Файл: Методы кодирования данных (Основные типы данных и их кодирование).pdf

Генерацию случайного трафика можно автоматически сгенерировать из алгоритмов, которые указаны пользователями, а также импортировать на базе имеющихся в стандартной комплектации пакетов форматов реальных трафиков. Проведение анализа результатов моделирования можно осуществить, а генерацию графов и анимации трафика можно сделать автоматически.^[12] Среди возможных плюсов при формировании модели сети на основе программного обеспечения следует отметить то, что уровень гибкости, который обеспечивается с привлечением ядра моделирования, тот же, что и для моделирования, которое создано с нуля, но с использованием объектного построения среды.

Пользователь может намного быстрее производить разработку, усовершенствование и делать модели для многократного использования. Существует несколько сред редактора по одной для каждого из видов объектов. Для организации объектов можно отметить иерархическую структуру, для сетевых объектов (моделей) есть связи по набору узлов и объектов связи, при этом есть связи объектов узлов по набору объектов, типам модулей очерёдности, модулям процессоров, передатчику и приемнику.

В версии ПО для моделирования радиоканалов содержатся модели антенн радиопередатчика, антенн приемника, объекты узла, которые перемещаются (включая спутники). Логикой поведения процессоров и модуля очередности управляет модель процесса, которая может создаваться пользователем и изменяться в пределах редакторов процессов.

В редакторах процессов пользователи могут определять модели процессов через комбинации алгоритмов работы конечных автоматов (finitestate machine FSM) и операторов языков программирования C/C++. Проведение вызова событий модели процессов при моделировании управляется на основе возбуждения прерывания, а каждое из прерываний соответствует событиям, которые должны быть обработаны в рамках модели процессов.

2.2 Взаимосвязь данных и информации

В 2017 г. не склонные к риску предприятия наконец освоили облака — а мы и не заметили, пишет на портале TechTarget старший аналитик и консультант Taneja Group Майк Мэтчетт. Незаметно произойдет и переход к новым технологиям хранения данных в 2018 г.

Порой большие изменения подкрадываются очень тихо. Особенно если речь идет о будущем технологий хранения данных. Мэтчетт предлагает обратить внимание на следующие тренды:

Контейнеры появились благодаря давнему желанию найти удачный способ упаковки приложений. В этом году управление контейнерами корпоративного класса достигнет уровня зрелости управления виртуальными машинами, не утратив тех преимуществ, которыми обладают контейнеры по сравнению с виртуальными машинами.^[13] Чисто программные (software-defined) ресурсы, такие как хранение, будут предоставляться главным образом в виде контейнеров.

В сочетании с динамическими операционными API-интерфейсами эти ресурсы составят очень гибкие программируемые инфраструктуры. Такой подход позволит производителям упаковывать приложения вместе с необходимой для них инфраструктурой в модули, которые можно развернуть где угодно, создавая даже такие облака, какие создают ЦОДы. Возможность развернуть ЦОД по запросу будет широко использоваться, например, при восстановлении после катастроф. Все говорят об искусственном интеллекте, а в действительности это машинное обучение постепенно проникает во все поры управления ИТ.

Следует абстрагироваться от шумихи и определить, где и как осторожно применяемое МО может принести существенную пользу. Концептуально МО в основном представляет собой развитую форму распознавания образов. Так что подумайте, где автоматическая идентификация сложных образов сэкономит время и силы. Все более широкая доступность алгоритмов МО породит новые процессы управления хранением.^[14] Такие процессы смогут обучаться, корректировать операции и настройки для оптимизации нагрузки, быстро выявлять и устранять коренные причины аномалий, взаимодействовать с инфраструктурой хранения и управлять большими данными с целью минимизации затрат.

Менеджмент как сервис (Management as a Service, MaaS) применительно к хранению данных набирает популярность. Во-первых, любой массив хранения автоматически информирует службу технической поддержки о возникающих проблемах, анализирует управление и оптимизирует производительность. В 2018-м интервал между предоставлением сервисов удаленного управления быстро сократится с одного дня до пяти минут.

Большинство компаний будет управлять своими гибридными архитектурами с помощью облачных сервисов MaaS, и многие начнут отказываться от обременительного использования управляющего ПО на своей площадке. Не только крупные, но даже мелкие производители быстро создают MaaS-версии своих продуктов. Например, осенью прошлого года VMware выпустила несколько облачных управляющих сервисов, которые, в сущности, представляют собой онлайновые версии знакомых онпремис-возможностей.

Возросло количество массивов хранения, имеющих облачные аналоги, которые можно легко воспроизвести и использовать при возникновении сбоев. Вот лишь некоторые примеры: HPE Cloud Volumes (Nimble); IBM Spectrum Virtualize и облачное хранение Oracle, использующее ZFS Storage Appliance. Не следует требовать, чтобы при хранении в облаке для надежности гибридных операций использовалась та же или сходная операционная система, что и при локальном хранении.^[15] В конце концов, главное достоинство публичного облака состоит в том, что конечный пользователь не должен беспокоиться, а в большинстве случаев даже знать, является инфраструктурный сервис физической машиной, виртуальным образом, временным контейнерным сервисом или чем-то еще.

Правда, для оптимизации сложных распределенных операций, связанных с хранением, может использоваться много патентованных технологий, таких как удаленная репликация данных, синхронизация моментальных снимков, управление метаданными и их индексирование, применение глобальной политики. Для операций гибридного хранения попросту нет стандартов. Даже пользующийся широкой поддержкой API-интерфейс хранения объектов AWS Simple Storage Service в действительности не является стандартом. По поводу облачного хранения разгорятся войны: организации будут шокированы, когда поймут, что им приходится платить как производителю системы хранения за ее облачный вариант, так облачному сервис-провайдеру за платформу.

Несмотря на шумиху, протокол Non-Volatile Memory Express (NVMe) не вызовет потрясений в области хранения, если судить по тому, что говорилось на VMworld и других конференциях осенью прошлого года. Да, он может дать прирост производительности при решении тех важнейших задач, которым сколько ни дай, все мало. Но он не окажет влияния на будущее хранения данных, даже отдаленно напоминающего эффект флэш-памяти NAND. Тем не менее, в 2018 г. в большинстве массивов хранения, вероятно, появится поддержка NVMe, что лишит некоторых производителей их преимуществ.

С другой стороны, вскоре после 2018 г. следует ожидать появления вычислительных архитектур, целенаправленно построенных на основе высокоскоростных энергонезависимых устройств хранения (Storage-Class Memory, SCM). Первые варианты SCM, которые выпустила Intel, установленные на картах PCIe с доступом по протоколу NVMe (3D XPoint), дали значительное повышение производительности. Но еще более быстрые виды SCM в сочетании с модулями динамической памяти RAM вызовут гораздо более сильное потрясение.^[16]

2.3 Кодирование и декодирование данных

Как мы можем видеть, главной особенностью нашей современной жизни является информатизация общества и всех сфер его деятельности. Информационные ресурсы, сегодня, стали намного важнее, чем материальная составляющая либо энергетические возможности. Каждый день мы то и дело сталкиваемся с различными информационными потоками, без которых уже невозможно представить существование человечества. Информационные ресурсы, которые представляют собою массивы данных, как правило, крупных размеров, могут использоваться различными способами, как отдельными людьми, так и целыми предприятиями. Однако, большая часть современных организаций не могут качественно заниматься своей деятельностью без возможности защиты своей информации, ее надежного и удобного хранения, а также, быстрой передачи данных.

В результате использования обществом автоматизированных систем, образовалось немалое количество проблем, как у пользователей, так и у разработчиков. Основной из них является проблема информационной безопасности. Ее влияние велико, поэтому оставлять ее в бесконтрольном состоянии нельзя. Она требует постоянного сосредоточения, решения проблем и поиска новых путей совершенствования существующих методов. Особенно ввиду того, что практически вся современная информация может легко преобразоваться в машиночитаемую форму. А это значит, ее можно легко исказить, скопировать, либо уничтожить. Что, весьма, нежелательно. В совокупности с этим, развитие информационных технологий, присущее нашей современности, способствует распространению негативных явлений, таких как несанкционированный доступ к секретной информации, промышленный шпионаж.

Подобные действия представляют собой серьезную опасность для современных организаций. Поэтому вопросы защиты информации, на сегодняшний день, имеют большую актуальность. Спрос на хороших специалистов в этой области растет ежедневно. Информационная безопасность является довольно многогранной и существенной проблемой, которая требует серьезного подхода и использования надежных способов защиты информации от различного рода посягательств. С этой целью в стране разрабатываются различные государственные программы, развивается нормативно-правовая база. [1, 8]

Однако, помимо этого, для успешной работы с объемами информации, она должна иметь надлежащий вид, который обеспечит достоверность, компактность и удобство. [5, 64] Поэтому, сегодня, на практике применяются особые технологии, которые способны кодировать информацию, тем самым не только способствуя качественному ее использованию, а и предотвращая свободный доступ к ней, что, несомненно, повышает уровень безопасности. Интересно, что история кодирования информации началась несколько веков назад.

В 1792 году был создан первый телеграф Шаппа, который мог передавать оптическую информацию, используя таблицу кодов, где буквам соответствовали разные фигуры. После, революцию в сферу кодирования и декодирования привнес телеграф Морзе в 1837 году. Создатель предложил использовать для преобразования сообщений всего три символа: тире, точка, пауза. Также, запоминающимися изобретениями стали радиоприемник А. Попова, передающий данные беспроводным путем, и телеграф Бодо, который решал проблему неравномерности кода и сложность декодирования. Далее следовало создание электронно-вычислительных машин (ЭВМ). [2, 56]

Решающим фактором в разработке систем управления информацией был факт того, что для ее получения, передачи, хранения, используются именно ЭВМ. Чтобы эти машины могли успешно считывать данные, информация должна быть преобразована в символы, которые будут понятны для них. Что и было сделано. Таким образом, на данный момент, по каналам связи передаются очень большие объемы информации в виде кода, который преобразовывается специальными программами.

Существуют и обычные способы сбора данных, которые соответствуют всем стандартам, но, тем не менее, они являются несовершенными. Поэтому в современных системах передачи информации успешно применяются способы кодирования и декодирования. Рассмотрим эти понятия. Особым и неотъемлемым элементом обработки информации является кодирование, которое можно охарактеризовать как процесс составления кода, имеющего вид набора символов либо сокращений, соответствующих определенным элементам.

Код — это совокупность знаков, каждый из которых имеет соответствие с другими составляющими. Иногда данный термин заменяется понятием «шифр». Основные задачи кодирования состоят в обеспечении экономичности, компактности, надежности, а также, в соответствии скорости передачи данных пропускной способности канала.

Цель кодирования состоит в стремлении изменить информацию в другую форму, более компактную, такую, которую можно будет использовать при передаче и обработке информации. Данный способ обеспечивает присутствие таких элементов, как метод поиска, сортировка информации и ее упорядочивание, что, по сути, представляет собой принципиальную схему обработки информации, где процесс кодирования является частью операции ввода данных, имеющих вид входных кодов, которые образуются после декодирования. Говоря о декодировании, мы можем отметить, что эта операция обратна кодированию. Декодировщик превращает код в привычную для человека форму. В более широком смысле, декодирование — это процесс восстановления и придания смысла полученным сигналам.