99301

Разработка локально-вычислительной сети станции

Контрольная

Информатика, кибернетика и программирование

Для достижения поставленной цели весь подвижной состав оборудуется кодовыми бортовыми датчиками КБД несущими информацию о каждом подвижном объекте а в определенных точках устанавливаются пункты считывания включающие в себя облучающую считывающую аппаратуру ОСА которая автоматически снимает информацию с подвижного объекта и передает ее в сеть передачи данных СПД. Потребитель получает информацию в виде файлов накопления данных АСУ ЖТ описательного символа на экране дисплея ЭВМ. В определенных точках устанавливаются пункты...

Русский

2016-09-06

4.21 MB

0 чел.

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ОТКРЫТЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ  СООБЩЕНИЯ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине:

Информационные системы  железнодорожного транспорта

Тема: «Разработка локально-вычислительной сети станции»

             

             Студент:

        Зуева А.А

Шифр №  02-п/ЭВМ-36975

                                                                               Рецензент: Самме Г.В.                  

 

     

Москва - 2007

Введение.

   В соответствии с принятыми Коллегии МПС « Основными направлениями развития телекоммуникаций и информатизации железнодорожного транспорта России на период до 2006 года» на Приволжской дороге создается автоматическая система идентификации подвижного состава. Система предназначена для  автоматической фиксации проследования через заранее выбранные пункты считывания (ПСЧ) железнодорожного подвижного состава (локомотивы, грузовые и пассажирские вагоны, контейнера). Для достижения поставленной цели весь подвижной состав оборудуется кодовыми бортовыми датчиками (КБД), несущими информацию о каждом подвижном объекте, а в определенных точках устанавливаются пункты считывания, включающие в себя облучающую считывающую аппаратуру (ОСА), которая автоматически снимает информацию с подвижного объекта и передает ее в сеть передачи данных (СПД).    В результате  может быть получена следующая информация:

-данные о местонахождении локомотивов, вагонов, контейнеров;

-идентификационные данные о принадлежности и параметрах подвижного средства;

-данные о весе груза в вагоне;

-данные об эксплуатации вагонов (об объемах перевозки, пробеге, ремонтах);

-производственные отчеты о перевозках, включая данные о работе отдельного транспортного средства.

Потребитель получает информацию в виде файлов накопления данных АСУ ЖТ, описательного символа на экране дисплея ЭВМ. Внедрение системы значительно повысит пропускную способность транспортных сетей.

Важной особенностью новой автоматизированной системы является производственно-экономический эффект, достижимый при использовании системы: повышение коэффициента использования транспортного средства и следовательно, оборота транспортных средств и скорости; совершенствование управления техобслуживанием;  сокращение опозданий и порожних пробегов; сокращение складов и обслуживающего персонала; оптимизация трасс перевозки; повышение безопасности движения и сохранности грузов; автоматизированное составление отчетов, включая ввод сопровождающей документации передачи в компьютерные сети АСУ железнодорожного транспорта (система электронных накладных).

1.Объект  автоматизации.

1.1.  Постановка задачи.

    Целью данного дипломного проекта является  внедрение Системы автоматической идентификации подвижного состава на станции Анисовка с целью повышения пропускной способности транспортной сети, совершенствование управлением транспортным средством и повышения коэффициента использования транспортных средств.   В  определенных точках устанавливаются пункты считывания, включающие в себя облучающую считывающую аппаратуру (ОСА), которая автоматически снимает информацию с подвижного объекта и передает ее в сеть передачи данных (СПД). Сообщение о факте проследования подвижного состава через пункт считывания должно содержать следующий перечень обязательных данных: идентификационные данные подвижных единиц ( восьмизначный код подвижного средства), код пункта считывания, направление следования и время прохождения, а также перечень подвижных единиц в составе поезда.

Автоматическая  система идентификации подвижного состава, призвана выполнить следующие целевые функции:

-совершенствовать  работу персонала станции;

-обеспечить непрерывный контроль за состоянием и дислокацией транспортных средств;

-повысить эффективность использования транспортного средства (повышение пропускной способности);

-повысить безопасность и сохранность грузов;

-сократить опоздания и порожние пробеги;

-повышение достоверности обрабатываемой информации.

1.2.  Техническая и эксплуатационная характеристика

       станции.

   Станция Анисовка по характеру работы является объединенной, по техническим признакам  товарной  сортировочной  классной станцией.

На станции выполняются основные работы по:

-приему, отправлению и пропуску грузовых, пассажирских и пригородных поездов;

-расформированию и формированию грузовых поездов;

-обслуживанию подъездных путей;

-посадке и высадке пассажиров на пригородные и местные пассажирские поезда;

-прием и выдача по вагонных отправок грузов, допускаемых к хранению на открытых площадках станции и грузов, требующих хранения в крытых складах станции;

-прием и выдача мелких отправок грузов, требующих хранения в крытых складах станции;

-ремонт грузовых вагонов;

-прием и выдача грузов по вагонными и мелкими отправками, загружаемых целыми вагонами, только на подъездных путях  и местах не общего пользования.  

Из общего вагонопотока 80% составляет транзит без переработки, 16%-транзит с переработкой, 4%-местный вагонопоток.

Технико-экономические показатели опорного центра станции представлены  в табл. 1.1.:  

 Таблица 1.1.

№ п/п

Наименование показателя

Единица измерения

Величина показателя

1

Количество принимаемых станцией поездов в среднем в сутки всего

Поезд

48

2

Количество принимаемых станцией поездов в среднем в сутки в переработку

Поезд

 7

3

Количество транзитных вагонов в переработку

Вагон

2739

4

Количество транзитных вагонов без переработки

Вагон

133

5

Количество местных вагонов

Вагон

213

6

Рабочий парк вагонов

Вагон

1235

7

Количество отправляемых станцией поездов в среднем в сутки

Поезд

56

8

Простой вагона транзитного без переработки час

Час

1,47

9

Простой вагона транзитного с переработкой час

Час

4,8

10

Простой вагона под одной грузовой операцией

Час

10,1

11

Средний состав поезда вагонов

Вагон

57

12

Погрузка  - в среднем в сутки

Вагон

11

13

Выгрузка  - в среднем в сутки

Вагон

49

2.Способы и средства решения поставленной задачи.

2.1. Фактическое  состояние  информационной системы на станции.

  На текущем этапе развития ст. Анисовка  оснащен автоматизированной системой управления сортировочными станциями, которая информационно увязана с технологией работы ДАДЦУ.

Оборудованы рабочие места маневрового диспетчера (ДСЦ), операторов станционного технологического центра (СТЦ), товарных кассиров,  начальника СТЦ, АРМ пассажирского диспетчера, АРМ ВЧД.

 Таблица 2.1. по ст. Анисовка.

Наименование рабочих мест

Количество ПК для организации рабочих мест

Всего

Существующее наличие ПК

Потребность в ПК

Для новых

рабочих мест

Для замены существующих

ДСП

10

6

2

2

ТК

5

5

ПС

8

7

1

Зав.грузовым двором

1

-

1

ВЧД

2

-

-

2

ПТО

5

2

2

1

ДСЦ

2

-

2

ДСПП

3

1

2

ДС

5

5

ДЗС

3

3

Технолог АСУ

2

2

Сведенист

2

2

ВОХР

2

2

Начальник ОЦ (резерв)

1

1

Диспетчер ОЦ (резерв)

1

1

ДНЧ

1

1

ТЧД

1

1

ДСО (Начальник ТК)

1

1

Итого:

55

21

29

5

2.2.  Роль станции в сборе информации.

        

  Станция это низовое звено в сборе информации и от того насколько будет верная получаемая  информация со станций зависит работа всей дороги в целом. Для этого необходимо оборудовать станции новейшими техничес-кими средствами обработки  цифровой и текстовой информации на базе компьютеров с процессорами  Intel Pentium4. Подход к автоматизации линейного уровня железнодорожного транспорта полностью согласуется с положениями «Основных направлений развития железнодорожного транспорта на период до 2005 года» и определяется следующими факторами:     

-предусматриваемый в ближайшей перспективе переход на двухуровневую           систему управления;

-организация диспетчерского управления на станциях дорог;

-необходимость повышения эффективности использования производственных ресурсов железнодорожного транспорта в условиях сокращения объема перевозок;

-необходимость обеспечения единого информационного пространства для всех уровней управления железнодорожного транспорта;

-необходимость обеспечения гарантированной полноты, достоверности  и своевременности получения  информации о состоянии объектов управления;

-необходимость эффективной информационной поддержки                 дорожных  автоматизированных систем.

2.3. Основные принципы функционирования системы автоматической идентификации подвижного состава.

 

Принцип работы системы.

Принцип работы основан на использовании радиосигналов СВЧ для идентификации ПС, что обеспечивает надежное функционирование аппаратуры в экстремальных условиях применения на транспорте (пыль, песок, сажа, нефть, мазут, снег, лед, дождь), там где другие методы считывания (оптические, магнитные) не позволяют обеспечить высокую достоверность считывания.

Отличительными особенностями системы являются:

- большое расстояние считывания;

- высокая скорость движения транспортных средств (до 140 км в час и более);

- высокая надежность.

Система удовлетворяет требованиям международного стандарта

ISO 10374, 1991 (Е): Freight Containers-Automatic Identification, что позволяет считывать информацию с контейнеров иностранных владельцев, оснащенных датчиками, а также идентифицировать отечественные контейнеры на зарубежных трассах. Система основана на применении постоянных кодов идентификации по каждому транспортному средству, которые считываются автоматическими станциями идентификации, расположенными вдоль трассы следования. Станция идентификации (т.е. облучающая-считывающая аппаратура - ОСА) излучает радиосигнал, опрашивая кодоносители

( кодовые бортовые датчики – КБД-2), устанавливаемые на транспортном средстве. Станция идентификации декодирует информацию, извлекаемую из отраженного датчиком радиосигнала. Информация передается АСУ транспортной магистрали с одновременной фиксацией времени прохождения транспортного средства.

За время прохождения ПС в зоне действия станции идентификации происходит многократное считывание информации. В связи с этим, а также с применением помехозащищенного кодирования, вероятность передачи неопознанной информации практически равна нулю (не более 1 необнаруженной ошибки считывания кода датчика на 1 млн. эпизодов считывания).  Информационная ёмкость КБД-2 позволяет осуществлять запись номера транспортного средства, индекс и код владельца, а также дополнительную информацию, характеризующую технические и эксплуатационные характеристики транспортного средства.

Система сопрягается с линией передачи данных на центр сбора

информации - ЦСИ. Предусмотрена также возможность сопряжения с датчиками приближения ж.д. состава (рельсовые цепи).

  Система автоматической идентификации подвижного состава предназначена для автоматической фиксации проследования подвижного состава через заранее выбранные пункты считывания.

Для достижения поставленной цели на входах и выходах со станции устанавливаются пункты считывания, включающие в себя облучающую считывающую аппаратуру, которая автоматически снимает информацию с подвижного объекта и передает ее в сеть передачи данных.  Аппаратура системы автоматической идентификации состоит из двух основных компонентов:

1.кодового бортового датчика (КБД);

2.облучающей считывающей аппаратуры (ОСА).

Кодовый бортовой датчик КБД  крепится на каждом подвижном средстве и представляет собой пассивный элемент, включающий полосковую антенну, модулятор волнового сопротивления и интегральную микросхему функционального преобразователя, которая содержит идентификационный код подвижного объекта с возможностью перепрограммированием от 3-х до 6-ти раз. При прохождении мимо пункта считывания СВЧ излучение от облучающей считывающей аппаратуры поглощается КБД и отражается обратно в облучающую считывающую аппаратуру в модулированном виде, где декодируется и затем передается в систему передачи данных.

Облучающая считывающая аппаратура излучает СВЧ колебания в периоды, когда рельсовая цепь блок-участка, к которой привязан излучатель, занята подвижным составом. При отсутствии подвижного состава ОСА находятся в дежурном состоянии. При прохождении состава, вся необходимая информация записывается в блок памяти ОСА, позволяющий хранить коды, после чего весь блок данных передается по каналу связи в отдельный обрабатывающий компьютер (концентратор информации), расположенный на станции или в депо в зависимости от решаемой технологической задачи. Считывание информации ведется при скоростях движения до 140 км/час.

В сочетании со специальными способами контроля и помехозащищенным кодированием удается достигнуть высокой достоверности информации. Расчетная вероятность ошибки не более одного необнаруженного, ошибочного считывания на 1 млн. считываний. Система автоматической идентификации обеспечивает надежное считывание при расположении кодового бортового датчика в любой точке на расстоянии от 0,1 м до 5 м плоскости антенны в переделах плюс/минус 0,5 от нормали к ее плоскости.  

 

2.3.1. Состав пункта считывания.

  В пункт считывания входит следующее оборудование:

1.Облучающая считывающая аппаратура ОСА, состоящая из блока считывателя и антенны с горизонтальной поляризацией;

2.Рельсовая цепь (РЦ), предназначена для включения СВЧ излучения при заходе подвижного состава на контролируемый блок-участок;

3.Датчики фиксации прохождений осей (ДФПО), с помощью которых определяется направление движения и количество подвижных объектов в проходящем составе;

4.Контроллер блока автоматики, управляющий работой всех компонентов пункта считывания и обеспечивающий взаимодействие с периферийными устройствами;

5.Низкотемпературный модем для передачи считанной информации в линию связи;

6.Блок питания, вырабатывающий номиналы, необходимые для функционирования контроллера, модема, РЦ И ДФПО, а также автомат резервного включения (АРВ) для перехода с основного питания на резервное;

7.Шкаф ШНСУ для размещения аппаратуры.

Структурная схема пункта считывания.

  Блок считывателя облучающей считывающей аппаратуры располагается в шкафу ШНСУ, антенна крепиться с помощью специального держателя на стенке шкафа со стороны  железнодорожного полотна. Кроме того, в шкафу монтируется контроллер, блок питания, низкотемпературный модем и рельсовая цепь. Функционирование пункта считывания происходит следующим образом. В исходном состоянии, когда в зоне срабатывания рельсовой цепи отсутствует подвижное средство, облучающая считывающая аппаратура находится в ждущем режиме, то есть СВЧ излучение выключено. При заходе подвижного средства на контролируемый участок, примерно за 10-15 метров от шкафа, замыкается контактное реле рельсовой цепи и контроллер выдает команду разрешения облучающей считывающей аппаратуре на включение СВЧ мощности. При  наезде первой оси первой тележки подвижного средства на первый ДФТО включается СВЧ излучение и начинается многократное считывание кода с КБД. После наезда последней оси второй тележки СВЧ излучение выключается, а код, считанный с КБД, записывается в блок памяти контроллера. Кроме того, контроллер фиксирует время считывания и порядковый номер подвижного средства в составе поезда, определенный по количеству считанных осей. При заходе следующего объекта (вагона), СВЧ излучение вновь включается и вся повторяется. После прохождения всего состава, по сигналу с рельсовой цепи ОСА переходит в ждущем режиме, а контроллер – в состояние передачи считанной информации в линию связи через модем.    

2.3.3. Схема сбора и передачи информации с ПСЧ.

Информация с каждого ПСЧ через низкотемпературный модем передаются на концентратор информации системы автоматической идентификации, расположенный на станции. Концентратор формирует стандартное 298 сообщение и передает его по системе передачи данных пользователям. В зависимости от  решаемой технологической задачи пункты считывания автоматической идентификации может располагаться в следующих местах:

-на входах станций и на выходах станций;

-на КП локомотивных депо;

-на КП вагонных депо;

-на грузовых дворах.

2.4. Определения для станции  необходимых АРМов.

   Эффективность функционирования автоматизированных систем управления (в т.ч. диспетчерского) эксплуатационной работой железнодорожного транспорта в значительной степени определяется их информационным базисом, т.е. совокупностью сведений о состоянии и дислокации транспортных объектов, являющихся предметом управления. Зарождение вышеназванной информации происходит, главным образом, вследствие регистрации эксплуатационных событий с объектами, подготовки технологических документов и т.п. работниками линейных предприятий железнодорожного транспорта.  Поэтому, в современных условиях, поступление необходимых данных в автоматизированные системы различных уровней возможно при условии автоматизации производственной деятельности линейных работников, т.е. создания автоматизированных рабочих мест (АРМ). Первоочередным является необходимость автоматизации производственной деятельности работников линейных предприятий, непосредственно связанных с организацией перевозочного процесса (станций, вагонных и локомотивных депо), таким образом  должны быть созданы и внедрены АРМ следующих работников массовых профессий:

- маневровых диспетчеров;

    - диспетчеров по грузовой работе;

    - дежурных по станции;

    - операторов технической конторы по прибытию;

    - операторов технической конторы по отправлению;

    - сведенистов станции;

    - товарных кассиров;

    - приемо-сдатчиков грузов всех категорий;

    - дежурных по локомотивным депо;

    - нарядчиков локомотивных бригад;

    - дежурных бригадных домов;

    - операторов вагонных депо;

    - операторов пункта технического осмотра вагонов;

    - операторов пункта коммерческого осмотра вагонов;

    - работников актового стола;

-работников военизированной охраны.

Далее, последовательно должны автоматизироваться неохваченные АРМ рабочие места станции и депо, имея конечной целью создание полномасштабного информационного базиса для единой обще дорожной автоматизированной системы, обеспечивающей контроль за всеми видами деятельности железнодорожного транспорта. 

Окно авторизации АРМа.

Функциональные подсистемы АРМов.

Функции подсистемы контроля и управления поездной  работой

(АРМ ДСЦ, АРМ ДСП, АРМ ДСПГ).

Рабочее окно АРМа

  В рамках подсистемы подлежат реализации задачи регистрации основных операций с поездами на станции  и информирование пользователей о составах и дислокации поездов на станции и на подходах к нему.

К числу решаемых задач относятся:

-прием и обработка сообщений из ИВЦ дороги о поездах, находящихся на подходе к станции;

-расчет времени ожидаемого прибытия поездов на станции;

-регистрация основных операций с поездами на станции.

в том числе:

-прибытие поездов на станцию;

-отправление поездов со станции;

-проследование поездов по станции без остановки;

-бросание поездов на станции;

-расформирование поездов;

-смена индексов поездов.

-ведение журналов движения поездов и локомотивов по станции;

-формирование и передача в адрес дорожного вычислительного центра сообщений об операциях с поездами на станции;

-ведение информации о предупреждениях на участках следования поездов;

-выдача предупреждений на отправляемые поезда;

-ведение поездной модели станции.

Функции подсистемы организации поездообразования  и местной работы (АРМ СТЦ).

Комплекс задач данной подсистемы обеспечивает автоматизацию технологических процессов на станции, связанных с организацией расформирования/формирования поездов и маневровых перемещений групп вагонов в пределах станции и на примыкающих подъездных путях.

  Состав задач подсистемы:

-подготовка натурного листа на прибывший поезд;

-формирование и передача в адрес ИВЦ дороги ТГНЛ на прибывший поезд;

-подготовка технологических документов на прибывший поезд, в том числе:

-размеченного натурного листа;

-справки о вагонах с грузами, подлежащими охране;

-справки о вагонах, прибывших под выгрузку.

-подготовка сортировочного листа на поезд, подлежащий расформированию;

-регистрация роспуска состава;

-контроль за специализацией путей сортировочного парка;

-контроль накопления вагонов в сортировочном парке и расчет завершения образования поезда на заданное назначение в соответствии с нормативами;

-регистрация выставки сформированного состава в парк отправления;

-подготовка натурного листа на сформированный поезд;

-подготовка справки для заполнения маршрута машиниста и справки о тормозах;

-формирование и передача в адрес ИВЦ дороги ТГНЛ на сформированный поезд;

-регистрация отцепок групп вагонов от поездов;

-контроль за составом групп вагонов, не объединенных в поезда, на станционных путях;

-регистрация прицепок групп вагонов к поездам;

-регистрация обмена группами вагонов с подъездными путями клиентуры и линейных железнодорожных предприятий;

-контроль за дислокацией вагонов на подъездных путях;

-ведение вагонной модели станции.

Функции подсистемы организации грузовой и коммерческой работы (АРМ ТВК, АРМ ПКО).

 Данная подсистема включает в себя задачи, решение которых обеспечивает автоматизацию элементов станционных технологических процессов, связанных с выполнением грузовых и коммерческих операций.

Состав задач подсистемы:

-подготовка информации об ожидаемом прибытии вагонов под выгрузку для информирования клиентуры;

-подготовка информации о вагонах прибывших на станцию под выгрузку для информирования клиентуры;

-ведение книги регистрации обнаруженных коммерческих неисправностей вагонов;

-подготовка донесений об обнаруженных коммерческих браках;

-подготовка нарядов на исправление коммерческих браков;

-ведение памяток приемосдатчиков грузов;

-регистрация выполнения грузовых операций на фронтах;

-ведение книг выгрузки и приема груза к перевозке;

-формирование и передача в адрес ИВЦ дороги сообщений о произведенных грузовых операциях;

-формирование и печать вагонных листов;

-формирование и печать ведомостей подач и уборок вагонов;

-ведение планов и декадных заявок на погрузку;

-визирование отправок грузов, предъявляемых к перевозке;

-расчет провозных платежей на принятые к перевозке отправки грузов;

-печать перевозочных документов;

-формирование сопроводительной ведомости корешков дорожных ведомостей ф. ГУ-3, ГУ-4;

-оформление переадресовок отправок;

-ведение книги прибытия грузов;

-проведение повторной проверочной таксировки отправок по прибытию;

-регистрация раскредитования документов на прибывшие грузы;

-формирование сопроводительной ведомости дорожных ведомостей

    ф. ФДУ-91;

-ведение и выдача накопительных карточек по клиентуре;

-формирование актов общей формы;

-ведение лицевых счетов, обслуживаемой клиентуры;

-формирование и передача в адрес ИВЦ дороги сообщений по результатам выполненных коммерческих операций;

-ведение книги без документных грузов;

-подготовка оперативных донесений и розыскных телеграмм;

-подготовка коммерческих актов;

-ведение книги учета коммерческих актов;

-ведение книги актов, поступивших на расследование;

-ведение картотеки несохранных перевозок.

Функции подсистемы подготовки вагонов под погрузку (АРМ приемосдатчика).

Подсистема включает в себя задачи, связанные с организацией работы промывочно-пропарочных предприятий, обеспечивающих подготовку вагонов под грузовые операции. Состав задач:

-учет выявленных цистерн с остатками химических и неизвестных грузов;

-учет выявленных цистерн с остатком груза, не соответствующим указанному в пересылочной накладной;

-подготовка акта ф. ГУ-7а;

-регистрация операций с вагонами на моечных путях;

-ведение книги ф. ВУ-17 «Номерной учет цистерн, обработанных на ППС»;

-формирование акта ф. ВУ-19 на цистерны, подготовленные для ремонта;

-формирование акта ф. ВУ-20 о годности цистерны под налив;

-контроль расхода пара, воды и других материалов при обработке цистерн.

Функции подсистемы контроля вагонов нерабочего парка (АРМ ПТО).

 Основной целью решения задач подсистемы является автоматизация элементов технологического процесса ремонта вагонов, а также контроль за состоянием и дислокацией неисправных вагонов, вагонов других категорий нерабочего парка и вагонов запаса МПС с целью обеспечения непрерывного слежения за массой вагонов, находящейся в пределах станции контроля системы. Состав задач подсистемы:

-оперативное планирование работы бригад осмотрщиков ПТО;

-ведение книги предъявления вагонов грузового парка к техническому обслуживанию ф. ВУ-14;

-регистрация выявленных неисправностей при осмотре вагонов;

-оформление уведомления на ремонт вагона ф. ВУ-23М;

-оформление уведомления на исключение вагона из инвентарного парка ф. ВУ-10М;

-формирование наряда на выполнение безотцепочного ремонта вагонов;

-оформление сопроводительного листка на пересылку неисправного вагона ф. ВУ-26;

-подготовка уведомления о приемке вагона из ремонта ф.ВУ-36;

-ведение книги пономерного учета наличия и ремонта неисправных вагонов грузового парка ф. ВУ-31;

-оформление акта о передаче вагона на баланс ф.ВУ-70М;

-регистрация вагона в АБД  ПВ (автоматизированный банк данных парка вагонов) ф.ВУ-4;

-подготовка акта об изъятии вагонов из рабочего парка или обратном перечислении в рабочий парк ф. ДУ-6;

-регистрация отстановки вагонов в запас МПС и изъятия вагонов из запаса МПС;

-формирование и передача в адрес ИВЦ дороги сообщений по результатам зарегистрированных операций с вагонами нерабочего парка;

-подготовка акта об изъятии вагонов из рабочего парка или обратном перечислении в рабочий парк ф. ДУ-82;

-регистрация отстановки вагонов для  спецтехнадобностей и изъятии вагонов из спецтехнадобностей;

-подготовка акта об изъятии вагонов из рабочего парка или обратном перечислении в рабочий парк ф. ДУ-83М;

-регистрация отстановки вагонов для  остальных нужд и изъятии вагонов из остальных нужд.

Функции подсистемы планирования работы ЛРУ (АРМ ДС).

Целью реализации задач данной подсистемы является автоматизация процесса планирования основных технологических процессов, осуществляемых на станции.  К числу задач данной подсистемы относятся:

  •  подготовка плана поездо-образования;
  •  подготовка плана отправления поездов;
  •  планирование формирования поездов дальних назначений;
  •  планирование передаточного движения в узле;
  •  планирование обеспечения погрузки подвижным составом.

Функции подсистемы оперативно-статистического учета  (АРМ оператора статистического учета).

В рамках данной подсистемы обеспечивается решение задач формирования, ведения и выдачи пользователям учетной, отчетной и аналитической информации о ходе и результатах эксплуатационной работы на станции. Представление данных может производиться как в стандартной табличной, так и в графической форме.

Состав формируемых учетных и отчетных форм по основным хозяйствам железнодорожного транспорта:

Хозяйство перевозок:

-балансовый журнал вагонооборота станции ф. ДУ-4;

-книга учета простоя вагонов ф. ДУ-9;

-журнал учета перехода вагонов и контейнеров ф. ДУ-11;

-отчет о переходе поездов, грузовых вагонов и контейнеров между дорогами  отделениями железных дорог ф. ДО-1;

-отчет о вагонном парке ф. ДО-2;

-отчет о простое грузовых вагонов на станции ф. ДО-6;

-отчет о приеме, погрузке и наличии груженых вагонов по направлениям    ф. ДО-15;

-отчет о выполнении вагонопотоков по назначениям плана формирования

ф.  ДО-17;

-отчет о работе сортировочных станций ф. ДО-24;

-отчет о работе грузовых станций ф. ДО-24а.

Хозяйство грузовой и коммерческой работы:

-отчет о грузовой работе по роду вагонов ф. ГО-1;

-отчет о погрузке по наименованиям грузов ф. ГО-2;

-отчет о погрузке по дорогам назначения ф. ГО-3;

-отчет о погрузке на станциях дорог СНГ и Балтии экспортных грузов     назначением в третьи страны ф. ГО-4;

-отчет о погрузке экспортных грузов по станции ф. ГО-6;

-отчет о простое вагонов  России на ответственности предприятия

ф.  КОО-4.

Вагонное хозяйство:

-отчет о наличии и ремонте неисправных вагонов ф. ВО-1;

-отчет о ремонте и простоях вагонов ф. ВО-2.

В ходе последующего функционального развития системы состав формируемых отчетных форм должен увеличиваться.

В дополнение к действующим учетным и отчетным формам в составе подсистемы должно вестись формирование различных аналитических справок, удовлетворяющих по своему содержанию пользователей на конкретном объекте внедрения.

Техническое обеспечение АРМа.

  Структура комплекса технических средств АРМ включает:

   -персональные ЭВМ типа Pentium-4;

-для работы в составе локальной сети- сетевые адаптеры на ПЭВМ, канал для подключения системы передачи данных.

Минимальная конфигурация технических средств, необходимых для функционирования задач АРМ:

-системный блок Cel 433 /128 /64 /8.4/W98/17’’G74NH;

-монитор  G76 17”;

-клавиатура IBM;

-«мышь» IBM;

-принтер Laser Jet 1100 ;

-сетевая карта Ethernet 10/100 Мб/сек;

-тактовая частота не менее 800 Мгц;

-оперативная память не менее 128  Мб;

-накопитель на жестком диске типа «винчестер» объемом не менее 10 Гб;

-накопитель на гибком диске объемом 1,44 Мб;

-цветной графический монитор с разрешающей способностью не менее 800*600;

-сетевая карта Ethernet 10/100 Мб/сек. с разъемом RJ-45.

Программное обеспечение АРМа.

  Программный комплекс установленный на ПК клиентов в себя включает:

-операционная система Windows NT Workstation;

-клиентское приложение  к СУБД Oracle8;

-прикладное программное обеспечение для АРМа;

-MS Office 2000.

Предлагаемое аппаратно - программное обеспечение для АРМов представляет собой универсального клиента, имеющего на рабочем месте только стандартную среду, обеспечивающую отображения текстовой, графической информации, возможности мультимедиа и поддержку связи. Среда клиента настраивается один раз и остается неизменной. Изменения прикладных программ, интерфейса для конкретного абонента происходят только на сервере, что в значительной степени упрощает процесс администрирования системы. Для эффективного функционирования автоматизированной системы управления необходимо 32 автоматизированных рабочих места.


3. Разработка локальной вычислительной сети (ЛВС).

  Для решения данной задачи создадим локальную вычислительную сеть (ЛВС), объединяющая АРМы и обеспечивающая использование баз данных.

3.1. Техническое обеспечение (ЛВС).

  1.  Выбор типа сети.

  Компьютерная сеть - это объединение автономных персональных компьютеров  для  совместного  использования  вычислительных ресурсов (процессора, памяти и периферии - например, дорогостоящего лазерного принтера). Компьютерную сеть в пределах сравнительно небольшой территории обычно называют локальной, сети, охватывающие большие пространства, а некоторые весь земной шар, - глобальными.

Локальная сеть обычно организуется и работает в пределах одной фирмы (организации) и объединяет компьютеры на рабочих местах для более быстрого  и  качественного  обмена  информацией.  Каждая  организация, эксплуатирующая более десятка ПК, старается объединить их в локальную сеть с целью уменьшения бумажного документооборота и повышения эффективности своих подразделений.

Существует три типа сетей: одноранговые , на основе сервера

и  комбинированные.

Одноранговые сети. Одноранговые сети – сети, в которых компьютеры имеют примерно одинаковые возможности и функциональные роли. В одноранговой сети все компьютеры равноправны: нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного  (англ. dedicated) сервера. Как правило, каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер; иначе говоря, нет отдельного компьютера, ответственного за администрирование всей сети. Все пользователи самостоятельно решают, какие данные на своем компьютере сделать общедоступным по сети. Особенности: низкая стоимость, небольшие размеры, слабый уровень защиты информации. Выход из строя одного компьютера не означает прекращения функционирования всей сети. Пользователи, как правило, сами занимаются предоставлением доступа к разделенным ресурсам, размещенных на их компьютере, и вопросами защиты информации.

Сети на основе сервера. Сервер – это абонент (узел) сети, который предоставляет свои ресурсы другим абонентам, но сам не использует ресурсы других абонентов, то есть служит только для сети. Серверов в сети может быть несколько, и совсем не обязательно  сервер – это самый мощный компьютер. Выделенный – это сервер, занимающийся только сетевыми задачами. Они специально оптимизированы для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов. Не выделенный сервер может заниматься помимо обслуживания сети и другими задачами. Специфический тип сервера – это сетевой принтер. Сети на основе сервера отличаются тем, что один или несколько компьютеров играют особую роль в функционировании сети. Особенности – масштабируемость (возможность увеличения размера или объединения с другой локальной сетью), централизованное администрирование, высокий уровень защиты информации, более высокая стоимость. Для обеспечения отказа устойчивости требуется дублировать функции серверов, чтобы отказ одного компьютера не повлиял на работоспособность всей сети. Необходимо использование более дорогих и более сложных операционных систем, например Windows NT. Комбинированные сети могут объединить лучшие качества сетей на основе сервера и одноранговых сетей.

В производственной практике ЛВС играют большую роль. Посредством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах, которые используют совместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему.  Рассмотрев два типа сети и их комбинацию, мы попытаемся спроектировать сеть на основе сервера и рабочих станций.

Сервер и рабочая станция. Ядром локальной сети является сервер. Основная концепция этой модели заключается в том, что все важные файлы хранятся на одном или нескольких центральных компьютерах. Этот компьютер (обычно высокопроизво-дительный мини – компьютер) запускает операционную систему и управляет  потоком данных, передаваемых по сети. Основная задача сервера снабжение пользователей рабочей станции необходимыми программами и данными, избавляя его от необходимости хранить их на своей машине. Пользователи работают на рабочих станциях, т.е. на компьютерах, соединенных по сети с серверами. Отдельные рабочие станции и любые, совместно используемые периферийные устройства, такие, как принтеры, - все подсоединяются к серверу. Каждая рабочая станция представляет собой обычный персональный компьютер, работающий под управлением собственной дисковой операционной системы (такой, как Windows 2000). Однако в отличие от автономного персонального компьютера рабочая станция содержит плату сетевого интерфейса и физически соединена кабелями с файлом - сервером.               Кроме того, рабочая станция запускает специальную программу, называемой оболочкой сети, которая позволяет рабочей станции использовать файлы и программы, хранящиеся на сервере, так же легко, как и находящиеся на ее собственных дисках.

Выбор среды сети.

Существует две модели сети: «клиент- серверная» и централизованная.

 

Централизованные вычисления.

        В традиционной среде мэйнфреймов приложения, например базы данных, выполняется очень мощным, большим централизованным компьютером и доступны с терминалов. Терминалы запрашивают информацию с мэйнфрейма, тот находит ее и отображает на терминале.

В более современных средах, где используется модель центрального файл-сервера, все файловые операции с базой данных выполняются по сети с помощью соответствующих механизмов  сетевой операционной системы. Разделение операций над данными между компьютером-клиентом и файл-сервером, при котором наиболее ресурсоемкую часть работы с базой данных берет на себя сервер, отсутствует. Обмен данными между компьютером-клиентом и файл-сервером приводит к значительному увеличению сетевого трафика, что замедляет поступление запросов от других компьютеров-клиентов.

Вычисления в среде «клиент-сервер»

 

          Термин «клиент-сервер» означает концепцию, при котором обработка данных поделена между «слабым» компьютером клиентом и мощным сервером. Применение технологии «клиент-сервер» целесообразно в любой крупной организации, где значительному числу сотрудников необходим постоянный доступ к данным большого объема. Сети архитектуры «клиент-сервер» - это наиболее эффективный способ обеспечить:

-доступ к базам данных таких приложений, как: электронные таблицы, бухгалтерские программы, коммутационные приложения, системы управления документами, управление сетью и централизованное хранение файлов. Системы управления базами данных- это приложения часто используемые в среде «клиент-сервер». В модели «клиент-сервер» программное обеспечение клиента использует язык структурированных запросов, который переводит запрос с языка, понятного пользователю на язык, понятный машине. SQL - это язык запросов, близкий к естественному английскому. Он разработан IBM для обеспечения относительно простого метода манипулирования данными.  Манипулирование данными подразумевает их ввод, поиск, извлечение и редактирование. Запрос к базе данных инициируется клиентом, однако выполняется на сервере. Клиенту по сети возвращается только результат. Этот процесс состоит из шести этапов:

1. Клиент запрашивает данные.

2. Запрос транслируется в SQL.

3. SQL-запрос передается по сети на сервер.

4. Сервер базы данных осуществляет поиск на компьютере, где                      находятся данные.

5. Требуемые записи возвращаются клиенту.

6. Данные предъявляются пользователю.

Среда "клиент-сервер" содержит два основных компонента:

-приложение, которое часто называют клиентом или интерфейсной частью;

-сервер базы данных, который обычно называют сервером или прикладной частью.

Пользователь генерирует запрос с помощью интерфейсного приложения, которое выполняет следующие функции:

-обеспечивает интерфейс пользователя;

-формирует запросы;

-отображает данные, полученные с сервера.

В «клиент - серверной» среде сервер не наделяется пользовательским интерфейсом. Представлением данных в удобной форме, например в виде отчета, занимается клиент. Компьютер-клиент получает инструкции от пользо-вателя, подготавливает их для сервера и затем по сети посылает запрос на сервер. Сервер обрабатывает запрос, проводит поиск необходимых данных и отсылает их клиенту. Клиент в удобной для пользователя форме отображает полученную информацию. В «клиент - серверной» среде пользователь компьютера-клиента имеет дело с экранной формой. В ней он задает параметры необходимой информации. Сервер в «клиент – серверной» среде обычно предназначен для хранения и управления данными. Именно сервер выполняет большинство операций с данными. Сервер называют также прикладной частью модели «клиент-сервер», так как именно он выполняет запросы клиентов. По сети сервер принимает от клиентов структурированные запросы, выполняет их, а затем возвращает клиенту необходимую клиенту информацию. Программное обеспечение, установленное на сервере для управления базой данных, реагируя на запросы клиентов, начинает поиск информации. Как часть системы «клиент-сервер» оно возвращает только результаты поиска. Обработка данных на сервере включает их сортировку, извлечение затребованной информации и отправку ее в адрес пользователя. Программное обеспечение (сервера баз данных) предусматривает, кроме того, следующие действия над информацией:

обновление, удаление, добавление  и защита.

Существует несколько способов реализации модели «клиент-сервер». Основные два способа реализации:

-данные размещаются на одном сервере баз данных:

-данные распределяются на нескольких серверах базы данных, в зависимости от местонахождения пользователей и типа данных.

Возможны два варианта построения распределенной системы:

1.Периодическая синхронизация серверов (обеспечит единообразие           данных на всех серверах).

2. Использование хранилища данных (обеспечит хранение большого объема информации и передачу часто вызываемых данных в промежуточные системы, которые в свою очередь, преобразуют их в удобный формат, благодаря этому уменьшается нагрузка на главный сервер).

Технология «клиент-сервер» создает мощную среду,  которая  приносит множество реальных выгод. В частности, хорошо спланированная клиент -серверная система обеспечивает относительно недорогую платформу, которая обладает в то же время вычислительными возможностями мэйнфреймов и легко настраивается для выполнения конкретных задач,  кроме того, при клиент -серверной обработке резко уменьшается сетевой график, так как через сеть передаются только результаты запросов Еще одно замечание. Груз файловых операций ложится в основном на компьютер, который намного мощнее клиентов и способен поэтому лучше обслуживать запросы для нагруженных сетей это означает, что нагрузка будет распределена более равномерно, чем в традиционных сетях на основе сервера. Сеть модели «клиент-сервер» уменьшает потребность компьютеров-клиентов в оперативной памяти, поскольку вся работа с файлами выполняется на сервере. Серверы  в «клиент – серверных» системах способны хранить большое количество данных. Благодаря этому на компьютерах-клиентах освобождается значительный объем дискового пространства для других приложений. Наконец, управление всей системой, включая контроль за ее безопасностью, становится намного проще, так как все файлы и данные централизованно размещаются на сервере или на небольшом числе серверов, также  упрощается и резервное копирование.

Исходя из вышеизложенного сетевую модель "клиент-сервер"  применим и для нашей сети, так как она имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционной моделью централизованных вычислений.

« Клиент – серверная» модель делит одну большую задачу на несколько частей, привлекая много системную параллельную обработку и одновременно выполняет различные части задачи. Обработка данных распределяется между клиентом и сервером, который выполняет запросы и по сети возвращает только затребованную информацию.

Топология  локальных сетей.

      Под  топологией (компоновкой, конфигурацией, структурой) компьютерной сети обычно понимается физическое расположение компьютеров сети друг от относительно друга и способ соединения их линиями связи. Топологии определяют требования к оборудованию, тип используемого кабеля, возможные и наиболее удобные, методы управления обменом,  надежность работы, возможности расширения сети.  Существует  три основных топологии сети: шина, звезда, кольцо.

Топология типа «звезда».

   Звезда  (star), при которой к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует свою отдельную линию связи. Топология сети в виде звезды, в которой головная машина получает и обрабатывает все данные с пери-ферийных устройств как активный узел обработки данных. Этот принцип применяется в системах передачи данных, например, в электронной почте сети RelCom. Вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходит через центральный узел вычислительной сети.

Структура топологии ЛВС в виде «звезды».

Пропускная способность сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции.  Кабельное соединение довольно простое, так как каждая рабочая станция связана с узлом. Затраты на прокладку кабелей высокие, особенно когда центральный узел географически расположен не в центре топологии. При расширении вычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненные кабельные связи: к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный кабель из центра сети. Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от одной станции к другой, невысокая по сравнению с достигаемой в других топологиях.

Кольцевая топология.

     Кольцо (ring), при котором каждый компьютер передает информацию всегда только одному компьютеру, следующему в цепочке, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера, и эта цепочка замкнута в «кольцо».  При кольцевой топологии сети рабочие станции связаны одна с другой по кругу, т.е. рабочая станция 1 с рабочей станцией 2, рабочая станция 3 с рабочей станцией 4 и т.д. Последняя рабочая станция связана с первой. Коммуникационная связь замыкается в кольцо.

Прокладка кабелей от одной рабочей станции до другой может быть довольно сложной и дорогостоящей, особенно если географическое расположение рабочих станций далеко от формы кольца (например, в линию).  Сообщения циркулируют регулярно по кругу. Рабочая станция посылает по определенному конечному адресу информацию, предварительно получив из кольца запрос. Пересылка сообщений является очень эффективной, так как большинство сообщений можно отправлять «в дорогу» по кабельной системе одно за другим. Очень просто можно сделать кольцевой запрос на все станции. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций, входящих в вычислительную сеть.

                                            

Структура кольцевой топологии ЛВС

Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сеть парализуется. Неисправности в кабельных соединениях локализуются легко. Подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, так как во время установки кольцо должно быть разомкнуто. Ограничения на протяженность вычислительной сети не существует, так как оно, в конечном счете, определяется исключительно расстоянием между двумя рабочими станциями.

Шинная топология.

     Шина (bus), при которой все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи, и информация от каждого компьютера одновременно передается ко всем остальным компьютерам. При шинной топологии среда передачи информации представляется в форме коммуникационного пути, доступного для всех рабочих станций, к которому они все должны быть подключены. Все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в сети.

Структура шинной топологии ЛВС.

Рабочие станции в любое время, без прерывания работы всей вычислительной сети, могут быть подключены к ней или отключены. Функционирование вычислительной сети не зависит от состояния отдельной рабочей станции. В топологии «шина» отсутствует центральный абонент, через которого передается информация, что, увеличивает ее надежность. Добавление новых абонентов в шину довольно просто и обычно возможно даже во время работы сети. В большинстве случаев при использовании шины требуется минимальное количество соединительного кабеля по сравнению с другими топологиями.  Шине не страшны отказы отдельных компьютеров, так как все остальные компьютеры сети могут нормально продолжать обмен.

Основные   характеристики   трех   наиболее   типичных   типологий вычислительных сетей приведены в таблице

Таблица                                                                                                                                                              

Характеристики

Топологии вычислительных сетей

Звезда

Кольцо

Шина

Стоимость расширения

Незначительная

Средняя

Средняя

Присоединение абонентов

Пассивное

Активное

Пассивное

Защита от отказов

Незначительная

Незначительная

Высокая

Размеры системы

Любые

Любые

Ограниченны

Защищенность от прослуши-

вания

Хорошая

Хорошая

Незначительная

Стоимость подключения

Незначительная

Незначительная

Высокая

Характеристики

Топологии вычислительных сетей

Звезда

Кольцо

Шина

Поведение сис-темы при высо-

ких нагрузках

Хорошее

Удовлетворит.            

Плохое

Возможность

работы в

реальном

режиме

времени

Очень хорошая

Хорошая

Плохая

Разводка

кабеля

Хорошая

Удовлетворит.

Хорошая

Обслуживание

Очень хорошее

Среднее

Среднее

 

Как видно из таблицы у этих топологий есть свои плюсы, но ни одна из них нам не подходит, поэтому перейдем к рассмотрению еще одной топологии.

Древовидная структура ЛВС.

       Наряду с известными топологиями вычислительных сетей «кольцо», «звезда» и «шина», на практике применяется и комбинированная, на пример древовидна структура. Она образуется в основном в виде комбинаций вышеназванных топологий вычислительных сетей. Основание дерева вычислительной сети (корень) располагается в точке, в которой собираются коммуникационные линии информации (ветви дерева).

Вычислительные сети с древовидной структурой применяются там, где невозможно непосредственное применение базовых сетевых структур в чистом виде. Для подключения большого числа рабочих станций соответственно адаптерным платам применяют сетевые усилители или коммутаторы.  На практике применяют две их разновидности, обеспечивающие подключение соответственно восьми или шестнадцати линий.

        

Древовидная структура ЛВС.

Рассмотрев, все топологии мы выбираем комбинированную “древовидную структуру” ЛВС, так как можно подключить большое количество рабочих станций и возможность использования других топологий в зависимости от производственных нужд.

 

Средства коммуникаций.

  В качестве средств коммуникации наиболее часто используются витая пара, коаксиальный кабель и оптоволоконные линии. При выборе типа кабеля учитывают следующие показатели: стоимость монтажа и обслуживания,    скорость передачи информации, ограничения на величину расстояния передачи информации (без дополнительных усилителей—повторителей (репитеров)) и безопасность передачи данных.

Главная проблема заключается в одновременном обеспечении этих показателей, например, наивысшая скорость передачи данных ограничена максимально возможным расстоянием передачи данных, при котором еще обеспечивается требуемый уровень защиты данных. Легкая наращиваемость и простота расширения кабельной системы влияют на ее стоимость и безопасность передачи данных.

Коаксиальный кабель.

Коаксиальный кабель представляет собой электрический кабель, состоящий из центрального провода и металлической оплетки, разделенных между собой слоем диэлектрика и помещенных в общую внешнюю оболочку. Основное применение коаксиального кабель находят в сетях с топологией «шина». При этом на концах кабеля обязательно должны устанавливаться терминаторы для предотвращения внутренних отражений сигнала, причем один из терминаторов должен быть заземлен. Без заземления металлическая оплетка не защищает сеть от внешних электромагнитных помех и не снижает излучения передаваемой сети информации во внешнюю среду. Терминаторы должны быть обязательно согласованы с кабелем, то есть их сопротивление должно быть равно волновому сопротивлению кабеля.  

Существует два основных типа коаксиального кабеля:

- тонкий (thin) кабель, имеющий диаметр около 0.5 см, более гибкий;

- толстый (thick) кабель, имеющий диаметр около 1 см, значительно более жесткий.

Тонкий коаксиальный кабель используется для передачи на расстояние до 185 м без заметного искажения сигнала, вызванного затуханием.

Производители оборудования выработали специальную маркировку для разных типов кабелей. Тонкий коаксиальный кабель относится к группе, которая называется семейством RG – 58, его волновое сопротивление равно 50 Ом. Основная отличительная особенность этого семейства – медная жила. Она может быть сплошной или состоять из нескольких переплетных проводов. Для подключения  тонкого коаксиального кабеля к компьютерам используются так называемые BNC – коннекторы.

Толстый коаксиальный кабель передает сигналы дальше, чем тонкий, - до 500 м. Для подключения к толстому коаксиальному кабелю применяют специальное устройство – трансивер (transceiver).

Трансивер снабжен специальным коннектором, который назван – «зуб вампира» (vampire tap) или «пронзающий ответвитель» (piercing tab). Этот «зуб» проникает через изоляционный слой и вступает в непосредственный физический контакт с проводящей жилой. Типичные величины задержки распространения сигнала в коаксиальном кабеле составляют для тонкого кабеля около 5 нс/м, а для толстого – около 4,5 нс/м.

Экранированная витая пара.

Кабель экранированной витой пары (STP) имеет одну оплетку, которая обеспечивает большую защиту, чем неэкранированная витая пара. Кроме того, пары проводов STP обмотаны фольгой. В результате экранированная пара обладает прекрасной изоляцией, защищающей передаваемые данные от внешних помех. Все это означает, что STP меньше подвержена воздействию электрических помех и может передавать сигналы с более высокой скоростью и на большие расстояния.

Волоконно-оптические линии.

Наиболее дорогими являются оптопроводники, называемые также стекловолоконным кабелем. Скорость распространения информации по ним достигает от 100 Мбит/с до нескольких Гбит в секунду. Допустимое удаление более 50 км. Внешнее воздействие помех практически отсутствует. На данный момент это наиболее дорогостоящее соединение для ЛВС. Применяются там, где возникают электромагнитные поля помех или требуется передача информации на очень большие расстояния без использования повторителей, а так же для достижения    высоких    пропускных    способностей.    Они    обладают противо  подслушивающими свойствами, так как техника ответвлений в оптоволоконных кабелях очень сложна. Показатели трех наиболее типичных средств коммуникаций для передачи данных приведены в таблице

 

Показатели

Средства коммуникаций для передачи данных

Двух жильная кабель витая пара

Коаксиальный кабель

Оптоволоконный кабель

Цена

Невысокая

Относительно высокая

Высокая

Наращивание

Очень простое

Проблематично

Простое

Защита от прослушивали я

Незначительная

Хорошая

Высокая

Проблемы с заземлением

Нет

Возможны

Нет

Восприимчивость к помехам

Существует

Существует

Отсутствует

Наш выбор – это оптоволоконный кабель, потому что у него очень большая пропускная способность и невосприимчивость к помехам, а также защита от прослушивания и возможность передачи на большие расстояния. Все это перекрывает один существенный недостаток – высокая цена. Но внутри помещений используем и коаксиальный кабель и двухжильный кабель витая пара.   

Сетевые устройства.

Маршрутизаторы.

Маршрутизаторы имеют очень важное значение для объединенных и глобальных сетей, в которых используются удаленные коммуникации. Маршрутизаторы обеспечивают оптимальный график по сложным маршрутам в разветвленных объединенных сетях. Если используются выделенные или арендуемые линии с низкой пропускной способностью, то важно отфильтровывать ненужные пакеты и не передавать их по этой линии. Кроме того, большие глобальные сети могут иметь избыточные связи. При этом важно найти наилучший маршрут к адресату. Именно здесь могут помочь маршрутизаторы. Они могут анализировать информацию сетевого уровня и определять с ее помощью наилучший маршрут.

Использование маршрутизаторов может быть вызвано следующими причинами:

-  обеспечивают усовершенствованную фильтрацию пакетов;

-   необходимы при наличии в объединенной сети нескольких протоколов;

-  беспечивают развитые средства маршрутизации, улучшающие производительность.  "Интеллектуальный" маршрутизатор знает схему сети и может легко найти для пакета наилучший маршрут;

-  поскольку маршрутизаторы обеспечивают улучшенную фильтрацию, что имеет большое значение при использовании медленных и удаленных коммуникационных линий.

Маршрутизатор анализирует информацию сетевого уровня в пакетах и маршрутизирует эти пакеты в соответствующий сетевой сегмент,  обрабатывает только те пакеты, которые ему адресованы,  в их число входят и пакеты, адресованные другим маршрутизаторам, с которыми он связан. Маршрутизаторы посылают адресату пакеты по наилучшему маршруту. Они поддерживают таблицы связанных с ними маршрутизаторов и сегментов локальных сетей. Когда маршрутизатор получает пакет, он просматривает эти таблицы и определяет, может ли послать пакет непосредственно адресату. Если это не так, то он определяет адрес маршрутизатора, который может передать пакет дальше.

Сетевая архитектура.

Сетевая архитектура (network architecture) – это комбинация стандартов, топологий и протоколов, необходимых для создания работоспособности сети. Понятие «сетевая архитектура» включает общую структуру сети, т.е. все компоненты, благодаря которым сеть функционирует, в том числе аппаратные средства и системное программное обеспечение.

Сеть Ethernet     

                                                                                                             

Наибольшее распространение среди стандартных сетей получила сеть Ethernet. Впервые она появилась в 1972 году (разработчиком выступила известная фирма Xerox). В 1985 году сеть Ethernet стала международным стандартом, ее приняли крупнейшие международные организации по стандартам: комитет 802 IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) и ECMA (European Computer Manufacturers Association).

В классической сети  Ethernet   применяется 50 – омный коаксиальный кабель двух видов (толстый и тонкий). Однако в последнее время все больше распространение получает версия Ethernet, использующая в качестве среды передачи витые пары. Определен также стандарт для применения в сети оптоволоконного кабеля. Помимо стандартной топологии «шина» применяются также топологии типа «пассивная звезда» и «пассивное дерево». При этом предполагается использование репитеров и пассивных концентраторов, соединяющих между собой различные части (сегменты) сети. В качестве сегмента может также выступать единичный абонент. Коаксиальный кабель используется для шинных сегментов, а витая пара и оптоволоконный кабель – для лучей пассивных звезды (для присоединения к концентратору одиночных компьютеров). Главное – чтобы в полученном результате  топологии не было замкнутых путей (петель). Фактически получается, что абоненты соединены в физическую шину, так как сигнал каждого из них распространяется сразу во все стороны и не возвращается назад (как в кольце). Максимальная длина кабеля  всей сети в целом (максимальный путь сигнала) теоретически  может достигать 6,5 км, но практически не превышает 2,5 км.

    Для передач информации в сети Ethernet применяется стандартный код Манчестер – II. При этом один уровень сигнала нулевой, а другой – отрицательный, то есть постоянная составляющая сигнала не равна нулю. При отсутствии передачи потенциал в сети нулевой. Доступ к сети Ethernet осуществляется по случайному методу CSMA/CD, обеспечивающему полное равноправие абонентов.  

 Сеть Token – Ring.

Сеть TokenRing была предложена фирмой IBM в 1985 году. Назначением TokenRing было объединение в сеть всех типов компьютеров, выпускаемых IBM. TokenRing является в настоящее время международным стандартом IEEE 802.5. Это ставит данную сеть на один уровень по статусу с Ethernet. В сети TokenRing применялась эмулирующая NetBIOS программа, что позволяло более гибко реагировать на особенности конкретной аппаратуры, поддерживая при этом совместимость с программами более высокого уровня.   Сеть TokenRing имеет топологию “кольцо”, хотя внешне она больше напоминает “звезду”. Это связано с тем, что отдельные абоненты (компьютеры) присоединяются к сети не прямо, а через специальные концентраторы или много станционные устройства доступа (MSAU или MAUMultistation Access Unit). Поэтому физически сеть образует звездно-кольцевую топологию. В действительности же абоненты объединяются в кольцо, то есть из них передает информацию одному соседнему абоненту, а принимает информацию от другого соседнего абонента.

Основные технические характеристики сети TokenRing следующие:

- максимальное количество концентраторов типа IBM 8228 MAU – 12;        

- максимальное количество абонентов в сети – 96;

- максимальная длина кабеля между абонентом и концентратором –45 м;

- максимальная длина кабеля между концентраторами – 45 м;

- максимальная длина кабеля, соединяющего все концентраторы –120 м;

- скорость передачи данных – 4 Мбит/с и 16 Мбит/с.

Все приведенные характеристики относятся к случаю неэкранированной витой пары. В случае применения другой среды передачи характеристики могут отличаться. Например, при использовании экранированной витой пары количество абонентов может быть увеличено до 260 (вместо 96), длина кабеля – до 100 м (вместо 45), количество концентраторов до 33, а полная длина кольца, соединяющего концентраторы – до 200 м. Оптоволоконный кабель позволяет увеличить длину кабеля до 1 км.   Для передачи информации в TokenRing используется вариант кода Манчестер -  II.

Для присоединения кабеля к сетевому адаптеру используется внешний 9 – контактный разъем типа DIN. Адаптеры TokenRing имеют на своей плате переключатели или перемычки для настройки адресов и прерываний системной шины. Для сети TokenRing обязательно нужно приобретать концентраторы. В сети TokenRing используется классический маркерный метод доступа, то есть по кольцу циркулирует маркер, к которому абоненты могут присоединить свои пакеты данных. Отсюда следует такое важное достоинство сети, как отсутствие конфликтов, но отсюда же следуют такие недостатки, как необходимость контроля за целостностью маркера и зависимость функционирования сети от каждого из абонентов.  

В IBM Token Ring используются три основных типа пакетов:

- пакет «управление/данные» (англ. Data/Command Frame);

- пакет «маркер» (англ. Token);

- пакет «сброса» (англ. Abort).

Пакет «Управление/Данные». С помощью такого пакета выполняется передача данных или команд управления работой сети.

Пакет «Маркер».Станция может начать передачу данных только после получения такого пакета. В одном кольце может быть только один маркер и, соответственно, только одна станция с правом передачи данных.

Пакет «Сброса». Посылка такого пакета называет прекращение любых передач. В сети можно подключать компьютеры по топологии звезда или кольцо. Основные характеристики сетей по методам передачи информации указаны в таблице

Таблица

Характеристики

Методы передачи информации

Ethernet

Token Ring

ArcNet

Топология

Локальная типа «шина»

Кольцевая или типа «звезда-

кольцо»

Наборы сегментов типа «звезда»

Тип кабеля

RG-58

Экранированная или неэкранированная витая пара

RG-62 или RG-59

Импеданс

500м

-

Сопротивление

Терминаторов

50 Ом, ± 2 Ом

100-200 Ом

UTP, 150 Ом

ТР

RG-59: 75 Ом

RG-62: 93 Ом

Максимальная длина

кабеля в

сегменте

185м

45 - 200 м (в

зависимости

от

используемого кабеля)

В зависимости от

используемого

кабеля, но в

среднем:

W-W:.120M

А-А: 606 м

P-W или Р-А: 30м

А-А: 0,3 м1

Миним.промежу-ток между соседними компьютерами

0,5м

2,5м

В зависимости от используемого кабеля

Максимальное количество соединенных сегментов

5

33 устройства

MAU

Не поддерживает соединения сегментов

Протоколы в сетевой среде.

  Работа сети заключается в передаче данных от одного компьютера к другому. В этом процессе можно выделить несколько отдельных задач:

- распознать данные;

- разбить данные на управляемые блоки;

- добавить информацию к каждому блоку, чтобы:

- указать местонахождение данных;

- указать получателя;

- добавить информацию синхронизации и информацию по проверке ошибок;

- поместить данные в сеть и отправить их по заданному адресу.

Сетевая ОС при выполнении всех задач следует строгому набору процедур. Эти процедуры называются протоколами или правилами поведения. Протоколы регламентируют каждую сетевую операцию. Стандартные протоколы позволяют программному и аппаратному обеспечению различных производителей нормально взаимодействовать. Имеются три основных момента, касающиеся протоколов:

1. Существует множество протоколов. И хотя все они участвуют в реализации связи, каждый протокол имеет различные цели, выполняет различные задачи, обладают своими преимуществами и ограничениями.

2. Протоколы работают на разных уровнях модели OSI. Функции протокола определяются уровнем, на котором он работает.

3.Несколько протоколов могут работать совместно. Это так называемый стек, или набор протоколов. Несколько протоколов, которые работают в сети одновременно, обеспечивают следующие операций с данными:

подготовку, передачу, прием, последующие действия.

Три типа: прикладной, транспортный, сетевой.

Прикладные протоколы. Прикладные протоколы работают на верхнем уровне модели OSI, они обеспечивают взаимодействие приложений и объем данными между ними. К числу наиболее популярных прикладных протоколов относятся:

- FTP (File Transfer Protocol) - протокол Интернета для передачи файлов,

- Х.500 - протокол CCITT служб файлов и каталогов на нескольких системах,

-Х.400 - протокол CCITT для международного обмена электронной почтой.

Транспортные протоколы. Транспортные протоколы поддерживают сеансы связи между компьютерами и гарантируют надежный обмен данными между ними. К числу наиболее популярных транспортных протоколов относятся:

- TCP (Transmission Control Protocol) - TCP/IP - протокол для гарантированной доставки данных, разбитых на последовательность фрагментов;

- SPX - IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/Sequential Packet Exchange) протокол для данных, разбитых на последовательность фрагментов, фирмы Novell;

-   NWLink - реализация протокола IPX/SPX от фирмы Microsoft;

-NetBEUI [NetBIOS (Network Basic input/output System) Extended User Interface - расширенный интерфейс пользователя] -устанавливает сеансы связи между компьютерами (NetBIOS) и предоставляет верхним уровням (NetBEUI) транспортные услуги.

Сетевые протоколы. Сетевые протоколы обеспечивают услуги связи.

Эти протоколы управляют несколькими типами данных: адресацией, маршрутизацией, проверками ошибок и запросами на повторную передачу. Сетевые протоколы, кроме того определяют правила для осуществления связи в конкретных сетевых средах, например Ethernet или Token Ring. К наиболее популярным сетевым протоколам относятся.

- IP (Internet Protocol) - TCP/IP - протокол для передачи пакетов;

- IPX (Internet work Packet Exchange) - протокол фирмы Novell для передачи и маршрутизации пакетов;

-  NW Link - реализация протокола IPX/SPX от фирмы Microsoft;

- NetBEUI - транспортный протокол, обеспечивающий услуги транспортировки данных для сеансов и приложений (Net BIOS).

Общая архитектура спроектированной  станции.

В виду рассмотренного материала, который дает сравнительное рассмотрение максимального количества всех возможных вариантов решений,  основанных на существующих технологиях,  а также на существующих и принятых во всем мире стандартах построения ЛВС, мы можем принять следующую концепцию за основу построения сети как максимально отвечающую поставленным требованиям и технико-экономически законченную.  Комплекс технических средств представляет информационно-вычислительную сеть, включающую:

-центральный обрабатывающий комплекс АСУ  станции, выполняющий функции сервера приложений, сервера базы данных, сервера удаленного доступа к центральной базе данных системы;

- ряд персональных ЭВМ или терминалов для АРМ персонала станции;

- дополнительное сервисное оборудование;

- связевое оборудование;

- физические 2-х или 4-х проводные линии связи для подключения ПЭВМ;  

- физические 2-х или 3-х проводные линии связи для подключения  телеграфных аппаратов;

- выделенные (групповые) каналы для подключения абонентов  станций узла;

-модемы, преобразующие устройства, устройства уплотнения для  работы по каналам связи.

Возможность конфигурирования сети передачи данных должно покрывать все варианты топологического размещения объектов управления:

  - при наличии необходимого количества радиальных линий связи, обеспечивает подключение удаленных рабочих мест к центральной части комплекса по схеме "дерево", а локальных абонентов с помощью средств локальной сети Ethernet TP;

-обеспечивает высокоскоростное взаимодействие с удаленными сегментами локальной сети.

Предлагается архитектурная основа программного обеспечения АСУ станции - технология "клиент-сервер" позволяющая осуществлять:

  •  двунаправленный обмен данными;
  •  взаимодействие с сервером по инициативе приложения - клиента;
  •  контроль сервера за доступом к ресурсам и данным;

- разрешение средствами сервера конфликтов при множественном  обращении к данным;

 -   разделение процесса обработки данных между приложением-клиентом  и приложением-сервером.

Двунаправленный обмен данными подразумевает разделение работ системы между двумя ее частями:

-   Front-end (приложение-клиент) - предоставляет развитую интерактивную и удобную в работе среду, характерную для ПК;

- Back-end (приложение-сервер) - предоставляет средства управления  данными,  доступ  множества пользователей к информации, развитые средства администрирования и защиты от несанкционированного доступа.

В архитектуре центрального комплекса системы различают ряд специализированных управляющих подсистем - серверов, обеспечивающих возможность масштабирования и гибкой адаптации системы к параметрам управляемого объекта: сервер базы данных, файл-сервер, сервер приложений,

Web-сервер. Сервер базы данных - собственно СУБД с необходимыми средствами сопровождения и администрирования, обеспечивающими развитые средства по предохранению данных от несанкционированного доступа и сбоев системы.

Файл-сервер - специализированный сервер, обеспечивающий хранение необходимых программ и файлов общего доступа компактной группы пользователей.

Сервер приложений - промежуточное звено в модели клиент-сервер, позволяющее отделить функции сервера базы данных от других функций приложений, также исполняемых вне клиентской части.

Web-сервер - сервер, хранящий и пересылающий HTML-документы и другие информационные ресурсы с использованием протокола HTTP.

Такое построение системы позволяет  оптимально варьировать   распределение серверов по физическим ЭВМ, включая возможность использования различных платформ ЭВМ для реализации функций различных серверов.

Аппаратное обеспечение сервера представлена в таблице

Таблица

Компонент

На основе сервера

Место нахождение разделяемых ресурсов

Выделенные

сервера

ОЗУ

Как можно больше. Минимум 128 Мб.

Для Microsoft Windows NT Server требуется минимум 64Мб, желательно 128Мб.

Центральный компьютер

Зависит от нагрузки на сервер - не ниже Pentium II.

Высокопроизводительные серверы поддерживают многопроцессорные системы

Объем   дискового пространства

 

SCSI-диски не менее 3 шт. по 9 Гб, адаптер RAID массив

Зависит от потребностей организации. Чем больше тем лучше, но следует предусмотреть возможность

дальнейшего увеличения.

               Построение эффективной системы управления железнодорожным транспортом, предоставление электронных услуг клиентам железной дороги, возможно при использовании в системе передачи данных связевых протоколов "открытых систем". Базовым протоколом здесь является TCP/IP. Учитывая особенности архитектуры системы управления железнодорожным транспортом, особо ценным в TCP/IP является:

1.Независимость от физической среды передачи. Локальные сети, аналоговые каналы связи, глобальные сети X.25, frame relay, ATM.

2.Независимость от конкретного производителя. Стандарт поддерживается всеми производителями ПО и аппаратуры. Это позволяет обеспечить гарантированный обмен информацией внутри системы вне зависимости от программных средств, использовавшихся при разработке, и в большинстве случаев обеспечить доступ к информации клиентам железной дороги стандартным способом.

3.Аппаратура, используемая для построения сети TCP/IP максимально может учесть физические и территориальные характеристики системы связи АСУЖТ, оставаясь прозрачной для протокола и доступной удаленно для централизованного управления.

Использование единого транспортного протокола TCP/IP позволяет унифицировать доступ к данным, вне зависимости от типа программно-аппаратной платформы клиента и сервера, по любым каналам связи, из каждой точки сети. Применение стека протоколов TCP/IP в рамках предприятия дает возможность создания единой коммуникационной среды, контролируемой и управляемой централизованно, а также обеспечивает значительное расширение номенклатуры подключаемого к сети оборудования. Специализированное коммуникационное оборудование            (маршрутизаторы, переключатели, терминальные сервера) заменяют концентраторы информации, связевые машины, требующие на местах подготовленного персонала. Для более наглядного представления предлагаемого проекта локальной сети станции все компоненты и характеристики внесем в таблицу

Таблица

Компонент/характеристика

Реализация

Тип сети

Сеть на основе сервера

Сетевая архитектура

Ethernet

Сетевые адаптеры

Ethernet 10/100 Base-T

Концентраторы

Ethernet 10/100 Base-T

Топология сети

«дерево»

Сетевой кабель

Неэкранированная витая пара

Маршрутизаторы

Cisco 1700

Модем

DT – 128

Модемная стойка Tainet

 TRS - 32

Протоколы передачи данных

TCP/IP

Компонент/характеристика

                      

Реализация

Сетевые адаптерные карты:

 C-Net CN-650E+ (NE-2000 совместимая);

 C-Net CN-935E;

Сетевые протоколы

IEEE 802.2, IEEE 802.3 CSMA/CD

Сетевая модель

«Клиент- сервер»

Совместное использование ресурсов

Сеть на основе сервера с компьютерами-клиентами, способными выделять свои ресурсы в совместное пользование по типу одно-ранговой среды. Ресурсы, требующие

централизованного управления, находятся на сервере, а остальные – на компьютерах клиентах. Часть потребителей предпочитает подключать совместно используемый принтер напрямую к сетевому кабелю - через сетевые платы, устанавливаемые непосредственно в принтере, и управлять доступом к нему с помощью программного обеспечения

Другие специализированные службы /сервера

Поддерживают обработку факсимильных сообщений, электронную почту, совместное использование модемов, удаленный доступ к сети, работу с базами данных и т.д. Многие из таких специализированных серверов могут устанавливаться на центральном сервере как дополнительное программное обеспечение, хотя иногда эффективнее использовать выделенный сервер для каждой задачи

Эта стандартная конфигурация подходит для большинства случаев и, что немаловажно, проста в реализации.

Администрирование сети

Сеть, которая может работать сама по себе, еще не придумана. Время от времени возникает необходимость подключения новых пользователей, а среди существующих иногда удалять. Необходимо устанавливать новые ресурсы и предоставлять их совместное использование, кроме того, предоставлять соответствующие права на доступ к ним. Права доступа – это правила, ассоциированные с ресурсом, обычно каталогом, файлом или принтером. Права регулируют доступ пользователей к ресурсам.

Области администрирования .Сетевое администрирование распространяется на пять основных областей:

-управления пользователями - создание и поддержка учетных записей пользователей, управление доступом пользователей к ресурсам;

-управление ресурсами – установка и поддержка сетевых ресурсов;

-управление конфигурацией – планирование конфигурации сети, ее расширение, а также ведение необходимой документации;

-управление производительностью – мониторинг и контроль за сетевыми операциями для поддержания и улучшения производительности системы;

-поддержка  - предупреждение, выявление и решение проблем сети.

 Обязанности администратора. Учитывая области сетевого управления, можно  составить список задач, за выполнение которых отвечает администратор сети:

-создание учетных записей пользователей и управление ими;

-защита данных;

модернизация существующего программного обеспечения и установка нового;

-архивирование;

-предупреждение потери данных;

-мониторинг и управления пространством для хранения данных на сервере;

-настройка сети для достижения максимальной производительности;

-резервное копирование данных;

-защита сети от вирусов;

-решение сетевых проблем;

-модернизация и замена компонентов сети (при необходимости);

-добавление в сеть новых компьютеров.  

Создание учетных записей пользователей. Одна из первых задач сетевого управления – создание учетных записей пользователей. Учетные записи могут создавать индивидуально или, если много пользователей с похожими учетными записями, копироваться из «модели» стандартного пользователя. Для структурирования сетевого окружения во время создание учетной записи пользователям может присваиваться набор параметров. Учетная запись состоит из имени пользователя и назначаемых ему параметров входа в систему. Эта информация вводится администратором и сохраняется сетевой операционной системой. При попытки пользователя войти в сеть его имя служит для проверки учетной записи.

Создание учетной записи. Учетная запись содержит информацию, которая определяет пользователя в системе безопасности сети, в том числе: имя пароль пользователя; права пользователя на доступ к ресурсам системы; группы, к которым относится учетная запись.  Эти данные необходимы администратору для создания новой учетной записи.

Ввод данных о пользователе.  Ключевые  учетные записи, например администратора и гостя, создаются автоматически при установки сети. Пароли пользователей, особенно администратора, играют существенную роль в защите сети. Другая важная задача сетевого управления – контроль за производительностью сети. Его основная цель – поиск и устранение узких мест. Современные сетевые операционные системы содержат программы мониторинга производительности, которые помогают администратором в идентификации узких мест. В свою очередь, протоколы сетевого управления (такие, как SNMP) помогают им воспроизвести глобальную картину функционирования больших систем, а продукты типа Microsoft Systems Management Server обеспечивают централизованное управление этими системами.  В качестве дополнительной меры сетевого управления  администратор обязан вести запись истории сети. Кроме того, администратор должен выработать правила, гарантирующие защиту и данных, и оборудования сети. Защита ресурсов предусматривает реализацию парольной защиты совместно используемых ресурсов или присвоение соответствующих прав доступа индивидуальным пользователям и группам.

В Windows NT  для присвоения прав. Существует несколько стратегий, способных предотвратить потерю данных при различных бедствиях. Главное среди них – резервное копирование, использование источников бесперебойного питания и отказоустойчивых систем. Администраторы должны оценить потребности своих сетей и выбрать соответствующие средства. Стандартный метод предупреждения потерь данных – регулярное использование накопителей на магнитной ленте для резервного копирования файлов. Известны различные методы резервного копирования:

-полное копирование; копирование; резервное копирование с приращением;

ежедневное копирование; дифференцированное  резервное копирование.

Отказоустойчивые системы дублируют данные и размещают их на различных физических носителях. Эти системы дополняют резервное копирование. Большинство стратегий обеспечения отказоустойчивости классифицируется в системе RAID, включая чередование и зеркализацию дисков. Сетевая операционная система, как Windows NT Server, имеет утилиты для управления механизмом отказоустойчивости, которая реализована в программе Disk Administrator.

 Программа Disk Administrator создает различные конфигурации дисков:

-чередование разделов дисков с контролером четности; зеркализация дисков;

объединение томов; чередование дисков.

 

Disk Administrator  позволяет реализовать отказоустойчивую систему.

В нашей системе отказоустойчивость реализована с помощью зеркализации дисков.

Программное обеспечение сетей.

  Сетевая операционная система необходима для управления потоками сообщений между рабочими станциями и серверами. Она может позволить любой рабочей станции работать с разделяемым сетевым диском или принтером, которые физически не подключены к этой станции.

ОС NetWare фирмы Novell.

Одной из первых компаний, которые начали создавать ЛВС была Novell. Она производила как аппаратные средства, так и программные, однако в последнее время фирма Novell сконцентрировала усилия на программных средствах ЛВС. В среде NetWare способно работать большее количество приложений, чем в любой другой ЛВС.

- Система NetWare способна поддерживать рабочие станции, управляемые DOS, Windows, OS/2, UNIX, Windows NT, Mac System 7 и другие ОС.

- ЛВС NetWare может работать с большим количеством различных типов сетевых адаптеров, чем любая другая операционная система. Для достижения поставленных целей вы можете выбрать аппаратные средства от множества разных поставщиков. С NetWare можно использовать FRCnet, Ethernet,

Token Ring или практически любой другой тип сетевого адаптера.

-   ЛВС NetWare может разрастаться до огромных размеров.

-   ЛВС NetWare надежно работает.

-   Средства защиты данных, предоставляемые NetWare, более чем достаточны для большинства ЛВС.

-   NetWare допускает использование более, чем 200 типов сетевых адаптеров, более чем 100 типов дисковых подсистем для хранения данных, устройств дублирования данных и файловых серверов.

Фирма Novell имеет контракты о поддержке ОС NetWare с наиболее крупными и мощными из независимых организаций, таких как Bell Atlantic DEC, Hewlett-Packard, Intel, Prime, Unisys, Xerox. Рассмотрим подробнее структуру данной системы. Файловый сервер в NetWare является обычным ПК, сетевая ОС которого осуществляет управление работой ЛВС. Функции управления включают координацию рабочих станций и регулирование процесса разделения файлов и принтера в ЛВС. Сетевые файлы всех рабочих станций хранятся на жестком диске файлового сервера, а не на дисках рабочих станций. Имеется три версии ОС NetWare. Версия 2.2 может работать на компьютере 80286 (или более поздних моделях), используемом в качестве файлового сервера. При покупке ОС необходимо приобретать лицензию на число пользователей (5, 10, 50, 100). Версии ОС NetWare 3.12 и 4.0 ориентированы на 32 разрядные шинные архитектуры и процессоры 80386, 80486 или Pentium. Есть также варианты сетевой ОС NetWare, предназначенные для работы под управлением многозадачных, многопользовательских операционных систем OS/2 и UNIX.Версию 3.12 ОС NetWare можно приобрести для 20, 100 или 250 пользователей, а версия 4.0 имеет возможность поддержки до 1000 пользователей. Все версии ОС хорошо совместимы между собой, поэтому в одной и той же компьютерной сети можно иметь файловые серверы с разными версиями ОС NetWare.

Защита данных в ОС NetWare.

  Система защиты данных в ЛВС NetWare включает в себя следующие меры:

-защита от несанкционированного присоединения к ЛВС путем присвоения имен и паролей пользователям, а также ограничениями на доступ к ЛВС пользователей с определенными именами в определенное время дня;

- система доверяемых прав (trustee rights), позволяющая контролировать, к каким файлам и директориям может иметь доступ пользователь, а также какие операции он может производить с ними;

  •  система атрибутов для директорий или файлов, которые определяют

возможность копирования, просмотра, записи и разделения их в ЛВС.

Для каждой директории существует маска максимальных прав, хранящая максимальные привилегии, которые может в ней иметь пользователь. Ниже перечислены восемь прав, которые могут быть указаны в этой маске:

- право чтения из открытых файлов;

- право записи в открытые файлы;

- право открывать файлы;

- право создавать новые файлы;

- право уничтожать файлы;

- право создавать, переименовывать или стирать поддиректории, и устанавливать доверяемые права над директориями внутри директории и ее поддиректориях;

- право производить поиск файлов в директории;

- право модификации атрибутов файла.

ОС Windows NT фирмы Microsoft.

   Windows NT является 32-х разрядной операционной системой с приоритетной многозадачностью. В качестве фундаментальных компонентов в состав операционной системы входят средства обеспечения безопасности и развитый сетевой сервис. Windows NT также обеспечивает совместимость со многими другими операционными системами, а также с сетями. Windows NT способна функционировать как на компьютерах, оснащенных CISC - процессорами со сложной системой команд, так и на компьютерах с RISC - процессорами, имеющими сокращенный набор инструкций. ОС Windows NT также поддерживает высокопроизводительные системы с  мультипро-цессорной конфигурацией.

Особенности Windows NT.

  Система Windows NT не является дальнейшим развитием существовавших продуктов. Ее архитектура создавалась с нуля с учетом предъявляемых к современной операционной системе требований. Особенности новой системы, разработанной на основе этих требований, перечислены ниже.

Стремясь обеспечить совместимость (compatible) новой операционной системы, разработчики Windows NT сохранили привычный интерфейс Windows и реализовали поддержку существующих файловых систем (таких, как FAT) и различных приложений (написанных для MS-DOS, OS/2 1.x., Windows Зх, POSIX). Разработчики также включили в состав Windows NT средства работы с различными сетевыми средствами.  Достигнута переносимость (portability) системы, которая может теперь работать как на CISC, так и на RISC-процессорах. К CISC относятся: Intel-совместимые процессоры 80386 и выше; RISC представлены системами с процессорами MIPS R4000, Digital Alpha АХР и Pentium.

Возможность масштабирования (scalability) означает, что Windows NT не привязана к однопроцессорной архитектуре компьютеров, а способна полностью использовать возможности, предоставляемые симметричными мультипроцессорными системами. В настоящее время Windows NT может функционировать на компьютерах с числом процессоров от 1 до 32. Кроме того, в случае усложнения стоящих перед пользователями задач и расширения предъявляемых к компьютерной среде требований, Windows NT позволяет легко добавлять более мощные и производительные серверы и рабочие станции к корпоративной сети. Дополнительные преимущества дает использование единой среды разработки и для серверов, и для рабочих станций.  Windows NT имеет однородную систему безопасности (security)

и соответствует стандарту безопасности В2. В корпоративной среде критическим приложениям обеспечивается полностью изолированное окружение.  

Распределенная обработка (distributed processing) означает, что Windows NT имеет встроенные в систему сетевые возможности. Windows NT также позволяет обеспечить связь с различными типами хост - компьютеров благодаря поддержке разнообразных транспортных протоколов и использованию средств «клиент-сервер» высокого уровня,  включая именованные каналы, вызова удаленных процедур (RPC-remote procedure call) и Windows - сокеты.

Надежность и отказоустойчивость (reliability and robustness) обеспечиваются архитектурными особенностями, которые защищают прикладные программы от повреждения друг другом и операционной системой. Windows NT использует отказоустойчивую структурированную обработку особых ситуаций на всех архитектурных уровнях, которая включает восстанавливаемую файловую систему NTFS и обеспечивает защиту с помощью встроенной системы безопасности и усовершенствованных методов управления памятью.

Возможности локализации (allocation) представляют средства для работы во многих странах мира на национальных языках, что достигается применением стандарта ISO Unicod (разработан международной организацией по стандартизации),  благодаря модульному построению системы обеспечивается расширяемость  Windows NT,  что как будет показано в следующем разделе, позволяет гибко осуществлять добавление новых модулей на различные уровни операционной системы.

Выбор сетевой ОС.

   

  Windows NT представляет собой полнофункциональную операционную систему с интегрированными сетевыми средствами. Встроенное сетевое программное обеспечение кардинально отличает  Windows NT от других операционных систем, таких как MS-DOS, OS/2, UNIX,  для которых сетевые  инсталируются отдельно от базовой операционной системы.   Интегрированная сетевая поддержка означает, что Windows NT предлагает следующие возможности:

-Поддержка сетей «клиент-сервер». Все команды под управлением       Windows NT могут функционировать в сети как в качестве клиентов, так и в качестве серверов, разделяя с другими компьютерами такие ресурсы, как файлы и принтеры, осуществляя обмен сообщениями по всей сети. 

-Возможность простого и удобного добавления сетевых аппаратного и программного обеспечения. Сетевое программное обеспечение, интегрированное в состав  Windows NT, позволяет с легкостью добавлять драйверы сетевых адаптеров, а также другое сетевое программное обеспечение. Windows NT включает в свой состав четыре транспортных протокола IPX/SPX, TCP/IP, NBF, DLC.

-Возможности межсетевого взаимодействия с существующей системой под управлением Windows NT могут поддерживать коммуникации с использованием разнообразных протоколов и сетевых адаптеров.

Кроме того, такие системы могут осуществлять взаимодействие с множеством разнообразных сетей от различных поставщиков.

-Поддержка распределенных приложений. В состав  Windows NT входит прозрачное для пользователя средство удаленного вызова процедур (Remote Procedure Call, RPC). Кроме того Windows NT поддерживает интерфейсы прикладного программирования ( Application Programming Intenface, API), Net BIOS, сокетов и сети Windows (Wnet), а также именованные каналы и почтовые слоты (mailslots) для обеспечения обратной совместимости с инсталяциями и приложениями LAN Manager.

-Удаленный доступ к сетям. Клиенты сервера удаленного доступа       Windows NT могут дознаваться на любой сервер PPP или SLIP. Серверы удаленного доступа (Remote  Access Services, RAS) Windows NT поддерживает любых удаленных клиентов, использующих IPX, TCP/IP  или Net Beli  с помощью PPP.

-Совместное использование файлов и принтеров, а также маршрутизацию AppleTalk для клиентов Macintoch.

 ОС Windows NT реализующая выше описанные возможности устраивает нас для создания программного обеспечения спроектированной сети, так как из рассматриваемых операционных систем   только Windows NT предоставляет возможность построения сети с удаленным доступом. Более, того существующая  АСУЖТ реализована с помощью ОС Windows NT и для исключения конфликтов при взаимосвязи нашей спроектированной АСУ станции и АСУЖТ мы выбираем ОС Windows NT 4.0

База данных и СУБД в информационной  системе стации.

Возможности СУБД.

  СУБД дают возможность пользователям осуществлять непосредственное управление данными, а программистам быстро разрабатывать более совершенные программные средства их обработки. Характеристики готовых прикладных пакетов определяются прежде всего принятой в СУБД организацией данных и типом используемого транслятора.

По способу установления связей между данными различают:

реляционную;  иерархическую;  сетевую модели.

Реляционная модель является простейшей и наиболее привычной формой представления данных в виде таблицы. В теории множеств таблице соответствует термин отношение (relation), который и дал название модели. Для неё имеется развитый математический аппарат - реляционная алгебра, где для баз данных (отношений) определены такие хорошо известные теоретико-множественные операции, как объединение, вычитание, пересечение, соединение и др. Недостатком - жесткость структуры данных (невозможность, например, задания строк таблицы произвольной длины) и зависимость скорости ее работы от размера базы данных. Для многих операций, определенных в такой модели, может оказаться необходимым просмотр всей базы.

Иерархическая и сетевая модели предполагают наличие связей между данными, имеющими какой-либо общий признак. В иерархической модели такие связи могут быть отражены в виде дерева-графа, где возможны только односторонние связи от старших вершин к младшим. Это облегчает доступ к необходимой информации, но только если все возможные запросы отражены в структуре дерева. Никакие иные запросы удовлетворены быть не могут.

Указанный недостаток снят в сетевой модели, где, по крайней мере, теоретически, возможны связи "всех со всеми". Поскольку на практике это, естественно, невозможно, приходится прибегать к некоторым ограничениям. Использование иерархической и сетевой моделей ускоряет доступ к информации в базе данных, но поскольку каждый элемент данных должен содержать ссылки на некоторые другие элементы, требуются значительные ресурсы как дисковой, так и основной памяти ЭВМ. Недостаток основной памяти; конечно, снижает скорость обработки данных. Кроме того, для таких моделей характерна сложность реализации СУБД.

В более полном варианте СУБД должна содержать следующие составные части:

-Среда пользователя, дающая возможность непосредственного управления данными с клавиатуры.

-Алгоритмический язык для программирования прикладных систем обработки данных, реализованный как интерпретатор. Последнее позволяет быстро создавать и отлаживать программы.

-Компилятор для придания завершенной программе вида готового коммерческого продукта в форме независимого ЕХЕ - файла.

-Программы-утилиты быстрого программирования рутинных операций (генераторы отчетов, экранов, меню и других приложений).

Собственно СУБД- это оболочка пользователя. Ввиду того, что такая среда ориентирована на немедленное удовлетворение его запросов, это всегда система-интерпретатор. Наличие в СУБД языка программирования позволяет создавать сложные системы обработки данных, ориентированные под конкретные задачи и даже под конкретного пользователя. Есть также СУБД, которые имеют только язык и не имеют оболочки пользователя. Они предназначены исключительно для программистов, и это системы компилирующего типа. Такие пакеты лишь с оговорками могут быть названы СУБД. Обычно их называют просто компиляторами. 

Требования к аппаратуре и программному обеспечению.

  Oracle8 доступен более, чем на 80 платформах, в том числе более, чем на 40 платформах с операционными системами UNIX, Windows NT, Alpha VMS, OS/390 и Novell Netware.

Основные характеристики СУБД Oracle8

        Обработка транзакций уровня предприятия.

Масштабируемая, надежная архитектура сервера Oracle8 обеспечивает масштабируемость, коэффициент готовности и производительность, требующиеся для стратегически важных систем OLTP предприятия. Интегрированные динамические средства обслуживания гарантируют, что Oracle8 и Oracle8 Parallel Server эффективно используют все аппаратные ресурсы системы, будь то однопроцессорная система или система с симметричной мультипроцессорной обработкой (SMP), кластер или система с массивом параллельных процессоров (MPP).

Масштабируемость при обработке транзакций.

Архитектура Oracle8 обеспечивает приложениям OLTP масштабируемость, требующуюся для поддержки большого числа пользователей и высокой интенсивности транзакций. Oracle8 гарантирует исключительную масштабируемость для машин с SMP, кластеров и машин с MPP. Приложения OLTP используют преимущества параллельной архитектуры Oracle8, распределяя задачи между свободными процессорами или машинами, как в кластерной среде, что приводит к улучшению индивидуального времени отклика транзакций и общей пропускной способности системы. Средство автоматической динамической самонастройки осуществляет автоматическую балансировку рабочей нагрузки, равномерно распределяя ее между работающим оборудованием и ресурсами операционной системы. Для расширения имеющейся у пользователя конфигурации, по мере роста организации или объема обрабатываемых данных, можно просто добавлять дополнительные процессоры и/или узлы, что приводит к существенному увеличению производительности и прекрасному соотношению стоимость/производительность.

Высокий коэффициент готовности при обработке транзакций.

Для систем OLTP требуется очень высокое значение коэффициента готовности, чтобы система продолжала функционировать даже в случае отказа оборудования. Программный продукт Oracle8 Parallel Server (опция Oracle8 Enterprise Edition) повышает надежность приложений открытых систем, прозрачно для пользователей объединяя мощь объединенных в кластер компьютеров в единый логический комплекс, который может противостоять отказам отдельных узлов или машин без потери доступности данных,  поддерживает  гибридные конфигурации, в которых объединены элементы кластерной архитектуры и MPP. В случае, если выйдет из строя один из узлов параллельного сервера, применяемая автоматически опция преодоления последствий сбоев в приложениях перегруппировывает пользовательские подключения и автоматически переносит пользовательские сеансы на другие узлы. Запущенные пользователями приложения продолжают выполняться, так что для пользователей сбой проходит незамеченным. Это обеспечивает непрерывную готовность системы в случае как плановых, так и не запланированных перерывов в работе.

Высокая производительность при обработке транзакций.

Для высокопроизводительной обработки транзакций многонитевая многосерверная архитектура Oracle8 координирует тысячи одновременных запросов пользователей. Индивидуальные запросы ставятся в очередь и обслуживаются минимальным числом процессоров сервера. За счет высоко оптимизированного кэширования блоков БД, планов выполнения операторов SQL и использования хранимых процедур удается извлечь максимальные преимущества из всей доступной памяти на сервере. Доступные ресурсы системы могут быть распределены с высокой степенью точности, вследствие чего удается динамически (без вмешательства администратора БД) оптимизировать производительность системы вплоть до уровня ее предельных возможностей по системным нагрузкам. Аналогичным образом оптимизируются операции ввода/вывода; при этом для улучшения времени отклика и общей пропускной способности системы для всех запросов и всех пользователей используются такие методики, как асинхронные и многоблочные операции чтения и записи.

Поддержка больших коллективов пользователей.

Oracle8  эффективно использует сетевые ресурсы и ресурсы операционной системы и обеспечивают подключение десятков тысяч параллельно работающих пользователей по множеству сетевых протоколов. За счет создания пула запросов появляется возможность временно отключать физическое подключение простаивающих пользователей (и, конечно, восстанавливать его в случае необходимости), увеличивая тем самым число обслуживаемых пользователей.

Доступ к транзакционным данным.

Oracle8 предлагает множество различных путей доступа для быстрого и эффективного нахождения данных транзакции, в том числе быстрое сканирование всей таблицы, сканирование индексов с древовидной структурой  для одиночных и объединенных столбцов, кластеризованные (предварительно соединенные) таблицы, кэшированные кластеры (использующие одиночный столбец или зависящие от приложения

функции кэширования языка SQL), а также уникальные идентификаторы строк. Стоимостной оптимизатор Oracle8 динамически выбирает самый быстрый из доступных путей.

Высокопроизводительное управление одновременным выполнением.

В Oracle8 используется полная, без каких бы то ни было ограничений система блокировок на уровне отдельных строк как для данных, так и для индексов, и никогда не возникает процесс эскалации блокировок, что гарантирует максимально возможный одновременный доступ пользователей к данным. Высокопроизводительный масштабируемый генератор последовательных номеров Oracle8 устраняет конфликты приложений при получении уникальных значений числовых ключей, что является общей проблемой для всех приложений для обработки транзакций. Реверсивные  индексы меняют последовательность байтов в стандартном значении индекса, распределяя вставки элементов данных с идущими подряд значениями ключей по различным блокам, чтобы устранить “горячие точки” при выполнении операции вставки данных.

Средства для работы с очередями.

Средство Oracle8 Advanced Queuing (опция Oracle8 Enterprise Edition) обеспечивает непосредственную поддержку высокопроизводительных операций по работе с очередями в базе данных. Это средство обеспечивает асинхронность выполнения запросов и устраняет зависимость от внешних систем для приложений. Операции постановки в очередь  и исключения из нее  могут также использоваться для переноса обработки из транзакции в фоновый процесс, что приводит к улучшению времени отклика транзакции.

 Работа с хранилищами данных класса предприятия.

Приложениям для хранилищ данных требуются совсем другие методики обработки данных, чем приложениям OLTP, так как они выполняют сложные нерегламентированные запросы на больших объемах данных. Чтобы отвечать этим требованиям, Oracle8 предлагает широкий спектр методик обработки запросов, сложную оптимизацию при выборе оптимального, наиболее эффективного пути доступа к данным и масштабируемую архитектуру, способную извлечь максимум выгоды из параллельных аппаратных конфигураций.

Оптимизатор SQL.

Стоимостной оптимизатор Oracle8 динамически определяет наиболее эффективные пути доступа и методы соединения данных для каждого запроса. В оптимизатор Oracle8 включена мощная технология преобразования запросов, которая автоматически “переписывает” сгенерированные инструментальными средствами конечных пользователей запросы для их эффективного выполнения. Для выбора наиболее эффективной стратегии выполнения запроса, стоимостной оптимизатор принимает во внимание такие статистические данные, как размеры каждой из таблиц и избирательность каждого условия запроса. Накопленные гистограммы снабжают стоимостной оптимизатор более подробной статистикой для неоднородного, искривленного распределения данных.

При выборе стратегии выполнения запроса стоимостной оптимизатор принимает во внимание и многие другие ограничения. Пользователь (или приложение) может указать, что является более предпочтительным: быстро возвратить первую строку ответа на запрос, или сначала завершить выполнение запроса, а потом возвратить все данные сразу. Кроме того, стоимостной оптимизатор учитывает возможность параллельного выполнения, то есть, возможность использования параллельных ресурсов при выборе наиболее эффективной стратегии выполнения запроса.

В Oracle8 включена высокопроизводительная обработка соединений типа “звезда”, использующая B-tree индексы или битовые индексы. Подход к соединениям типа “звезда” включает в себя интеллектуальные преобразования запросов и эффективный алгоритм для соединения нескольких таблиц за один шаг, в котором не требуется генерация декартова произведения таблиц измерений. В этом методе используются битовые индексы, а также устранена необходимость использования одного или более многостолбцовых В-tree индексов для таблицы фактов. Он обеспечивает превосходную масштабируемость при обработке больших или неограниченных измерений и большого числа таблиц измерений, и очень эффективен при работе с разреженными таблицами фактов. Построенные по значениям одного столбца битовые индексы динамически комбинируются в соответствии с критерием запроса, устраняя тем самым необходимость создания и сопровождения множества комбинаций сцепленных индексов.

Обработка запросов в Oracle8 не только включает в себя исчерпывающий набор специализированных методик для всех областей – оптимизации, методов доступа и объединения данных, а также выполнения запросов.

Все они являются интегрированными и совместно работают для обеспечения максимальной производительности машины обработки запросов.

Поддержка очень больших баз данных.

Oracle8 предназначен для выполнения самых больших приложений OLTP и хранилищ данных, которые предъявляют самые высокие требования к системе и используют базы данных размером до нескольких терабайт и более.

Секционированные таблицы и индексы.

Секционированные таблицы и индексы (опция Oracle8 Enterprise Edition) применяются для разделения очень больших таблиц и индексов на части, управлять которыми можно независимо друг от друга, вместо того, чтобы управлять всей таблицей или индексом, как единым монолитным объектом.  При секционировании уменьшается время, требующееся для выполнения большинства административных операций. Это уменьшение можно объяснить применением этих операций к меньшим “единицам хранения” и увеличением производительности вследствие их параллельного выполнения. Возрастает надежность системы, так как уменьшается влияние сбоев.

Администраторы могут специфицировать атрибуты памяти для каждого раздела и размещение раздела в файловой системе хост-машины, увеличивая тем самым гранулярность управления очень большой базой данных. Каждый из разделов может быть индивидуально переведен в автономное состояние (off-line) или, наоборот, возвращен в оперативное (on-line) состояние; его можно копировать и восстанавливать, экспортировать в него или импортировать из него данные, а также загружать в него данные, уменьшая тем самым время, требующееся для выполнения операций управления. Для каждого раздела таблицы может быть построен индивидуальный индексный раздел, что также сокращает время, необходимое для выполнения операций сопровождения индексов.  Операции с разделами могут выполняться параллельно. Использование разделов повышает коэффициент готовности системы, в которой возможны аппаратные сбои и сбои  в приложениях, которым не требуются содержащиеся в переведенных в автономное состояние разделах данные, продолжают выполняться без какого-либо ущерба для своей работы. Секционирование является прозрачным для приложений, и стандартные операции DML выполняются уже для секционированных таблиц. Оптимизатор Oracle8 имеет возможности для работы с разделами, и разделы в которых нет данных, относящихся к запросу, исключаются из процедуры поиска. 

Масштабируемая параллельная архитектура SQL.

Серверы больших хранилищ данных и серверы транзакций должны обеспечивать масштабируемую производительность при обработке больших объемов данных. Интегрированная параллельная архитектура сервера Oracle8 обеспечивает прекрасную масштабируемость для машин с SMP, MPP и гибридных аппаратных платформ. Параллельная архитектура сервера Oracle8 приводит к увеличению производительности запросов к базе данных и ее обновления за счет динамического подразделения этих операций на отдельные задачи и перераспределения получившейся нагрузки по всем имеющимся в наличии свободным процессорам. В сервере Oracle8 удалось распараллелить больше операций, чем в любом другом программном продукте. Вот неполный список таких распараллеленных операций:

Запросы, вставка, обновление, удаление, сортировки (ORDER BY)

создание таблиц (CREATE TABLE…AS SELECT), агрегация (GROUP BY),

создание табличных пространств, загрузка данных, создание индексов,

восстановление данных.

Параллельная архитектура Oracle работает на всем многообразии систем с параллельной аппаратной частью. Параллельный SQL является адаптивным; при его установке выбирается наиболее подходящая для той аппаратной среды, где ему предстоит работать, методика параллельной обработки.

Oracle8 сочетает разумное использование секционирования данных – выделение в таблицах и индексах разделов и установление между ними параллелизма – с уникальным, динамичным, параллельным выполнением запроса в каждом из разделов. Такая архитектура прозрачно для приложения приводит к масштабированной производительности системы запросов – усиленной за счет секционирования данных, но не ограничивающейся только им. Так как параллельное выполнение операций в Oracle8 базируется не только на секционировании данных, администраторам не приходится делать выбор между производительностью параллельного выполнения и управляемостью. Используются все доступные ресурсы обработки, даже в случае искажений реальных данных. Операции вставки, обновления и удаления больших массивов данных выполняются сервером Oracle8 параллельно. Такое параллельное выполнение операций манипулирования данными приводит к хорошей масштабируемости производительности и эффективному использованию всех аппаратных ресурсов, а также делает возможным завершение задач управления данными за время постоянно сокращающихся технологических окон. Возможность параллельного выполнения операций вставки, обновления и удаления данных оказываются очень полезными при выполнении “тяжелых” операций – создании итоговых таблиц, удалении устаревших данных и пакетном обновлении при выполнении сценариев “что - если” или операций переопределения.

В случае кластера или платформы с MPP, Oracle8 прозрачно эксплуатирует локальность данных. Каждому процессору назначается работа на его собственном локальном разделе памяти. Более того, Oracle8 всегда использует все имеющиеся в системе процессоры, независимо от того, как распределены по разделам данные. Если один из процессоров начинает испытывать перегрузку, Oracle8 динамически назначает для выполнения этой задачи удаленные процессоры. Таким образом реализуется экстенсивное использование на этих платформах “пересылки функций” (function shipping), имеющей своей целью минимизацию передачи данных по внутренним линиям связи.  Адаптивная параллельная архитектура Oracle8 объединяет лучшие элементы подходов “общий диск” (shared disk) и “ничего общего” (shared nothing) и обеспечивает прекрасную балансировку нагрузки и ее динамическое распределение. Сервер Oracle8 – это проверенное решение, позволяющее заказчикам реализовать максимальный потенциал параллельной производительности.

Расширенная подсистема резервного копирования/восстановления.

Управляемое сервером Oracle8 резервное копирование и восстановление данных предоставляет пользователям системы широкий спектр функциональных возможностей для создания резервных копий и восстановления данных. Сервер Oracle8 хранит подробную информацию о том, когда производилось резервное копирование, какие именно части базы данных были скопированы и где записаны файлы, содержащие эти копии. Если необходимо произвести восстановление базы данных, сервер Oracle8 анализирует состояние базы данных и определяет, какие операции необходимо выполнить для “починки” базы. Затем сервер Oracle8 автоматически выполняет эти операции, существенно упрощая для администраторов процесс восстановления и уменьшая вероятность человеческой ошибки. Простой графический интерфейс пользователя управляет копированием и восстановлением данных из окна Oracle Enterprise Manager. Кроме того, имеется интерфейс программирования приложений для третьих фирм, которые хотели бы предложить альтернативный интерфейс.  Многоуровневые инкрементальные резервные копии (Oracle8 Enterprise Edition) существенно уменьшают размеры получающихся файлов, так как в таком случае копируются только изменившиеся блоки. При этом уменьшается и требующееся для копирования время. Копирование табличных пространств по состоянию на определенный момент времени  позволяет восстановить одно или несколько табличных пространств в более раннем состоянии, в то время как остальная часть базы данных продолжает оставаться в рабочем состоянии. При этом легко исправляются многие типы пользовательских ошибок. Если пользователь, например, запустил пакетное приложение, которое некорректно обновило очень много записей в таблице, эта таблица может быть восстановлена в состоянии на момент времени, предшествовавший запуску этого приложения. Или, если таблица была случайно удалена, ее тоже можно восстановить на момент времени перед этой операцией.

Поддержка высокой надежности. Высоконадежное функционирование.

Средства оперативного создания резервных копий Oracle8 позволяют администраторам осуществлять деятельность по созданию резервных копий в то время, как база данных продолжает функционировать, не прекращая при этом обработку транзакций, – даже в периоды интенсивного использования системы OLTP. Если содержащее пользовательские данные устройство выйдет из строя, утраченные файлы данных могут быть восстановлены на другом устройстве, а Oracle8 тем временем продолжит обработку запросов, адресованных к остальной части базы данных. Для параллельного восстановления базы данных Oracle8 может использовать несколько процессов, что приводит к сокращению продолжительности процесса оперативного восстановления. В сервер Oracle8 включен механизм отложенного восстановления транзакций для облегчения более быстрого запуска базы данных после ее аварийного завершения. Операции отката, связанные с незафиксированными транзакциями, после запуска базы данных выполняются в параллельном режиме, обеспечивая тем самым более быстрый переход системы в состояние готовности и ее более высокую производительность. Oracle8 поддерживает также табличные пространства со статусом «только для чтения», сохраняя время за счет устранения резервного копирования и восстановления статических данных. В сервер включены также несколько опций, обеспечивающих высокую надежность даже при наличии отказов носителей информации или ошибок. Применение зеркальных многосегментных журналов служит гарантией того, что критические журнальные данные останутся доступными даже в том случае, если журнальное устройство выйдет из строя. Опциональное (то есть, включаемое по вашему желанию) вычисление контрольных сумм, проверка правильности блоков базы данных и журналов облегчает более раннее обнаружение ошибок носителей данных и улучшает их диагностику.

Высоконадежные приложения.

Помимо того, что Oracle8 обеспечивает масштабируемую производительность для приложений OLTP и хранилищ данных, он еще и гарантирует высокую степень надежности приложений. Она достигается за счет использования целого спектра опций сервера для преодоления последствий стихийных бедствий и катастроф, из которого можно выбрать наиболее подходящие для приложения. К методам для обеспечения высокой надежности приложений можно отнести программный сервер Oracle Parallel Server и опции «Резервная база данных Oracle8» и «Oracle8 Advanced Replication» (расширенная репликация Oracle8), интегрированных в сервер Oracle8. При работе в кластерной конфигурации, применение сервера Oracle8 Parallel Server позволит быть уверенным, что данные останутся доступными даже в случае выхода из строя одного из узлов кластера. Если один из узлов кластера все-таки выходит из строя, это никак не сказывается на работе пользователей, подключенных к другим узлам. А пользователи, подключенные к вышедшему из строя узлу, могут просто подключиться к любому из действующих узлов и продолжить свою работу. Транзакции, которые были зафиксированы на вышедшем из строя узле, но результаты выполнения которых еще не были записаны обратно в файлы базы данных, автоматически восстанавливаются одним из оставшихся в рабочем состоянии узлов, а незавершенные транзакции  автоматически откатываются.

Опция «Резервная база Oracle8» предлагает пользователям надежный механизм для реализации системы резервных баз данных, с помощью которого упрощается быстрое восстановление базы данных после стихийных бедствий и катастроф. При применении этой опции используется вторая система, функционирующая на резервном (дублирующем) оборудовании и постоянно поддерживаемая в рабочем состоянии. Для поддержания рабочего состояния дублирующей системы специальное приложение производит архивацию журнальных файлов первичной системы. В случае выхода первичной системы из строя, для активации резервной базы данных требуется минимум восстановительных работ, что и приводит к практически мгновенной доступности системы. Для обеспечения высокой степени доступности данных применяется и опция «Расширенная репликация Oracle8». Данные первичной (основной) системы реплицируются на один или более альтернативных узлов. Каждый из таких альтернативных узлов представляет работающую базу данных, которая может отвечать на запросы пользователей, а в некоторых случаях даже принимать обновления. В случае отказа основной системы приложение может просто переключиться на любой из альтернативных узлов, обеспечивая тем самым непрерывную доступность данных.


 Расчет надежности технического обеспечения ИСС.

  Требуется рассчитать вероятность безотказность работы системного блока ЭВМ за заданный интервал времени.

Так как после истечения двух лет техника считается устаревшей, то за заданное время примем 2 года, это составляет 5840 часов (с учетом работы в день не более 8 часов).

Вероятность безотказной работы объекта выражается зависимостью:

Р (t) = е -lt

где l - параметр модели (интенсивность отказов), 1/ч * 10-6

Таблица 8.1. интенсивности отказов

Компонент

Интенсивность,

1/ч*10-6

Клавиатура

0,5

Монитор

15

Принтер

5

Системный блок

10

Вероятность безотказной работы монитора:

P(t)= е -lt=e (-15)*10-6*5840=0,917

Вероятность безотказной работы клавиатуры:

P(t)= е -lt=e (-0.5)*10-6*5840=0,99

Вероятность безотказной работы принтера:

P(t)= е -lt=e (-5)*10-6*5840=0,97

Вероятность безотказной работы системного блока:

P(t)= е -lt=e (-10)*10-6*5840=0,94

Вероятность безотказной работы технического обеспечения:  

 P(t) =  e-lt  = e   (-0,5)+15+5+10)*10-6 5840  =e  - (506,1)*10-6*5840 = 0,84

Для параллельно включенных подсистем с резервом при таких же условиях вероятность безотказной работы системы:

P  пар ni=1 =1-П(1-Pi)

Это выражение основано на том, что вероятность отказа системы с параллельной структурой резервирования выражается как произведение вероятностей отказа элементов.

Рпар4 i=1 = 1-П(1- 0,84)= 0,99

Произведенные расчеты показали, что комплекс технического обеспечения отвечает требованиям по надежности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Тема дипломного проекта   соответствует тематики работ по реализации «Концепции информатизации железнодорожного транспорта».  В дипломном проекте была сделана попытка с учетом новых средств вычислительной техники, внедряемых БД и СУБД широкого применения ЛВС, внедрить систему САИД на станции Анисовка. В ходе разработки был установлен набор необходимых АРМов, потребная БД и СУБД, получены решения по проектированию системы. В результате  информатизации  станции снижаются внутриотраслевые затраты. Составляющими  эффективности системы являются:

Повышение безопасности движения поездов за  счет:  

-повышение коэффициента использования транспортного средства и следовательно, оборота транспортных средств и скорости;

-совершенствование управления техобслуживанием;

-оптимизация трасс перевозки.

Экономический эффект:

-повышение безопасности движения и сохранности грузов;

-сокращение опозданий и порожних пробегов;

-сокращение складов и обслуживающего персонала;

-автоматизированное составление отчетов, включая ввод сопровождающей документации передачи в компьютерные сети АСУ железнодорожного транспорта (система электронных накладных). Внедрение системы  в таможенные и контрольно-пропускные пункты в портах, на автострадах, ж. д. между регионами и государствами должно обеспечить значительное повышение пропускной способности транспортных средств.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

1.Компьютерные сети: Учебный курс. Пер. с англ. М.:  Издательский отдел « Русская редакция», 1997г.

2.Гусева А. И. Работа в локальных сетях NetWare 3.12 – 4.1 М.:

 Диалог – МИФИ, 1996г.

3.Фролов А.В., Фролов Г.В. Глобальные сети компьютеров. М.: Диалог – МИФИ, 1996г.

4.Белов С.В. "Безопасность жизнедеятельности".M:1998г.

5.Попов Ю.Г., Соленов Б.И. "Справочник по охране труда".M:1997г.

6.Правила по охране труда, технике безопасности на ВЦ. 2001г.

7.Аппаратные средства локальных сетей./ М.Гук. С.-Петербург,   2000г.

8.Защита информации в компьютерных системах./ В.Мельников.  Москва, финансы и статистика, 1997г.

9.Введение в операционные системы.T2/ Г.Дейтел. Москва, мир. 1987г.

10.Аппак М.А. Автоматизированные рабочие места на основе ПК

М: Радио и связь, 1989г.

11.Хандкаров Ю.С. Вычислительные центры на ж.д. транспорте.

М: Транспорт 1984г.

12.Тишкин Е.М. Автоматизация управления выгонным парком

М: Интекст 2004г.

13.Сибаров Ю.Г. Охрана труда в ВЦ М:1990г.

14.Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах

М: Наука,  Диалектика 1980г.

15.Шураков В.В. Надежность программного обеспечения систем и обработки данных М: Финансы и статистика 1987г.

PAGE  16


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

9074. Рационализм 17 века: основные идеи и представители 15.67 KB
  Рационализм 17 века: основные идеи и представители Основное положение рационализма: главный источник знания- идеи, т. е .мысли и понятия, изначально присущие человеку или являющиеся его врожденными способностями. Рационалисты: Рене Декарт, Г.В...
9075. Эмпиризм 17 века. Основные идеи и представители 15.87 KB
  Эмпиризм 17 века. Основные идеи и представители. Эмпиризм- направление в философии, сторонники которого считают, что в основе познаний лежит опыт. Английские эмпирики- Ф. Бэкон, Г. Гоббс, Дж. Локк. Бэкон: Рационалисты науки- философы. Муравьи- собир...
9076. Христианский предэкзистенциализм С. Кьеркегора 15.58 KB
  Христианский предэкзистенциализм С. Кьеркегора Экзистенциализм- направление философии, главным предметом изучения которого стал человек, его проблемы, трудности, существование в окружающем мире. Основателем экзистенциализма считается датский ф...
9077. Воля к жизни А. Шопенгауэра, воля к власти Ницше 15.63 KB
  Воля к жизни А. Шопенгауэра, воля к власти Ницше Ницше: Воля к власти - это одна из разновидностей волевых импульсов человеческого поведения. Волю к власти Ницше считал определяющим стимулом деятельности и главной способностью человека. Осново...
9078. Имморализм и теория сверхчеловека в философии Ницше 17.35 KB
  Имморализм и теория сверхчеловека в философии Ницше ИММОРАЛИЗМ (или аморализм), направление в этике, отрицающее мораль и какие бы то ни было нравственные нормы, связывающие волю индивида. В качестве представителей Имморализма в новой философии можно...
9079. Философия истории К. Маркса в сравнении с философией истории Гегеля 13.83 KB
  Философия истории К. Маркса в сравнении с философией истории Гегеля Гегель: История тоже развивается по закону Тезис- антитезис- синтез. История имеет свою цель- свобода, освобождение человечества. По Гегелю свобода есть познанная необходимость. Все...
9080. Философия немецкого экзистенциализма 20 века. (М. Хайдеггер и К. Ясперс) 14.95 KB
  Философия немецкого экзистенциализма 20 века. (М. Хайдеггер и К. Ясперс) Мартин Хайдеггер занимался разработкой самих основ экзистенциалистского понимания предмета и задач философии.Большое влияние на Хайдеггера оказала философия Ницше. Хайдегг...
9081. Философия французского экзистенциализма 20 века (Ж.-П. Сартр, А. Камю) 16.51 KB
  Философия французского экзистенциализма 20 века (Ж.-П. Сартр, А. Камю) Основная проблема экзистенциальной философии Жана- Поля Сартра (1905- 1980) - проблема выбора. Центральным понятием сартровской философии является для себя бытие. Для се...
9082. Пико Делла Мирандола Джованни Человек - свободный творец самого себя 29.56 KB
  Пико Делла Мирандола Джованни Человек - свободный творец самого себя Я прочитал, уважаемые отцы, в писании арабов, что когда спросили Абдаллу Сарацина, что кажется ему самым удивительным в мире, то он ответил, что ничего нет более...