаимодействуют через интерфейсы, включают классы, компоненты и подсистемы.
  • Архитектура программного обеспечения системы или набора систем состоит из всех важных проектных решений по поводу структур программы и взаимодействий между этими структурами, которые составляют системы [9]. Проектные решения обеспечивают желаемый набор свойств, которые должна поддерживать система, чтобы быть успешной. Проектные решения предоставляют концептуальную основу для разработки системы, ее поддержки и обслуживания.

Хотя определения несколько отличаются, можно заметить немалую степень сходства. Например, большинство определений указывают на то, что архитектура связана со структурой и поведением, а также только со значимыми решениями, может соответствовать некоторому архитектурному стилю, на нее влияют заинтересованные в ней лица и ее окружение, она воплощает решения на основе логического обоснования.

Читайте также:
Лекция 1.4.1

Под архитектурой программных систем будем понимать совокупность решений относительно [1, 10]:

  • организации программной системы;
  • выбора структурных элементов, составляющих систему и их интерфейсов;
  • поведения этих элементов во взаимодействии с другими элементами;
  • объединение этих элементов в подсистемы;
  • архитектурного стиля , определяющего логическую и физическую организацию системы: статические и динамические элементы, их интерфейсы и способы их объединения.

Архитектура программной системы охватывает не только ее структурные и поведенческие аспекты, но и правила ее использования и интеграции с другими системами, функциональность, производительность, гибкость, надежность, возможность повторного применения, полноту, экономические и технологические ограничения , а также вопрос пользовательского интерфейса.

По мере развития программных систем все большее значение приобретает их интеграция друг с другом с целью построения единого информационного пространства предприятия. Как можно видеть из вышеприведенных определений интеграция является важнейшим элементом архитектуры .

Для того чтобы построить правильную и надежную архитектуру и грамотно спроектировать интеграцию программных систем необходимо четко следовать современным стандартам в этих областях. Без этого велика вероятность создать архитектуру , которая неспособна развиваться и удовлетворять растущим потребностям пользователей ИТ. В качестве законодателей стандартов в этой области выступают такие международные организации как SEI (Software Engineering Institute), WWW (консорциум World Wide Web), OMG (Object Management Group), организация разработчиков Java – JCP (Java Community Process), IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) и другие.

Рассмотрим классификацию программных систем по их архитектуре :

  • Централизованная архитектура ;
  • Архитектура “файл-сервер” ;
  • Двухзвенная архитектура “клиент-сервер” ;
  • Многозвенная архитектура “клиент-сервер” ;
  • Архитектура распределенных систем ;
  • Архитектура Веб-приложений ;
  • Сервис-ориентированная архитектура .

Следует заметить, что, как и любая классификация, данная классификация архитектур информационных систем не является абсолютно жесткой. В архитектуре любой конкретной информационной системы часто можно найти влияния нескольких общих архитектурных решений.

Далее подробно рассмотрим особенности каждой архитектуры .

5.1.2. Централизованная архитектура

Централизованная архитектура вычислительных систем была распространена в 70-х и 80-х годах и реализовывалась на базе мейнфреймов (например, IBM-360/370 или их отечественных аналогов серии ЕС ЭВМ), либо на базе мини-ЭВМ (например, PDP-11 или их отечественного аналога СМ-4) [11]. Характерная особенность такой архитектуры – полная “неинтеллектуальность” терминалов . Их работой управляет хост-ЭВМ.

Достоинства такой архитектуры [11, 12]:

  • пользователи совместно используют дорогие ресурсы ЭВМ и дорогие периферийные устройства;
  • централизация ресурсов и оборудования облегчает обслуживание и эксплуатацию вычислительной системы;
  • отсутствует необходимость администрирования рабочих мест пользователей;

Главным недостатком для пользователя является то, что он полностью зависит от администратора хост-ЭВМ. Пользователь не может настроить рабочую среду под свои потребности – все используемое программное обеспечение является коллективным.

Использование такой архитектуры является оправданным, если хост-ЭВМ очень дорогая, например, супер-ЭВМ .

Классическое представление централизованной архитектуры показано на рис. 5.1.

Центральная ЭВМ должна иметь большую память и высокую производительность, чтобы обеспечивать комфортную работу большого числа пользователей.

Все приложения, работающие в такой архитектуре , полностью находятся в основной памяти хост-ЭВМ. Терминалы являются лишь устройствами ввода-вывода и таким образом в минимальной степени поддерживают интерфейс пользователя.

5.1.3. Архитектура “файл-сервер”

Файл-серверные приложения – приложения, схожие по своей структуре с локальными приложениями и использующие сетевой ресурс для хранения программы и данных [13].

  • Функции сервера: хранения данных и кода программы.
  • Функции клиента: обработка данных происходит исключительно на стороне клиента.

Классическое представление информационной системы в архитектуре “файл-сервер” представлено на рис. 5.2.

Организация информационных систем на основе использования выделенных файл-серверов все еще является распространенной в связи с наличием большого количества персональных компьютеров разного уровня развитости и сравнительной дешевизны связывания PC в локальные сети [14].

Конечно, основным достоинством данной архитектуры является простота организации. Проектировщики и разработчики информационной системы находятся в привычных и комфортных условиях IBM PC в среде MS-DOS, Windows или какого-либо облегченного варианта Windows Server. Имеются удобные и развитые средства разработки графического пользовательского интерфейса, простые в использовании средства разработки систем баз данных и/или СУБД.

Достоинства такой архитектуры [12, 13, 14]:

  • многопользовательский режим работы с данными;
  • удобство централизованного управления доступом;
  • низкая стоимость разработки;
  • высокая скорость разработки;
  • невысокая стоимость обновления и изменения ПО.
  • проблемы многопользовательской работы с данными: последовательный доступ, отсутствие гарантии целостности;
  • низкая производительность (зависит от производительности сети, сервера, клиента);
  • плохая возможность подключения новых клиентов;
  • ненадежность системы.

Простое, работающее с небольшими объемами информации и рассчитанное на применение в однопользовательском режиме, файл-серверное приложение можно спроектировать, разработать и отладить очень быстро [14]. Очень часто для небольшой компании для ведения, например, кадрового учета достаточно иметь изолированную систему, работающую на отдельно стоящем PC. Однако, в уже ненамного более сложных случаях (например, при организации информационной системы поддержки проекта, выполняемого группой) файл-серверные архитектуры становятся недостаточными.

5.1.4. Архитектура “клиент-сервер”

Клиент-сервер ( Client-server ) – вычислительная или сетевая архитектура, в которой задания или сетевая нагрузка распределены между поставщиками услуг (сервисов), называемых серверами, и заказчиками услуг, называемых клиентами [15]. Нередко клиенты и серверы взаимодействуют через компьютерную сеть и могут быть как различными физическими устройствами, так и программным обеспечением.

Первоначально системы такого уровня базировались на классической двухуровневой клиент-серверной архитектуре (Two- tier architecture). Под клиент-серверным приложением в этом случае понимается информационная система, основанная на использовании серверов баз данных .

Схематически такую архитектуру можно представить, как показано на рис. 5.3 [16].

На стороне клиента выполняется код приложения, в который обязательно входят компоненты, поддерживающие интерфейс с конечным пользователем, производящие отчеты, выполняющие другие специфичные для приложения функции.

Читайте также:
Лекция 5.2

Клиентская часть приложения взаимодействует с клиентской частью программного обеспечения управления базами данных, которая, фактически, является индивидуальным представителем СУБД для приложения.

Заметим, что интерфейс между клиентской частью приложения и клиентской частью сервера баз данных , как правило, основан на использовании языка SQL. Поэтому такие функции, как, например, предварительная обработка форм, предназначенных для запросов к базе данных, или формирование результирующих отчетов выполняются в коде приложения.

Наконец, клиентская часть сервера баз данных , используя средства сетевого доступа, обращается к серверу баз данных , передавая ему текст оператора языка SQL.

Посмотрим теперь, что же происходит на стороне сервера баз данных . В продуктах практически всех компаний сервер получает от клиента текст оператора на языке SQL.

  • Сервер производит компиляцию полученного оператора.
  • Далее (если компиляция завершилась успешно) происходит выполнение оператора.

Разработчики и пользователи информационных систем, основанных на архитектуре “клиент-сервер”, часто бывают неудовлетворены постоянно существующими сетевыми накладными расходами, которые следуют из потребности обращаться от клиента к серверу с каждым очередным запросом. На практике распространена ситуация, когда для эффективной работы отдельной клиентской составляющей информационной системы в действительности требуется только небольшая часть общей базы данных. Это приводит к идее поддержки локального кэша общей базы данных на стороне каждого клиента.

Фактически, концепция локального кэширования базы данных является частным случаем концепции реплицированных баз данных. Как и в общем случае, для поддержки локального кэша базы данных программное обеспечение рабочих станций должно содержать компонент управления базами данных – упрощенный вариант сервера баз данных , который, например, может не обеспечивать многопользовательский режим доступа. Отдельной проблемой является обеспечение согласованности (когерентности) кэшей и общей базы данных. Здесь возможны различные решения – от автоматической поддержки согласованности за счет средств базового программного обеспечения управления базами данных до полного перекладывания этой задачи на прикладной уровень.

Преимуществами данной архитектуры являются [12, 15]:

  • возможность, в большинстве случаев, распределить функции вычислительной системы между несколькими независимыми компьютерами в сети;
  • все данные хранятся на сервере, который, как правило, защищен гораздо лучше большинства клиентов, а также на сервере проще обеспечить контроль полномочий, чтобы разрешать доступ к данным только клиентам с соответствующими правами доступа;
  • поддержка многопользовательской работы;
  • гарантия целостности данных.
  • неработоспособность сервера может сделать неработоспособной всю вычислительную сеть;
  • администрирование данной системы требует квалифицированного профессионала;
  • высокая стоимость оборудования;
  • бизнес логика приложений осталась в клиентском ПО.

При проектировании информационной системы, основанной на архитектуре “клиент-сервер”, большее внимание следует обращать на грамотность общих решений. Технические средства пилотной версии могут быть минимальными (например, в качестве аппаратной основы сервера баз данных может использоваться одна из рабочих станций). После создания пилотной версии нужно провести дополнительную исследовательскую работу, чтобы выяснить узкие места системы. Только после этого необходимо принимать решение о выборе аппаратуры сервера, которая будет использоваться на практике.

Увеличение масштабов информационной системы не порождает принципиальных проблем. Обычным решением является замена аппаратуры сервера (и, может быть, аппаратуры рабочих станций, если требуется переход к локальному кэшированию баз данных). В любом случае практически не затрагивается прикладная часть информационной системы.

Также данный вид архитектуры называют архитектурой с “толстым” клиентом.

Лекция 1.5

МОДУЛЬ 3 «Электростатика. Магнитостатика. Постоянный ток»

Неделя 1-2

Лекция 1. Электрическое поле системы неподвижных зарядов в вакууме. Теорема Гаусса для электростатического поля.

Электрический заряд. Закон Кулона. Напряжённость электростатического поля. Силовые линии. Принцип суперпозиции и его применение к расчёту поля системы неподвижных зарядов. Поток вектора напряжённости электрического поля. Теорема Гаусса в интегральной и дифференциальной формах в вакууме и её применение для расчёта электростатических полей.

ОЛ-1(§1.1- 1.6), ОЛ-4(§1.1- 1.5, §1.11, §1.13-1.14), ОЛ-5(§1.1- 1.4), ДЛ-11.

Лекция 2. Работа и потенциал электростатического поля.

Работа электростатического поля при перемещении зарядов. Циркуляция вектора напряжённости. Связь напряжённости и потенциала. Уравнение Пуассона.

ОЛ-1(§1.7- 1.8), ОЛ-4(§1.6, 1.8, 1.12), ОЛ-5(§1.5- 1.6), ДЛ-11.

Семинар 1. Электростатическое поле в вакууме. Принцип суперпозиции. Проводники в электростатическом поле.

Ауд.: ОЛ-8 задачи 2.18, 2.27, 2.36, 2.69 или ОЛ-9 задачи 3.13, 3.20, 3.28, 3.61.

Дома: ОЛ-8 задачи 2.17, 2.44 или ОЛ-9 задачи 3.12, 3.36.

Неделя 3-4

Лекция 3. Электростатическое поле в диэлектрике.

Электрический диполь в электростатическом поле. Поляризация диэлектриков. Электростатическое поле в диэлектрике. Поляризованность. Свободные и связанные заряды. Связь поляризованности с плотностью связанных зарядов. Вектор электрического смещения. Обобщение теоремы Гаусса. Поле на границе раздела диэлектриков.

ОЛ-1(§2.1- 2.4), ОЛ-4(§1.9, 2.1- 2.7), ОЛ-5(§1.7, 3.1- 3.6), ДЛ-11.

Лекция 4. Электрическое поле заряженных проводников. Энергия электростатического поля. Поле вблизи поверхности проводника. Электроёмкость проводников и конденсаторов. Ёмкости плоского, цилиндрического и сферического конденсаторов. Энергия системы неподвижных зарядов. Энергия заряженного проводника, конденсатора. Плотность энергии электростатического поля.

ОЛ-1(§3.1- 3.4), ОЛ-4(§3.1- 3.4, 4.1- 4.3), ОЛ-5(§2.1- 2.3, 2.6, 4.1- 4.3), ДЛ-11.

Семинар 2. Теорема Гаусса. Поле в диэлектрике.

Ауд.: ОЛ-8 задачи 2.32, 2.33, 2.93, 2.96 или ОЛ-9 задачи 3.23, 3.25, 3.82, 3.85.

Дома: ОЛ-8 задачи 2.37, 2.99 или ОЛ-9 задачи 3.29, 3.89

Тему «Электрический ток» студенты прорабатывают самостоятельно. При этом рассматривают следующие вопросы: носители тока в средах, сила и плотность тока, уравнение непрерывности, электрическое поле в проводнике с током, сторонние силы, закон Ома и Джоуля – Ленца в интегральной и дифференциальной формах.

ОЛ-1(§4.1- 4.7), ОЛ-4(§5.1- 5.8), ОЛ-5(§5.1- 5.5), ДЛ-11.

Неделя 5-6

Лекции 5. Магнитное поле в вакууме.

Вектор индукции и напряжённости магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа. Принцип суперпозиции магнитных полей. Поле прямого и кругового токов. Поток вектора магнитной индукции. Теорема Гаусса для магнитного поля. Теорема о циркуляции вектора индукции магнитного поля в интегральной и дифференциальной формах. Расчёт магнитного поля тороида и соленоида.

Читайте также:
Лекция 3.6

ОЛ-1(§5.1- 5.5), ОЛ-4(§6.1- 6.3, 6.12), ОЛ-5(§6.2- 6.5), ДЛ-11.

Лекция 6. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях.

Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в электрическом и магнитном полях. Ускорение заряженных частиц. Эффект Холла.

ОЛ-1(§6.1- 6.7), ОЛ-4(§6.5, 10.1- 10.5, 11.3), ДЛ-11.

Семинар 3. Электроёмкость, конденсаторы, энергия электростатического поля.

Ауд.: ОЛ-8 задачи 2.115, 2.119, 2.135, 2.152 или ОЛ-9 задачи 3.105, 3.111, 3.129, 3.146 .

Дома: ОЛ-8 задачи 2.116, 2.149 или ОЛ-9 задачи 3.108, 3.143.

Неделя 7-8

Лекция 7. Проводники с током в магнитном поле.

Закон Ампера. Магнитный момент контура с током. Контур с током в магнитном поле. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле.

ОЛ-1(§7.1- 7.3), ОЛ-4(§6.6, 6.8- 6.10), ОЛ-5 (§6.6- 6.8), ДЛ-11.

Лекция 8. Магнитное поле в веществе.

Намагниченность вещества. Вектор напряжённости магнитного поля и его связь с векторами индукции и намагниченности. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость вещества. Теоремы о циркуляции векторов напряжённости и намагниченности в интегральной и дифференциальной формах. Диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики. Поле на границе раздела магнетиков.

ОЛ-1(§8.1- 8.7), ОЛ-4(§7.1- 7.9), ОЛ-5(§7.1- 7.6), ДЛ-11.

Семинар 4. Магнитное поле токов.

Ауд.: ОЛ-8 задачи 2.234, 2.242, 2.250, 2.293 или ОЛ-9 задачи 3.228, 3.233, 3.239, 3.281.

Дома: ОЛ-8 задачи 2.239, 2.258 или ОЛ-9 задачи 3.231, 3.249.

Неделя 9-10

Лекция 9. Электромагнитная индукция. Закон Фарадея. Правило Ленца. Самоиндукция. Взаимная индукция. Вихревые токи. Плотность энергии магнитного поля. Энергия и силы в магнитном поле. Магнитное давление.

ОЛ-1(§9.1- 9.6), ОЛ-4(§8.1- 8.8), ОЛ-5(§9.1- 9.7), ДЛ-11.

Лекция 10. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля. Основные положения электромагнитной теории Максвелла. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Закон полного тока. Уравнения Максвелла в интегральной и дифференциальной формах.

ОЛ-1(§10.1- 10.4), ОЛ-4(§9.1- 9.3), ОЛ-5(§10.1- 10.3), ДЛ-11.

Семинар 5. Движение заряженных частиц в магнитных и электрических полях. Электромагнитная индукция, энергия магнитного поля.

Ауд.: ОЛ-8 задачи 2.417, 2.325, 2.329, 2.374 или ОЛ-9 задачи 3.401, 3.310, 3.314, 3.358.

Дома: ОЛ-8 задачи 2.377, 2.375 или ОЛ-9 задачи 3.361, 3.359.

МОДУЛЬ 4 « Уравнения Максвелла. Электромагнитные волны »

Неделя 11-12

Лекция 11. Электромагнитные волны.

Волновое уравнение для электромагнитного поля, его общее решение. Скорость распространения электромагнитных волн. Энергия и импульс электромагнитного поля. Вектор Пойнтинга. Теорема Пойнтинга.

ОЛ-3(§1.1- 1.2), ОЛ-5(§10.4- 10.5), ОЛ-6(§2.1- 2.5), ОЛ-7(§2.1- 2.5), ДЛ-11.

Лекции 12. Электромагнитная природа света. Интерференция света.

Шкала электромагнитных излучений. Оптическое излучение, его интенсивность. Интерференция электромагнитных волн. Расчёт интерференционной картины с двумя источниками. Пространственно-временная когерентность. Интерференция света в тонких плёнках. Интерференционные полосы равной толщины и равного наклона. Применение интерференции.

ОЛ-3(§4.1- 4.5), ОЛ-6(§3.1, 4.1- 4.6), ОЛ-7(§3.1, 4.1- 4.6), ДЛ-11.

Семинар 6. Электромагнитные волны.

Ауд.: ОЛ-8 задачи 3.245, 3.249, 3.250, 3.253 или ОЛ-9 задачи 4.229, 4.233, 4.234, 4.254.

Дома: ОЛ-8 задачи 3.243, 3.245 или ОЛ-9 задачи 4.227, 4.229.

Тему «Взаимодействие электромагнитных волн с веществом» студенты прорабатывают самостоятельно. При этом рассматривают следующие вопросы: электронная теория дисперсии, нормальная и аномальная дисперсии, закон Бугера, рассеяние света.

ОЛ-3(§7.1- 7.4), ОЛ-6(§7.1- 7.5), ОЛ-7(§7.1- 7.5), ДЛ-11.

Неделя 13 -14

Лекции 13. Электромагнитная природа света. Интерференция света.

Шкала электромагнитных излучений. Оптическое излучение, его интенсивность. Интерференция электромагнитных волн. Расчёт интерференционной картины с двумя источниками. Пространственно-временная когерентность. Интерференция света в тонких плёнках. Интерференционные полосы равной толщины и равного наклона. Применение интерференции.

ОЛ-3(§4.1- 4.5), ОЛ-6(§3.1, 4.1- 4.6), ОЛ-7(§3.1, 4.1- 4.6), ДЛ-11.

Лекция 14. Дифракция света.

Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция от круглого отверстия и от круглого диска. Дифракция Фраунгофера от щели. Предельный переход от волновой оптики к геометрической. Дифракционная решётка. Спектральные характеристики дифракционных решёток. Дифракция рентгеновских лучей. Формула Вульфа – Бреггов. Понятие о рентгеноструктурном анализе.

ОЛ-3(§5.1- 5.6), ОЛ-6(§5.1- 5.7), ОЛ-7(§5.1- 5.8), ДЛ-11.

Семинар 7. Интерференция света.

Ауд.: ОЛ-9 задачи 5.74, 5.82, 5.85, 5.91 или ОЛ-8 задачи 4.81, 4.87, 4.91, 4.97.

Дома: ОЛ-8 задачи 4.86, 4.98 или ОЛ-9 задачи 5.80, 5.92.

Неделя 15-16

Лекция 15. Дифракция света.

Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция от круглого отверстия и от круглого диска. Дифракция Фраунгофера от щели. Предельный переход от волновой оптики к геометрической. Дифракционная решётка. Спектральные характеристики дифракционных решёток. Дифракция рентгеновских лучей. Формула Вульфа – Бреггов. Понятие о рентгеноструктурном анализе.

ОЛ-3(§5.1- 5.6), ОЛ-6(§5.1- 5.7), ОЛ-7(§5.1- 5.8), ДЛ-11.

Лекция 16. Поляризация света.

Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса. Закон Брюстера. Распространение электромагнитных волн в одноосных кристаллах. Двойное лучепреломление. Поляризация света при двойном лучепреломлении. Поляризационные призмы и поляроиды.

ОЛ-3(§8.1- 8.4), ОЛ-6(§6.1- 6.3), ОЛ-7(§6.1- 6.3), ДЛ-11.

Семинар 8. Дифракция и поляризация света.

Ауд.: ОЛ-8 задачи 4.114, 4.118, 4.156, 4.180 или ОЛ-9 задачи 5.105, 5.109, 5.147, 5.171.

Дома: ОЛ-8 задачи 4.154, 4.183 или ОЛ-9 задачи 5.145, 5.174.

Неделя 17-18

Лекция 17. Голография. Опорная и предметная световые волны. Запись и воспроизведение голограмм. Применение голографии.

ОЛ-3(§6.1- 6.4), ОЛ-6(§5.9), ОЛ-7(§5.10), ДЛ-11.

Лекция 18. Резервная.

Семестр заканчивается экзаменом на всех факультетах

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: