Последовательные асинхронные данные передаются в форме кадров, каждый из которых содержит стартовый бит, до восьми бит данных, бит четности и один или два стоповых бита. В соответствии с принятым правилом при синхронной передаче используется контроль на нечетность (при котором биту четности придается такое значение, чтобы количество битов в данных и контрольном поле было нечетным), а

при асинхронной передаче применяется контроль на четность. Стартовый бит используется для синхронизации приемника с передающим устройством путем запуска находящегося в приемнике источника синхросигналов, который работает примерно с такой скоростью, как генератор синхросигналов в передающем устройстве.

Шина USB является промышленным расширением архитектуры компьютеров PC. USB - быстрый, двунаправленный, дешевый, динамически подключаемый последовательный интерфейс, который совместим с основными требованиями различных платформ PC.

Основные отличительные особенности архитектуры шины USB:

Топология USB-шины. Шина USB соединяет USB-устройства с USB-хостом (host). В любой USB-системе может быть только один хост-контроллер (Host). На физическом уровне топология USB представляется в виде многоуровневой звезды. Устройства USB могут подключаться непосредственно к хосту, но так как число устройств может быть велико, предусмотрено подключение через специальные концентраторы (hubs), которые расположены в центре каждой звезды

USB-хост взаимодействует с USB-устройствами через хост-контроллер и отвечает за:

Существует два главных класса USB-устройств: устройства-концентраторы и устройства-функции. Устройства-концентраторы (hubs) обеспечивают дополнительное присоединение USB-узлов, а устройства-функции (functions) - подключение функциональных устройств.

В одном USB-устройстве могут объединяться возможности устройств-функций и устройств-концентраторов, для подключения других функций.

Устройство-функция - устройство USB, которое способно передать или получить данные или управляющую информацию по шине. Функция обычно выполняется как отдельное периферийное устройство с кабелем, который подключается в порт концентратора (например, мышь, клавиатура). Каждая функция содержит информацию о конфигурации, которая описывает ее параметры и требования к ресурсам. Прежде чем устройство-функция будет использовано, оно должно быть сконфигурировано хостом. Такая конфигурация включает в себя распределение пропускной способности USB-шины и выбор специфических настроек конфигурации функции.

Основные режимы работы. Как определено в спецификациях USB 1.0 и 1.1, имеются два режима передачи сигналов, которые могут использоваться на одной шине благодаря динамическому переключению скоростей. Полноскоростной режим передачи информации по USB-шине со скоростью 12 Мбит/с и низкоскоростной режим передачи сигналов в 1,5 Мбит/с, который имеет ряд функциональных ограничений и позволяет работать при меньшем уровне защиты от электромагнитных помех (EMI) и который определен, чтобы поддерживать ограниченное число низкоскоростных устройств (типа мыши), так как включение большого числа низкоскоростных устройств значительно снижает пропускную способность шины.

Определение скоростных характеристик устройства и самого факта включения его на шину производится благодаря имеющимся в устройстве pull-up-резисторам, подключенным к линиям D+ или D-. Подключение резистора к линии D+ сигнализирует подключение полноскоростного устройства, к линии D- - низкоскоростного.

Для подключения внешних устройств USB позволяет иметь кабельный сегмент длиной до 5 м. USB-кабель состоит из 4 проводов:

1) Vbus - линия для передачи питания +5 вольт при максимальном токе в 500 мА;

2) D- - первый провод витой пары для передачи данных;

3) D+ - второй провод витой пары для передачи данных;

4) GND - цифровая «земля».

Проводники Vbus и GND служат для подводки питания (+5 В) к устройствам, которые запитываются от шины. Любое подключенное устройство может или использовать свое питание (self-powered), или получать питание от хоста или хаба (bus-powered). Отметим, что системное программное обеспечение USB-хоста управляет энергосбережением в сети, посылая устройствам команды войти или выйти из режима энергосбережения.

IEEE 1394 или Firewire - это последовательная высокоскоростная шина, предназначенная для обмена цифровой информацией между компьютером и другими электронными устройствами.

Fireware - великолепный вариант для подключения жестких дисков и устройств обработки аудио- и видеоинформации. Эта шина также идеально подходит для работы мультимедийных приложений в реальном времени.

Данные с компакт-дисков и цифровых магнитофонов смогут передаваться без искажений, потому что в настоящее время эти данные сначала конвертируются в аналоговый сигнал, а затем обратно оцифровываются устройством-получателем сигнала. Кабельное телевидение, радиовещание и видео CD передают данные также в цифровом формате.

Стандарт поддерживает пропускную способность шины на уровнях 100, 200 и 400 Мбит/с. В зависимости от возможностей подключенных устройств одна пара устройств может обмениваться сигналами на скорости 100 Мбит/с, в то время как другая на той же шине - на скорости 400 Мбит/с. Такие высокие показатели пропускной способности последовательной шины практически исключают необходимость использования параллельных шин, основной задачей которых станет передача потоков данных, например несжатых видеосигналов, внутри компьютера.

Шина IEEE 1394 может использоваться с: Компьютерами; Аудио и видео мультимедийными устройствами; Принтерами и сканерами; Жесткими дисками, массивами RAID; Цифровыми видеокамерами и видеомагнитофонами.

Интерфейс позволяет осуществлять два типа передачи данных: синхронный и асинхронный. При асинхронном методе получатель подтверждает получение данных, а синхронная передача гарантирует доставку данных в необходимом объеме, что особенно важно для мультимедийных приложений.

Протокол IEEE 1394 реализует три нижних уровня эталонной модели Международной организации по стандартизации OSI: физический, канальный и сетевой. Кроме того, существует "менеджер шины", которому доступны все три уровня. На физическом уровне обеспечивается электрическое и механическое соединение с коннектором, на других уровнях - соединение с прикладной программой.

База знаний содержит факты и правила. Факты - это фразы без условий, они содержат утверждения, которые всегда абсолютно верны. Правила содержат утверждения, истинность которых зависит от некоторых условий, образующих тело правила.

Факты содержат краткосрочную информацию в том смысле, что они могут меняться, например, в ходе время консультации.

Правила представляют собой долговременную информацию о том, как порождать новые факты или гипотезы из того, что сейчас известно.

Чем такой подход отличается от обычной методики использования БД?

Основное различие состоит в том, что БЗ обладает большими «творческими» возможностями.

Факты в БД обычно пассивны: они там либо там есть, либо их нет.

БЗ, с другой стороны, активно пытается пополнить недостающую информацию.

Одной из основных проблем, характерных для СОЗ, является проблема представления знаний. Это объясняется тем, что форма представления знаний оказывает существенное влияние на характеристики и свойства системы.

Представление знаний изображено на рис. 2.2.

Для возможности оперирования знаниями из реального мира с помощью ПК, необходимо осуществить их моделирование (по аналогии с построением концептуальных и логических моделей БД). При этом необходимо отличать знания, предназначенные для обработки компьютером от знаний, используемых человеком.

При проектировании модели представления знаний следует учитывать такие факторы, как:

Однородность представления приводит к упрощению механизма управления логическим выводом и управлением знаниями.

Простота понимания предполагает доступность понимания представления знаний и экспертам, и пользователем системы. В противном случае затрудняется приобретение знаний и их оценка.

Однако выполнить эти требования в равной степени, как для простых, так и сложных задач довольно трудно. В настоящее время для представления знаний используют следующие виды моделей:

Иллюстрацией логической модели является приведенный выше пример.

Основная идея логического подхода состоит в том, чтобы рассматривать всю систему знаний необходимую для решения прикладных задач, как совокупность фактов (утверждений).

Факты представляются как формулы в некоторой логике (первого или высшего порядка, многозначной, нечеткой или др.) Система знаний отображается совокупностью таких формул и, представленная в ЭВМ, она образует БЗ.

Формулы неделимы и при модификации БЗ могут лишь добавляться или удаляться.

Логические методы обеспечивают развитый аппарат вывода новых фактов из тех, которые явно представлены в БЗ.

Основным примитивом манипуляции знаниями является операция вывода.

Модель ЖЦ ПО - структура, определяющая последовательность выполнения и взаимосвязи процессов, действий и задач на протяжении ЖЦ. В рамках модели ЖЦ выделяют совокупности упорядоченных во времени, взаимосвязанных и объединенных в стадии работ.

Стадия - часть процесса создания ПО, ограниченная некоторыми временными рамками и заканчивающаяся выпуском конкретного продукта (моделей ПО, программных компонентов, документации). Стадии создания ПО выделяются по соображениям рационального планирования и организации работ, заканчивающихся заданными результатами.

В состав жизненного цикла ПО обычно включаются следующие стадии:

Стадия формирования требований к ПО. Данная стадия включает следующие этапы: 1)Планирование работ; 2)Проведение обследования деятельности автоматизируемого объекта (организации); 3)Построение моделей деятельности организации. Обычно формируются 2 модели: модели «AS-IS» («как есть»); модели «ТО-ВЕ» («как должно быть»).

Каждая из моделей включает в себя полную функциональную и информационную модель деятельности организации, а также, в случае необходимости, модель, описывающую динамику поведения организации. Прорабатывается процесс перехода от модели «AS-IS» к модели «ТО-ВЕ».

Стадия проектирования (разработка системного проекта). На этом этапе определяются архитектура системы, ее функции, внешние условия функционирования, интерфейсы и распределение функций между пользователями и системой, требования к программным и информационным компонентам, состав исполнителей и сроки разработки. Основу системного проекта составляют модели «ТО-ВЕ».

Стадия разработки технического проекта. На основе системного проекта осуществляется собственно проектирование системы, включающее проектирование архитектуры системы и детальную проработку компонентов до требуемого уровня.

Стадия тестирования и все последующие стадии включают соответствующие процессы из ЖЦ.

1. Каскадная модель

Каскадная модель подразумевает ступенчатое выполнение стадий ЖЦ, следующая стадия наступает после полного завершения предыдущей стадии рис. 3.

Данная модель очевидна, последовательность этапов логична. Модель позволяет планировать объем работ при наличии данных о выполненных стадиях аналогичной системы.

Данный подход позволяет детально прорабатывать элементы системы при проектировании сложной вычислительной системы. Однако он не обеспечивает возможность доработки системы за счет возврата к предшествующему этапу, что характерно при разработке сложных систем с большим количеством задач. Поэтому при разработке многих систем нарушаются плановые сроки выполнения отдельных этапов, неверно планируются требуемые финансовые ресурсы. При использовании данного подхода срок выполнения работ системы значителен, при этом требования, предъявляемые к системе, могут изменяться.

Для преодоления перечисленных проблем была разработана спиральная модель.

2. Спиральная модель

Прикладное ПО создается не сразу, а по частям с использованием метода прототипирования. Создание прототипов осуществляется в несколько итераций, или витков спирали рис. 4.

Прототип - действующий программный компонент или набор, реализующий отдельные функции и внешние интерфейсы разрабатываемого ПО.

При использовании данного подхода возможно не только наращивание прототипов, но и изменение прототипов нижнего уровня.

Главное требование - преемственность прототипов, т.е. прототипы более высокого уровня должны наследовать основные функциональные и интерфейсные характеристики. На каждой итерации производится тщательная оценка риска превышения сроков и стоимости проекта, чтобы определить необходимость выполнения еще одной итерации, степень полноты и точности понимания требований к системе, а также целесообразность прекращения проекта.

Рис. 3. Каскадная схема разработки ПО

Рис. 4. Спиральная модель ЖЦ ПО

При разработке прототипа каждого уровня выполняются однотипные группы действий.

Основная проблема спирального цикла - определение момента перехода на следующую стадию. Для ее решения необходимо ввести временные ограничения на каждую из стадий жизненного цикла. Переход осуществляется в соответствии с планом, даже если не вся запланированная работа закончена. План составляется на основе статистических данных, полученных в предыдущих проектах, и личного опыта разработчиков

Принципы разработки приложений MSF - это набор моделей, принципов и методов, которые помогают организации более эффективно создавать и использовать ИТ для решения проблем бизнеса. Обеспечивая ощутимый прогресс и четкое руководство, MSF позволяет сделать приложение гибким и способным реагировать на изменяющиеся потребности организации.

Ядро этой системы составляют шесть основных моделей: 1) модель производственной архитектуры;2) модель проектной группы; 3)модель приложения. 4)модель процесса разработки ПО; 5)модель управления рисками; 6)модель процесса проектирования.

Эта модель предлагает набор принципов, обеспечивающих быстрое создание производственной архитектуры посредством выпуска версий. При этом информационные технологии приводятся в соответствие с требованиями бизнеса с четырех точек зрения: бизнеса, приложения, информации и технологии. Использование этой модели позволяет сократить затраты времени на разработку производственной архитектуры.

Эта модель относится к группе, работающей над проектом: описывает роли, обязанности каждого участника, распределение ответственности и порядок работы. Гибкость позволяет привести модель в соответствие с характером проекта, размером группы и квалификацией участников. Использование этой модели и ее основных принципов помогает сформировать неравнодушную, энергичную и эффективную команду.

Эта модель описывает организационную структуру процесса разработки и руководство им в течение всего времени выполнения проекта. Отличительные особенности модели - поэтапность, итеративность и гибкость. Она описывает фазы, этапы, виды деятельности и результаты процесса разработки приложения и их связь с моделью проектной группы MSF. Использование этой модели обеспечивает контроль за ходом разработки проекта, минимизацию рисков, повышение качества и сокращение сроков выполнения проекта.

Эта модель предлагает организованный путь активного управления рисками проекта. Она описывает порядок и условия реализации упреждающих решений и мер для постоянного выявления потенциальных проблем, позволяет обнаружить наиболее существенные риски и реализовать стратегии их устранения. Использование этой модели и ее основных принципов помогает команде сосредоточиться на наиболее важных моментах, принимать верные решения и лучше подготовиться к тому времени, когда будущее откроет свои тайны.

Эта модель описывает трехфазный, ориентированный на конечного пользователя, непрерывный процесс разработки, характеризующийся параллельными итерационным выполнением проекта и таким образом способствующий его эффективности и гибкости. Три фазы разработки - концептуальное, логическое и физическое проектирование - реализуют точку зрения на проект трех аудиторий: конечных пользователей, проектной группы и разработчиков, Продвижение от концептуального проекта к физическому превращает набор сценариев использования в совокупность компонентов и сервисов, образующих приложение, реализующее требования заказчика и пользователей. Таким образом, приложение разрабатывается не ради демонстрации технологических возможностей, а для решения насущных проблем бизнеса и пользователей.

Эта модель реализует логичный, трехуровневый, ориентированный на сервисы метод проектирования и разработки программного обеспечения. Применение пользовательских сервисов, бизнес-сервисов и сервисов данных позволяет реализовать параллельную разработку, обеспечивает оптимальное использование технологии, облегчает эксплуатацию и сопровождение и обеспечивает максимальную гибкость развертывания, поскольку сервисы, составляющие приложение, могут располагаться и на единственном персональном компьютере, и на различных серверах и клиентах, установленных в разных странах.