9. Порты

Аппаратный порт — специализированный разъём в компьютере, предназначенный для подключения оборудования определённого типа. Обычно портами называют разъёмы, предназначенные для работы периферийного оборудования, существенно разделённого от архитектуры компьютера (например, сетевые разъёмы не называют портами, так же, как не называют портами разъёмы PCI/ISA/AGP/VLB/PCI-E-шин, разъёмы для оперативной памяти и процессора).

В протоколах TCP и UDP (семейства TCP/IP) порт — идентифицируемый номером системный ресурс, выделяемый приложению, выполняемому на некотором сетевом хосте, для связи с приложениями, выполняемыми на других сетевых хостах (в том числе c другими приложениями на этом же хосте).

Для каждого из протоколов TCP и UDP стандарт определяет возможность одновременного выделения на хосте до 65536 уникальных портов, идентифицирующихся номерами от 0[1] до 65535. При передаче по сети номер порта в заголовке пакета используется (вместе с IP-адресом хоста) для адресации конкретного приложения (и конкретного, принадлежащего ему, сетевого соединения).

В обычной клиент-серверной модели приложение либо ожидает входящих данных (или запроса на соединение; "слушает порт"; роль сервера), либо посылает данные (или запрос на соединение) на известный порт, открытый приложением-сервером (роль клиента).

По умолчанию приложению выдается порт с произвольным (например, ближайшим свободным, большим 1024) номером. При необходимости приложение может запросить конкретный (предопределённый) номер порта. Так, веб-серверы обычно открывают для ожидания соединения предопределённый порт 80 протокола TCP.

Порт ввода/вывода (англ. I/O ports) — схемотехническое решение, организующее интерфейс процессора и внешних устройств (памяти, устройств вводе-вывода и т.д).

Порты ввода/вывода создаются в системном оборудовании, которое циклически декодирует управляющие, адресные и контакты данных процессора. Затем порты настраиваются для обеспечения связи с периферийными устройствами ввода-вывода.

Одни порты используются для передачи данных (например приём данных от клавиатуры или чтение времени системных часов), другие — для управления периферийными устройствами (команда чтения данных с диска), исходя из этого

2. Дружественные классы и дружественные методы классов. Особенности реализации дружественных методов

Дружественный класс (friend class) — это класс, имеющий специальное разрешение нарушать скрытие данных для другого класса. Например, класс итератора является дружественным классом для соответствующего составного класса. Ему, в отличие от других классов, разрешено нарушать скрытие данных для составного класса.

Объявление дружественного класса позволяет всем его методам получить доступ ко всем переменным и методам другого класса.

Например:

class A {public: int Fx();} class B {public: friend class A; private: }

Дружественный класс или член класса будет доступен только в том случае, если он был объявлен в области видимости самого класса или ранее во внешней области видимости, внутри которой располагается область видимости, содержащая объявление класса с объявлениями друзей класса.

Например:

class A {public: // Класс расположен во внешней области видимости

int Fx1(); }

namespace classB { class B {public: friend class A; friend class C; private: }

class C { public // Класс расположен в том же пространстве имен

int Fx2(); } }

Дружественные классы не наследуются, и их дружественность не является транзитивной.

Например:

class A {int Fx();}

class B {friend class A;}

class C {friend class B;} // Класс А не является дружественным классу C

class D : public B {} // Класс А не является дружественным классу D

Функция может быть дружественнной не сама по себе, а только по отношению к другим классам. Функция дружественная классу - обычная функция, которой доступны скрытые и защищенные члены этого класса.

Для описания дружественной тому или иному классу функции(метода или класса) необходимо в описании этого класса объявить (описать) дружественную функцию с указанием ключевого слова friend. Если функция дружественна нескольким классам, то надо добавить это описание во все классы, к внутренним данным которых производим обращение. В большинстве языков ООП не имеет различия в какой раздел описания класса(publuc, protected или private) вставлено описание дружественной функции.

Одна из причин их использования состоит в том, что некоторые функции нуждаются в привилегированном доступе более чем к одному классу. Вторая причина – friend-функция передает все параметры через список параметров, и значение каждого из них подчинено преобразованию, совместимому с назначением. Такие преобразования применяются к явно переданным аргументам-классам и поэтому особенно полезны в случаях перегрузки оператора.

.

Некоторые особенности дружественных функций.

• Дружественная функция при вызове не получает указателя this.

• Объекты классов должны передаваться дружественной функции только явно через аппарат параметров

• Дружественные функции нельзя вызывать через объекты классов, друзьями которых они являются, а также через указатели на эти объекты. Иначе говоря, следующие действия запрещены:

имя_объекта.имя_функции

указатель_на_объект -> имя_функции

• На дружественную функцию не распространяется действие спецификаторов доступа (public, protected, private), поэтому место размещения прототипа дружественной функции внутри определения класса безразлично.

• Дружественная функция не может быть компонентной функцией того класса, по отношению к которому определяется как дружественная, зато она может быть просто глобальной функцией, а также компонентной функцией другого ранее определенного класса.

• Дружественная функция может быть дружественной по отношению к нескольким классам.

Кое-что о применении

Использование механизма дружественных функций позволяет упростить интерфейс между классами. Например, дружественная функция позволит получить доступ к собственным или защищенным компонентам сразу нескольких классов. Тем самым из классов можно иногда убрать компонентные функции, предназначенные только для доступа к этим "скрытым" компонентам.

В качестве примера рассмотрим дружественную функцию двух классов "точка на плоскости" и "прямая на плоскости".

Класс "точка на плоскости" включает компонентные данные для задания координат (х, у) точки.

Компонентными данными класса "прямая на плоскости" будут коэффициенты A, B, C общего уравнения прямой A*х+B*y+C = 0.

Дружественная функция определяет уклонение заданной точки от заданной прямой. Если (a, b) - координаты конкретной точки, то для прямой, в уравнение которой входят коэффициенты A, B, C, уклонение вычисляется как значение выражения A*a+B*b+C.

3. Фрейм как модель представления знаний. Механизмы логического вывода на сетях фреймов (ПС Фреймбокс)

Фреймом называется формализованная модель для отображения образа.

В качестве идентификатора фрейму присваивается имя фрейма. Это имя должно быть единственным во всей фреймовой системе.

Фрейм имеет определенную внутреннюю структуру, состоящую из множества элементов, называемых слотами, которым также присваиваются имена. За слотами следуют шпации, в которые помещают данные, представляющие текущие значения слотов. Каждый слот в свою очередь представляется определенной структурой данных. В значение слота подставляется конкретная информация, относящаяся к объекту, описываемому этим фреймом.

Структура фрейма

Имя слота	значение слота	способ получения значения	присоединённая процедура

В таблице последние столбцы предназначены для описания способа получения слотом его значения и возможного присоединения к тому или иному слоту специальных процедур, что допускается в теории фреймов. В качестве значения слота может выступать имя другого фрейма; так образуют сети фреймов.

Значением слота может быть практически что угодно: числа, формулы, тексты на естественном языке или программы, правила вывода или ссылки на другие слоты данного фрейма или других фреймов. В качестве значения слота может выступать набор слотов более низкого уровня, что позволяет реализовывать во фреймовых представлениях «принцип матрешки». Связи между фреймами задаются значениями специального слота с именем «Связь».

В общем случае структура данных фрейма может содержать более широкий набор информации, в который входят следующие атрибуты.

Имя фрейма. Оно служит для идентификации фрейма в системе и должно быть уникальным.

Имя слота. Оно должно быть уникальным в пределах фрейма. Обычно имя слота представляет собой идентификатор, который наделен определенной семантикой. В качестве имени слота может выступать произвольный текст.

Указатели наследования. Они показывают, какую информацию об атрибутах слотов из фрейма верхнего уровня наследуют слоты с аналогичными именами в данном фрейме.

Указатель типа данных. Он показывает тип значения слота. Наиболее употребляемые типы: frame — указатель на фрейм; real — вещественное число; integer — целое число; boolean — логический тип; text – фрагмент текста; list — список; table — таблица; expression — выражение; lisp — связанная процедура и т.д.

Значение слота. Оно должно соответствовать указанному типу данных и условию наследования.

Демоны. Демоном называется процедура, автоматически запускаемая при выполнении некоторого условия. Демоны автоматически запускаются при обращении к соответствующему слоту. Демон является разновидностью связанной процедуры.

Присоединенная процедура. запускается по сообщению, переданному из другого фрейма. Демоны и присоединенные процедуры являются процедурными знаниями, объединенными вместе с декларативными в единую систему. Эти процедурные знания являются средствами управления выводом во фреймовых системах, причем с их помощью можно реализовать любой механизм вывода.

Пример 2. Описание с помощью фреймов понятия письменного отчета.

В виде семантической сети «отчет» можно представить следующим образом.

Представление понятия «отчет» в виде фреймов

Семантическая сеть понятия «отчет»

Преимущества: отражает концептуальную основу организации памяти человека, а также ее гибкость и наглядность. Во фреймовых системах данные о родовидовых связях хранятся явно, как и знания других типов. Значения слотов представляются в системе в единственном экземпляре, поскольку включаются только в один фрейм, описывающий наиболее понятия из всех тех, которые содержит слот с данным именем. Еще одно достоинство фреймов состоит в том, что значение любого слота может быть вычислено с помощью соответствующих процедур или найдено эвристическими методами. То есть фреймы позволяют манипулировать как декларативными, так и процедурными знаниями.

К недостаткам фреймовых систем относят их относительно высокую сложность, что проявляется в снижении скорости работы механизма вывода и увеличения трудоемкости внесения изменений в родовую иерархию.

Машина логического вывода

Машина логического вывода - программа, моделирующая механизм рассуждений и оперирующая знаниями и данными с целью получения новых данных из знаний и других данных, имеющихся в рабочей памяти. Обычно машина логического вывода использует программно реализованный механизм дедуктивного логического вывода или механизм поиска решения в сети фреймов или семантической сети.