Билет № 7

1. Общая классификация систем. Классификация по степени организованности.

Системы разделяются по признакам в зависимости от рассматриваемой задачи:

по виду отображаемого объекта (экономические, технические, биологические, промышленные и др.);

по виду научного направления (математические, физические, химические и др.);

по виду формального аппарата представления системы (стохастические, детерминированные);

по виду целеустремленности (открытые, закрытые);

по сложности структуры и поведения (простые, сложные);

по степени организованности (хорошо ~, плохо ~ и само организующиеся).

Классификация по степени организованности:

Хорошо организованные – предсказуемые системы, с четко описанным критерием функционирования (как правило, математически описаны), легко управляемые.

Примером является модель солнечной системы. Солнечная система имеет возмущающие воздействия и шумы. Для описания движения планет вокруг солнца, например, метеориты и кометы не имеют большого значения, а следовательно не существенны, кроме того, состояние планет можно определить на несколько лет вперед.

Плохо организованные (диффузные) - перед такими системами не ставится задача изучения всех компонентов и связей между системой и целями системы. Очень часто статистические данные отсутствуют, и приходится рассматривать вероятность вероятностей – доверительную вероятность. Диффузные системы широко используются, в виду того, что не всегда можно создать хорошо организованные системы (система массового обслуживания).

Самоорганизующиеся - в данных системах используется подход, позволяющий исследовать наименее изученные процессы. Невозможно представить, как поведёт себя система, поэтому её представляют в виде самоорганизующейся системы. Выделяют самоприспосабливающиеся, самовосстанавливающиеся и самовоспроизводящиеся системы (популяция животных, биосфера и т.д.).

2. Ключи. Неопределенность значений атрибутов в ключах.

Подмножество атрибутов схемы отношения, однозначно идентифицирующее любую запись в отношении и не имеющее собственного подмножества, также идентифицирующего любую запись в отношении, называется ключом отношения.

Из определения следует - ключ отношения должен отвечать следующим требованиям: идентифицировать кортеж; не содержать "лишних" атрибутов.

Одно отношение может иметь несколько ключей. Ключ может состоять как из одного атрибута, так и нескольких (составной ключ).

Первичный ключ - ключ, который используется в данный момент. Все остальные ключи являются возможными. При выборе первичного ключа учитывается: чтобы ключ был несоставной (желательно); его значение не должно меняться в процессе жизни БД.

Когда невозможно найти идентификатор, отвечающий этим требованиям, вводится суррогатный ключ, значение которого является внутренним делом системы.

Т.к. БД представляет собой совокупность отношений, которые должны быть связаны между собой, то должен существовать механизм организации этой связи, в котором основное место занимает внешний ключ. Внешний ключ отношения есть множество атрибутов, которые являются первичным ключом в другом отношении. Пример:

R(Студент) = {№ зачетки, Фамилия, Имя, Отчество, …}

R(Успеваемость) = {№ зачетки, Название предмета, Название вида отчетности, Оценка}

Внешний ключ - № зачетки.

Отношение, содержащее внешний ключ, называется ссылающимся отношением (Успеваемость). Отношение, содержащее первичный ключ, адекватный внешнему ключу другого отношения, называется ссылочным отношением (Студент).

Если некий атрибут присутствует в нескольких отношениях, то его наличие обычно отражает определенную связь между кортежами этих отношений.

Недопустимо, чтобы атрибуты, входящие в первичный или внешний ключ принимали NULL значения. Если в каком-то кортеже отсутствуют данные о значении атрибута, то говорят, что его значение NULL (не определено, неизвестно, неприемлемо для данного кортежа). Определитель NULL следует воспринимать как логическую величину «неизвестно». Т.е. либо это значение не входит в область определения некоторого кортежа, либо никакое значение еще не задано. Ключевое слово NULL представляет собой способ обработки неполных или необычных данных. Значение NULL не эквивалентно не нулевому численному значению, не пустой строке. Для избежания NULL значений в первичном и внешнем ключах целесообразно вводить суррогатный ключ.

Понятие супреключа. Суперключ - содерж внутри себя подмнож-во атр, однозн-но идентиф кортеж отнош-я. Суперключ – не ключ.

3. Понятие объекта и класса. Свойства объекта: состояние, поведение, идентичность. Свойства класса: структура и поведение. Описание классов в языке C++. Объект, класс и инкапсуляция как связанные понятия.

Термин Объект. Неформальное определение: объект моделирует часть окружающей действительности и таким образом существует во времени и пространстве. Другое определение – объект представляет собой конкретный опознаваемый предмет, единицу или сущность (реальную или абстрактную), имеющую четко определенные функциональное назначение в данной предметной области. В еще более общем плане объект может быть определен как нечто, имеющее четко очерченные границы. В ПО впервые термин «объект» был введен в языке Simula и применялся для моделирования реальности.

Объект обладает состоянием, поведением и идентичностью; структура и поведение схожих объектов определяет общий для них класс. Термины «экземпляр класса» и «объект» взаимозаменяемые.

Термин Класс. В общепонятных терминах, класс это группа, множество или вид с общими свойствами или общим свойством, разновидностями, отличиями по качеству, возможностями или условиями. Если объект обозначает конкретную сущность, определенную во времени и пространстве, то класс определяет абстракцию существенного в объекте. В контексте ООП, класс – это некое множество объектов, имеющих общую структуру и общее поведение.

Различие терминов класс и объект: это отдельные, но тесно связанные понятия. В частности, каждый объект является экземпляром какого-либо класса; класс может порождать любое число объектов. В большинстве практических случаев классы статичны, то есть все их особенности и содержание определенны в процессе компиляции программы. Из этого следует, что любой созданный объект относится к строго фиксированному классу. Сами объекты, напротив, в процессе выполнения программы создаются и уничтожаются. Например, существует класс «млекопитающие», а указание на конкретного представителя («Мой кот, Мурзик») – это объект или экземпляр класса «млекопитающих».

Свойства объекта: состояние есть перечень (обычно статические) всех свойств конкретного объекта и текущими (обычно динамические) значениями каждого из этих свойств. Например, статическое свойство Лифта есть декларированная способность ездить вверх-вниз, а не горизонтально. И значение свойства есть состояние (едет, стоит). Если едет, то откуда и куда. Если стоит, то номер этажа.

Свойства объекта: поведение определяет как объект действует и реагирует; поведение выражается в терминах состояния объекта и передачи сообщений. Иными словами, поведение объекта – это его наблюдаемая и проверяемая из вне деятельность.

Свойства объекта: идентичность – это такое свойство объекта, которое отличает его от всех других объектов.

Свойства класса: структура. Выделяют две составляющие класса – интерфейс (облик) и реализация (внутренне устройство). Главное в интерфейсе – объявление операций, востребованных другими классами. Сюда же относят объявление других классов, переменных, констант и исключительных ситуаций, уточняющих абстракцию. Реализация, напротив – ни кому из вне класса не интересна, а значит – она направлена на определении операций, объявленных в интерфейсе. Интерфейс класса принято делить на три части:

Открытая (public) – видимая всем клиентам. Защищенная (protected) – видимую самому классу, его подклассам и друзьям. Закрытая (private) – видимую т. самому классу и его друзьям.

Свойства класса: поведение – задает шаблон поведения, присущий всем без исключений экземплярам (объектам). Поведение класса его объявляет (описание заголовка метода: имя, список параметров и их типы) и определяет (содержание метода: алгоритм).

Описание классов в языке С++. В стандарте ANSI/ISO языка С++ класс объявляется с помощью ключевого слова class. Синтаксис объявления класса похож на синтаксис объявления структуры.

Объявление	Пример
class имя_класса { // закрытые члены класса public: // открытые члены класса } список_объектов;	class myClass { int a; public: void set_a(int num); int get_a();};

В объявление класса список_объектов не обязателен.

Объект, класс и инкапсуляция как связанные понятия: Объект является экземпляром класса. Класс определяет поведение объекта, по средством задания его интерфейса и реализации. Интерфейс отражает внешнее поведение объекта, описывая его абстракцию. А внутренняя реализация описывает представление этой абстракции и механизмы достижения желаемого поведения. Внутренняя реализация скрывает от других объектов все детали, не имеющие отношения к процессу взаимодействия объектов (т.е. это инкапсуляция).

4. Основные элементы политики безопасности по «Оранжевой книге».

Согласно "Оранжевой книге", политика безопасности должна включать в себя, по крайней мере, следующие элементы:

1. произвольное управление доступом;

2. безопасность повторного использования объектов;

3. метки безопасности;

4. принудительное управление доступом.

Произвольное управление доступом - это метод ограничения доступа к объектам, основанный на учете личности субъекта или группы, в которую субъект входит. Произвольность управления состоит в том, что некоторое лицо (обычно владелец объекта) может по своему усмотрению давать другим субъектам или отбирать у них права доступа к объекту.

Безопасность повторного использования объектов - предохраняет от случайного или преднамеренного извлечения секретной информации из "мусора". Безопасность повторного использования должна гарантироваться для областей оперативной памяти, в частности для буферов с образами экрана, расшифрованными паролями и т.п., для дисковых блоков и магнитных носителей в целом.

Метки безопасности

Для реализации принудительного управления доступом с субъектами и объектами используются метки безопасности. Метка субъекта описывает его благонадежность, метка объекта - степень закрытости содержащейся в нем информации.

Согласно "Оранжевой книге", метки безопасности состоят из двух частей: уровня секретности и списка категорий. Уровни секретности, поддерживаемые системой, образуют упорядоченное множество, которое может выглядеть, например, так:

• совершенно секретно;

• секретно;

• конфиденциально;

• несекретно.

Категории образуют неупорядоченный набор. Их назначение описать предметную область, к которой относятся данные.

Принудительное управление доступом основано на сопоставлении меток безопасности субъекта и объекта.

Субъект может читать информацию из объекта, если уровень секретности субъекта не ниже, чем у объекта, а все категории, перечисленные в метке безопасности объекта, присутствуют в метке субъекта.

Субъект может записывать информацию в объект, если метка безопасности объекта доминирует над меткой субъекта.

Принудительное управление доступом реализовано во многих вариантах операционных систем и СУБД, отличающихся повышенными мерами безопасности.

5. Концентраторы.

Задача данных устройств получать сигнал из среды передачи по возможности усиливать его и передавать н все возможные выходы. Все рабочие станции, подключенные к данным устройствам, разделяют общую несущую или управляются одним маркером.

Устройства делятся на 2 категории: неинтеллектуальные и интеллектуальные.

Повторитель – неинтеллектуальный концентратор и служит только для усиления сигнала и передачи всех поступающих к нему фреймов на подключенные у нему узлы сети. Пользователи получают одинаковый трафик.

Концентратор (хаб)- интеллектуальный повторитель который выполняет дополнительные функции:

• Позволяет отслеживать ошибки с сети

• Объединяет сегменты одного протокола МАС-уровня

• Осуществляет автосегментацию

• Является управляемым по протоколу SNMP

• Поддерживает резервные связи между повторителями