Проблемы на пути интеграции

Проблемы связи, очевидно, возникают на всех уровнях модели OSI, от прикладного до физического (аппаратного).

Попытаемся рассмотреть важнейшие черты каждой из задач интеграции. Очевидно, что интеграция ИС требует от разработчика продуманного способа хранения данных, удобного способа доступа к данным, распределения данных и процедур обработки в сети компьютеров. Часть задач интеграции, а именно: совместное использование вычислительных ресурсов одного компьютера традиционно решает операционная система. Специализированные приложения и операционные системы позволяют использовать вычислительные ресурсы компьютеров, расположенных в локальной или глобальной сети. Новейшие сетевые технологии позволяют пользователям подключаться к сетям из произвольных мест. Источниками и потребителями информации становятся не только компьютеры, но и обычные бытовые приборы. Беспроводные способы передачи информации изменили понятие сети, сделали сеть быстро модифицирующейся, что не могло не сказаться на традиционных сетевых протоколах и привело к созданию новых протоколов.

Задача интеграции ИС усложняется при попытке интегрировать приложения, работающие на различных операционно–аппаратных платформах.

Для того, чтобы доказать, что проблема аппаратной интеграции существует, пояснить только один ее аспект, приведем пару небольших примеров.

На разных процессорах по-разному представляются обычные целые числа. Даже если мы говорим о двухбайтных числах, то можно считать первый байт старшим, а второй – младшим, а можно наоборот. Таким образом число 1 может выглядеть в двоичном виде как 00000000 00000001 или как 00000001 00000000.

С вещественными числами дело обстоит еще запутаннее. Пусть некий сервер данных (например, банк) находится на компьютере IBM. Клиент располагает персональным компьютером на базе процессора Intel. Не затрагивая проблему передачи данных, попробуем оценить, что получает клиент от такого сервера. Пусть клиент хочет увидеть количество денег на своем счете. Поскольку формат представления чисел с плавающей запятой на этих аппаратных платформах различный, то при передаче вещественных чисел без дополнительного преобразования мы получим удивительные результаты.

Пусть получено число в формате с плавающей запятой для IBM:

0100 0100 1100 0100 0000 0000 0000 0000

В этом формате первый левый бит – знак мантиссы (1 – мантисса отрицательная), следующие слева 7 разрядов – характеристика, а затем идет мантисса, нормализованная в шестнадцатеричном виде (т.е старшая цифра мантиссы в шестнадцатиричной форме не может быть нулем). Характеристика – число, показывающее, на сколько цифр надо передвинуть запятую в шестнадцатеричном представлении числа. Причем это число смещено вправо на 40₁₆, то есть 1 в старшем разряде обозначает положительное число, а 0 – отрицательное (наоборот по сравнению с о знаком мантиссы). В четырех двоичных разрядах можно представить однозначное (одну цифру) шестнадцатеричное число (0-F). Если учесть все сказанное, то получим: мантисса положительная и равна C40000₁₆(по-другому - 0,С40000), характеристика равна 44, следовательно, порядок равен 44 – 40 = 4. Таким образом, имеем число С400₁₆. Переведем его в десятичную систему счисления, получим 12*16³ + 4*16² + 0*16¹ + 0*16⁰ = 49152 + 1024 = 50176.

В процессорах Intel схема представления чисел с плавающей точкой очень похожа, но обладает несколькими существенными отличиями: мантисса нормализуется в двоичном виде, а поскольку при этом первый бит мантиссы по определению нормализации должен быть равен 1, то его пропускают, то есть всегда подразумевают, но не хранят. Под характеристику отдаются не семь, а восемь разрядов (у нас же высвободился один разряд). Причем характеристика показывает количество цифр в двоичном (!) представлении числа, на которое надо сдвигать запятую. Характеристика сдвигается вправо на 80₁₆, то есть также первый бит – знак порядка. Итак, считаем число. Мантисса равна 1100 0100 0000 0000 0000 0000, обратите внимание на добавленную слева 1. Порядок положительный и равен 10001001 – 10000000 = 1001, в десятичном виде это число равно 9. Исходное число в двоичном виде равно 110001000. Переведем в десятичную систему счисления 1*2⁸+1*2⁷+0*2⁶+0*2⁵+0*2⁴+1*2³+0*2²+0*2¹+0*2⁰ = 256+128+8 = 382. Разница значительная!

Последнее, о чем хотелось бы упомянуть, это то, что с отрицательными числами дело обстоит еще хуже (больше различий).

Что бывает, когда возникают рассогласования при кодировке букв национальных алфавитов, Вы уже знаете. Для представления русских букв в настоящее время существует несколько стандартов: так называемая кодовая страница 866 MS DOS, кодовая страница 1251 Windows и кодировка Unicode. До сих пор нередки случаи получения письма по электронной почте с невообразимым набором символов, полученным в результате работы нескольких некорректных программ – перекодировок.