1. Единицы измерения информации

Единицы измерения информации служат для измерения объёма информации — величины, исчисляемой логарифмически. Это означает, что когда несколько объектов рассматриваются как один, количество возможных состояний перемножается, а количество информации — складывается. Не важно, идёт речь о случайных величинах в математике, регистрах цифровой памяти в технике или в квантовых системах в физике.

Чаще всего измерение информации касается объёма компьютерной памяти и объёма данных, передаваемых по цифровым каналам связи.

В качестве единицы информации Клод Шеннон предложил принять  один  бит    (англ. bit — binary digit — двоичная цифра). Бит в теории информации — это количество информации, необходимое для различения двух равновероятных событий. В вычислительной технике битом называют наименьшую “порцию” памяти компьютера, необходимую для хранения одного из двух знаков “0″ и“1”, используемых для внутримашинного представления данных и команд. Бит, выбран в качестве единицы количества информации потому, что принято считать, что двумя двоичными словами исходной длины N или словом длины 2N можно передать в 2 раза больше информации, чем одним исходным словом. Число возможных равновероятных выборов при этом увеличивается в 2N раз, тогда как I удваивается.

Бит — слишком мелкая единица измерения. На практике чаще применяется более крупная единица —  байт,  равная  восьми битам. Именно восемь битов требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры компьютера (256=2⁸). В принципе, байт определяется для конкретного компьютера как минимальный шаг адресации памяти.

Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации:

1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 2 ¹⁰ байт,

1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 2 ²⁰ байт,

1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 2 ³⁰ байт.

2. Формулы Шеннона, Хартли

Вероятностный подход

Количество информации как мера уменьшения неопределённости.

Получение информации одновременно означает увеличение знания, что, в свою очередь, означает уменьшение незнания или информационной неопределенности.

За единицу количества информации принимают выбор одного из двух равновероятных сообщений (“да” или “нет”, “1” или “0”). Она также названа бит. Вопрос ценности этой информации для получателя — это уже из иной области.

Очень приближенно можно считать, что количество информации в сообщении о каком-то событии совпадает с количеством вопросов, которые необходимо задать, и ответом на которые могут быть лишь “да” или “нет”, чтобы получить ту же информацию. Причем событие, о котором идет речь, должно иметь равновероятные исходы.

Будем считать события равновозможными, если мы не располагаем заранее никакой информацией (статистическими данными, логическими умозаключениями и т.д.), о том, что шансы одного из событий выше или ниже, чем шансы любого другого. При этом имеется в виду, что в результате опыта обязательно наступит какое-либо событие и притом только одно.

Так, например, при подбрасывании монеты выпадение орла или решки можно считать равновозможными событиями.

Чем больше равновозможных событий, тем больше неопределенность ситуации. Минимальный размер сообщения о том, что произошло одно из двух равновозможных событий, равен одному биту. Информацию о том, что произошло первое событие, можно закодировать в двоичном алфавите нулем, а о том, что произошло второе событие – единицей.

Для уменьшения неопределенности в два раза (вместо двух возможных событий – одно реально произошедшее) требуется один бит информации. Иначе говоря, сообщение, уменьшающее неопределенность ситуации в два раза, несет один бит информации. Если его длина, подсчитанная с использованием алфавитного подхода больше, значит, сообщение несет избыточную, с точки зрения уменьшения неопределенности, информацию.

Можно рассчитать длину сообщения в двоичном алфавите, необходимую для передачи информации. Для уменьшения неопределенности ситуации в 2n раз необходимо n бит информации.

Научный подход к оценке сообщений был предложен еще в 1928 году Р.Хартли. Он процесс получения информации рассматривал как выбор одного сообщения из конечного наперёд заданного множества из N равновероятных сообщений, а количество информации I, содержащееся в выбранном сообщении, определял как двоичный логарифм N.

Расчетная формула имеет вид:

I = log 2 N,

где N — количество равновероятных событий (число возможных выборов),

I — количество информации.

Иногда формула Хартли записывается иначе. Так как наступление каждого из N возможных событий имеет одинаковую вероятность  P =, то N = и формула имеет вид:

I = log() = — logP

Но не все события имеют одинаковые вероятности. Существует много таких ситуаций, у которых вероятности реализации различаются.

Определим,  являются ли равновероятными сообщения «первой выйдет из дверей здания женщина» и «первым выйдет из дверей здания мужчина». Однозначно ответить на этот вопрос нельзя. Все зависит от того, о каком именно здании идет речь. Если это, например, станция метро, то вероятность выйти из дверей первым одинакова для мужчины и женщины, а если это военная казарма, то для мужчины эта вероятность значительно выше, чем для женщины.

Для задач такого рода американский учёный Клод Шеннон предложил в 1948г. другую формулу определения количества информации, учитывающую возможную неодинаковую вероятность сообщений в наборе.

Если I — количество информации,

N — количество возможных событий,

P - вероятности отдельных событий,

то количество информации для событий с различными вероятностями можно определить по формуле:

I = — (PlogP + PlogP + . . . + PlogP),

или

I= - P logP 

Легко заметить, что если вероятности P,P, …, P равны, то каждая из них равна , и формула Шеннона превращается в формулу Хартли.

Согласно Шеннону, информативность сообщения характеризуется содержащейся в нем полезной информацией — той частью сообщения, которая снимает полностью или уменьшает неопределенность какой-либо ситуации.

Неопределенность некоторого события — это количество возможных исходов данного события.

Вероятностный подход часто называют субъективным, так как разные люди (субъекты) информацию об одном и том же предмете оценивают по-разному.

Но если число исходов не зависит от суждений людей, то информация о наступлении одного из возможных исходов является объективной.

В теории информации количеством информации называют числовую характеристику сигнала, которая не зависит от его формы и содержания и характеризует неопределенность, которая исчезает после получения сообщения в виде данного сигнала. В этом случае количество информации зависит от вероятности получения сообщения о том или ином событии.

Для абсолютно достоверного события (событие обязательно произойдет, поэтому его вероятность  равна 1) количество информации в сообщении о нем равно 0. Чем невероятнее событие, тем большее  количество информации несет сообщение о нем. Лишь при равновероятных ответах ответ “да” или “нет” несет один бит информации.

Вопрос №6. Объем данных. Единицы измерения объема данных.

Объем данных (V) – количество байт, которое требуется для их хранения в памяти электронного носителя информации.

Память носителей в свою очередь имеет ограниченную ёмкость, т.е. способность вместить в себе определенный объем.

· Бит — базовая единица измерения количества информации, равная количеству информации, содержащемуся в опыте, имеющем два равновероятных исхода. Это тождественно количеству информации в ответе на вопрос, допускающий ответы «да» либо «нет» и никакого другого (то есть такое количество информации, которое позволяет однозначно ответить на поставленный вопрос). Один разряд двоичного кода (двоичная цифра). Может принимать только два взаимоисключающих значения: да/нет, 1/0, включено/выключено, и т. п. В электронике 1 двоичному разряду соответствует 1 двоичный триггер, который имеет два устойчивых состояния.

· Байт (англ. byte) — единица хранения и обработки цифровой информации. В настольных вычислительных системах байт считается равным восьми битам, в этом случае он может принимать одно из 256 (2⁸) различных значений. Следует понимать, что количество бит в байте не является однозначной величиной и может варьироваться в широком диапазоне. Так, в первых компьютерах размер байта был равен 6 битам. В суперкомпьютерах, вследствие используемой адресации, один байт содержит 32 бита. Для того, чтобы подчеркнуть, что имеется в виду восьмибитный байт, а также во избежание широко распростанённого заблуждения, что в одном байте исключительно восемь бит, в описании сетевых протоколов используется термин «октет» (лат. octet). Байт в современных x86-совместимых компьютерах — это минимально адресуемый набор фиксированного числа битов.

· Килоба́йт (кБ, Кбайт, КБ) м., скл. — единица измерения количества информации, равная в зависимости от контекста 1000 или 1024 (2¹⁰) стандартным (8-битным) байтам. Применяется для указания объёма памяти в различных электронных устройствах.

1 килобайт (КБ) = 8 килобит (Кб)

Название «килобайт» часто применяется для 1024 байт, но формально неверно, так как приставка кило-, традиционно означает умножение на 1000, а не 1024. Согласно предложению МЭК, формально правильной (хотя и относительно редко используемой) для 2¹⁰ является двоичная приставка киби-.

Исторически сложилось, что со словом «байт» несколько некорректно (вместо 1000 = 10³ принято 1024 = 2¹⁰) использовали и продолжают использовать приставки СИ: 1 Кбайт = 1024 байт, 1 Мбайт = 1024 Кбайт, 1 Гбайт = 1024 Мбайт и т. д. При этом обозначение Кбайт начинают с прописной буквы в отличие от строчной буквы «к» для обозначения множителя 10³.

· Мегаба́йт (Мбайт, М, МБ) м., скл. — единица измерения количества информации, равная, в зависимости от контекста, 1 000 000 (10⁶) или 1 048 576 (2²⁰) стандартным (8-битным) байтам. Сокращенное название МБ отличается от Мегабита (Мб) строчной буквой (но на самом деле иногда происходит некоторая путаница в сокращениях). Применяется для указания объёма памяти в различных электронных устройствах.

· Гигабайт (Гбайт, Г, ГБ) — кратная единица измерения количества информации, равная 10⁹ стандартным (8-битным) байтам или 1 000 000 000 байтам. Применяется для указания объёма памяти в различных электронных устройствах. От сложившегося положения нередко страдают потребители продукции крупных корпораций, производящих жёсткие диски и карты флэш-памяти. Приобретая изделие, в маркировке которого указана его реальная емкость, например, 1 гигабайт или 1 000 000 000 байт они полагают, что приобретают изделие емкостью 1 гибибайт или 1 073 741 824 байт, что нередко приводит к непониманию и недовольству.

Байт- мельчайшая адресуемая единица информации

Килобайт – базовая единица

Вопрос №7. Системы счисления. Представление чисел в двоичной, восьмеричной, шестнадцатеричной системе счисления.

Для удобства последующего преобразования дискретный сигнал подвергается кодированию (о кодировании см. в разделеКодирование сигнала). Большинство кодов основано на системах счисления, причем использующих позиционный принцип образования числа, при котором значение каждой цифры зависит от ее положения в числе.

Примером позиционной формы записи чисел является та, которой мы пользуемся (так называемая арабская форма чисел). Так, в числах 123 и 321 значения цифры 3, например, определяются ее положением в числе: в первом случае она обозначает три единицы (т.е. просто три), а во втором – три сотни (т.е. триста).

Тогда полное число получается по формуле:

где l – количество разрядов числа, уменьшенное на 1,

i – порядок разряда,

m – основание системы счисления,

a_i – множитель, принимающий любые целочисленные значения от 0 до m-1, и соответствующий цифре i-го порядка числа.

Например, для десятичного (m = 10) числа 345 его полное значение рассчитывается по формуле:

3*10² + 4*10¹ + 5*10⁰ = 345.

Римские числа являются примером полупозиционной системы образования числа: так, в числах IX и XI знак I обозначает в обоих случаях единицу (признак непозиционной системы), но, будучи расположенным слева от знака X (обозначающего десять), вычитается из десяти, а при расположении справа – прибавляется к десяти. В первом случае полное значение числа равно 9, во втором – 11.

В современной информатике используются в основном три системы счисления (все – позиционные): двоичная, шестнадцатеричная и десятичная.

Двоичная система счисления используется для кодирования дискретного сигнала, потребителем которого является  вычислительная техника. Такое положение дел сложилось исторически, поскольку двоичный сигнал проще представлять на аппаратном уровне. В этой системе счисления для представления числа применяются два знака – 0 и 1.

Шестнадцатеричная система счисления  используется для кодирования дискретного сигнала, потребителем которого является хорошо подготовленный пользователь – специалист в области информатики. В такой форме представляется содержимое любого файла, затребованное через интегрированные оболочки операционной системы, например, средствами Norton Commander в случае MS DOS. Используемые знаки для представления числа – десятичные цифры от 0 до 9 и буквы латинского алфавита – A, B, C, D, E, F.

Десятичная система счисления используется для кодирования дискретного сигнала, потребителем которого является так называемый конечный пользователь – неспециалист в области информатики (очевидно, что и любой человек может выступать в роли такого потребителя). Используемые знаки для представления числа – цифры от 0 до 9.

Вопрос № 8. Представление в двоичной коде графических изображений. Цветовые модели. Форматы хранения графических данных.

Вся информация, которую обрабатывает компьютер должна быть представлена двоичным кодом с помощью двух цифр: 0 и 1. Эти два символа принято называть двоичными цифрами или битами. С помощью двух цифр 0 и 1 можно закодировать любое сообщение. Это явилось причиной того, что в компьютере обязательно должно быть организованно два важных процесса: кодирование и декодирование. Кодирование – преобразование входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, т.е. двоичный код. Декодирование – преобразование данных из двоичного кода в форму, понятную человеку.

Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно двумя способами – как растровое или как векторное изображение. Для каждого типа изображений используется свой способ кодирования.

Растровое изображение представляет собой совокупность точек (пикселей) разных цветов. Пиксель - минимальный участок изображения, цвет которого можно задать независимым образом.В процессе кодирования изображения производится его пространственная дискретизация. Пространственную дискретизацию изображения можно сравнить с построением изображения из мозаики (большого количества маленьких разноцветных стекол). Изображение разбивается на отдельные маленькие фрагменты (точки), причем каждому фрагменту присваивается значение его цвета, то есть код цвета (красный, зеленый, синий и так далее).Качество изображения зависит от количества точек (чем меньше размер точки и, соответственно, больше их количество, тем лучше качество) и количества используемых цветов (чем больше цветов, тем качественнее кодируется изображение).

Для представления цвета в виде числового кода используются две обратных друг другу цветовые модели: RGB или CMYK. Модель RGB используется в телевизорах, мониторах, проекторах, сканерах, цифровых фотоаппаратах… Основные цвета в этой модели: красный (Red), зеленый (Green), синий (Blue). Цветовая модель CMYK используется в полиграфии при формировании изображений, предназначенных для печати на бумаге.

Цветовая модель RGB

Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета, которая задается количеством битов, используемых для кодирования цвета точки.Если кодировать цвет одной точки изображения тремя битами (по одному биту на каждый цвет RGB), то мы получим все восемь различных цветов.

На практике же, для сохранения информации о цвете каждой точки цветного изображения в модели RGB обычно отводится 3 байта (т.е. 24 бита) - по 1 байту (т.е. по 8 бит) под значение цвета каждой составляющей. Таким образом, каждая RGB-составляющая может принимать значение в диапазоне от 0 до 255 (всего 28=256 значений), а каждая точка изображения, при такой системе кодирования может быть окрашена в один из 16 777 216 цветов. Такой набор цветов принято называть True Color (правдивые цвета), потому что человеческий глаз все равно не в состоянии различить большего разнообразия.

Для того чтобы на экране монитора формировалось изображение, информация о каждой точке (код цвета точки) должна храниться в видеопамяти компьютера.Рассчитаем необходимый объем видеопамяти для одного из графических режимов. В современных компьютерах разрешение экрана обычно составляет 1280х1024 точек. Т.е. всего 1280 * 1024 = 1310720 точек. При глубине цвета 32 бита на точку необходимый объем видеопамяти: 32 *1310720 = 41943040 бит = 5242880 байт = 5120 Кб = 5 Мб.

Векторное изображение представляет собой совокупность графических примитивов (точка, отрезок, эллипс…). Каждый примитив описывается математическими формулами. Кодирование зависти от прикладной среды.Достоинством векторной графики является то, что файлы, хранящие векторные графические изображения, имеют сравнительно небольшой объем.Важно также, что векторные графические изображения могут быть увеличены или уменьшены без потери качества.

Форматы графических файлов определяют способ хранения информации в файле (растровый или векторный), а также форму хранения информации (используемый алгоритм сжатия).Наиболее популярные растровые форматы:BMPGIFJPEGTIFFPNG

Графические форматы файлов

Bit MaP image (BMP) — универсальный формат растровых графических файлов, используется в операционной системе Windows. Этот формат поддерживается многими графическими редакторами, в том числе редактором Paint. Рекомендуется для хранения и обмена данными с другими приложениями.Tagged Image File Format (TIFF) — формат растровых графических файлов, поддерживается всеми основными графическими редакторами и компьютерными платформами. Включает в себя алгоритм сжатия без потерь информации. Используется для обмена документами между различными программами. Рекомендуется для использования при работе с издательскими системами.Graphics Interchange Format (GIF) — формат растровых графических файлов, поддерживается приложениями для различных операционных систем. Включает алгоритм сжатия без потерь информации, позволяющий уменьшить объем файла в несколько раз. Рекомендуется для хранения изображений, создаваемых программным путем (диаграмм, графиков и так далее) и рисунков (типа аппликации) с ограниченным количеством цветов (до 256). Используется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете.Portable Network Graphic (PNG) — формат растровых графических файлов, аналогичный формату GIF. Рекомендуется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете.Joint Photographic Expert Group (JPEG) — формат растровых графических файлов, который реализует эффективный алгоритм сжатия (метод JPEG) для отсканированных фотографий и иллюстраций. Алгоритм сжатия позволяет уменьшить объем файла в десятки раз, однако приводит к необратимой потере части информации. Поддерживается приложениями для различных операционных систем. Используется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете.

Вопрос № 9. Представление в двоичной коде звука. Форматы хранения звуковых данных.

Вся информация, которую обрабатывает компьютер должна быть представлена двоичным кодом с помощью двух цифр: 0 и 1. Эти два символа принято называть двоичными цифрами или битами. С помощью двух цифр 0 и 1 можно закодировать любое сообщение. Это явилось причиной того, что в компьютере обязательно должно быть организованно два важных процесса: кодирование и декодирование. Кодирование – преобразование входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, т.е. двоичный код. Декодирование – преобразование данных из двоичного кода в форму, понятную человеку.

Использование компьютера для обработки звука началось позднее, нежели чисел, текстов и графики. Звук – волна с непрерывно изменяющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда, тем он громче для человека, чем больше частота, тем выше тон. Звуковые сигналы в окружающем нас мире необычайно разнообразны. Сложные непрерывные сигналы можно с достаточной точностью представлять в виде суммы некоторого числа простейших синусоидальных колебаний. Причем каждое слагаемое, то есть каждая синусоида, может быть точно задана некоторым набором числовых параметров – амплитуды, фазы и частоты, которые можно рассматривать как код звука в некоторый момент времени.

В процессе кодирования звукового сигнала производится его временная дискретизация – непрерывная волна разбивается на отдельные маленькие временные участки и для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды. Таким образом непрерывная зависимость амплитуды сигнала от времени заменяется на дискретную последовательность уровней громкости.

Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации. Частота дискретизации – количество измерений уровня сигнала в единицу времени. Количество уровней громкости определяет глубину кодирования. Современные звуковые карты обеспечивают 16-битную глубину кодирования звука. При этом количество уровней громкости равно N = 2 I = 2 16 = 65536.

Вопрос № 10. Файловая структура хранения данных. Понятия: файл, имя файла, полное имя файла, спецификация, каталог, папка.

Хранение файлов организуется в иерархической структуре, которая в данном случае называется файловой структурой. В качестве вершины структуры служит имя носителя, на котором сохраняются файлы. Далее файлы группируются в каталоги (папки), внутри которых могут быть созданы вложенные каталоги (папки). Путь доступа к файлу начинается с имени устройства и включает все имена каталогов (папок), через которые проходит. В качестве разделителя используется символ “\” (обратная косая черта).

Уникальность имени файла обеспечивается тем, что полным именем файла считается собственное имя файла вместе с путем доступа к нему. Понятно, что в этом случае на одном носителе не может быть двух файлов с тождественными полными именами.

Пример записи полного имени файла:

<имя носителя>\<имя каталога-1>\...\<имя каталога-N>\<собственное имя файла>

Одноуровневая файловая структура - это простая последовательность файлов. Для отыскания файла на диске достаточно указать лишь имя файла. Например, если файл tetris.exe находится на диске А:, то его "полный адрес" выглядит так:

A:\tetris.exe

Операционные системы с одноуровневой файловой структурой используются на простейших учебных компьютерах, оснащенных только гибкими дисками.

Многоуровневая файловая структура - древовидный (иерархический) способ организации файлов на диске. Для облегчения понимания этого вопроса воспользуемся аналогией с традиционным "бумажным" способом хранения информации. В такой аналогии файл представляется как некоторый озаглавленный документ (текст, рисунок) на бумажных листах. Следующий по величине элемент файловой структуры называется каталогом. Продолжая "бумажную" аналогию, каталог будем представлять как папку, в которую можно вложить множество документов, т. е. файлов. Каталог также получает собственное имя (представьте, что оно написано на обложке папки).

Файл – это именованное место на диске для хранения данных определенного типа. Файл может содержать программу, числовые данные, текст, закодированное изображение и др. 

Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой: собственно имя файла и расширение, определяющее его тип (программа, данные и т. д.). Собственно имя файлу дает пользователь, а тип файла обычно задается программой автоматически при его создании.

Последовательно записанные имя логического диска, путь к файлу и имя файла составляют полное имя файла.

Спецификация файла (полное имя файла).

Папка (каталог) – это совокупность файлов, объединенных по какому-либо критерию и хранимых на одном диске. В папке содержатся имена всех относящихся к нему файлов.

Вопрос № 11. Основные принципы обработки данных с помощью компьютера. Виды обработки данных. Понятия алгоритма, программы.

Компьютер или ЭВМ (электронно-вычислительная машина) – это универсальное техническое средство для автоматической обработки информации.

Принципы фон Неймана (обработки данных)

1.Принцип двоичного кодирования.  Для представления данных и команд используется двоичная система счисления. 2.Принцип однородности памяти.  Как программы (команды), так и данные хранятся в одной и той же памяти (и кодируются в одной и той же системе счисления — чаще всего двоичной). Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными. 3.Принцип адресуемости памяти.  Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. 4.Принцип последовательного программного управления.  Все команды располагаются в памяти и выполняются последовательно, одна после завершения другой. 5.Принцип условного перехода.  Команды из программы не всегда выполняются одна за другой. Возможно присутствие в программе команд условного перехода, которые изменяют последовательность выполнения команд в зависимости от значений данных.

Методы воспроизведения и обработки данных

1. естественные методы;

 Логическое мышление;

 Воображение;

 Сравнение;

 Сопоставление;

 Анализ

2. технические

 Аппаратные;

 Программные

Алгоритм – система точных и понятных предписаний (команд, инструкций, директив) о содержании и последовательности выполнения конечного числа действий, необходимых для решения любой задачи данного типа. Как всякий объект, алгоритм имеет название (имя). Также алгоритм имеет начало и конец.

Программа — представленная в объективной форме совокупность данных и команд, предназначенных для функционирования ЭВМ и других компьютерных устройств с целью получения определённого результата

Вопрос № 12. Общие принципы обмена данными между компьютерами.

Вопрос № 13. Алгебра логики. Основные законы. Преобразование логических выражений. Синтез логических схем.

Алгебра логики — это раздел математики, изучающий высказывания, рассматриваемые со стороны их логических значений (истинности или ложности) и логических операций над ними.

Основные законы. Для преобразования функции в АЛ используется ряд законов и тождеств, основные из которых приведены ниже.

    Коммутативные (переместительные) законы:

         

   Ассоциативные (сочетательные) законы:

         

    Дистрибутивные (распределительные) законы:

                

    Законы повторения:

         

    Законы инверсии (двойственности):

           

    Законы отрицания:

              

    Закон двойного отрицания:

              

    Закон поглощения:

         

    Закон склеивания:

         

    Правила операций с константами:

               

    Дополнительные тождества:

                

С помощью законов алгебры логики можно производить равносильные преобразования логических выражений с целью их упрощения. В алгебре логики на основе принятого соглашения установлены следующие правила (приоритеты) для выполнения логических операций: первыми выполняются операции в скобках, затем в следующем порядке: инверсия (отрицание), конъюнкция ( & ), дизъюнкция (v), импликация, эквиваленция.

Синтез логических схем. Правила синтеза 1. По выходной величине Q определяются количество «0» и «1», если «0»<«1», то синтез осуществляется по строкам, где Q=0 (если «1»<«0», то, где Q=1) 2. Каждая строка реализуется одним элементом «И» с соответствующими элементами «НЕ» на входах. 3. Устройство «ИЛИ», если синтезируем по «1» «ИЛИ-НЕ», если синтезируем по «0» осуществляет преобразование сигналов в выходную величину Q.

Вопрос № 14. Понятие алгоритма. Свойства алгоритмов. Способы записи алгоритма. Принципы структурного проектирования алгоритмов.

Алгоритм – описание последовательности действий (план), строгое исполнение которых приводит к решению поставленной задачи за конечное число шагов.

Основными свойствами алгоритма являются:

1. детерминированность (определенность). Предполагает получение однозначного результата вычислительного процecca при заданных исходных данных. Благодаря этому свойству процесс выполнения алгоритма носит механический характер;

2. результативность. Указывает на наличие таких исходных данных, для которых реализуемый по заданному алгоритму вычислительный процесс должен через конечное число шагов остановиться и выдать искомый результат;

3. массовость. Это свойство предполагает, что алгоритм должен быть пригоден для решения всех задач данного типа;

4. дискретность. Означает расчлененность определяемого алгоритмом вычислительного процесса на отдельные этапы, возможность выполнения которых исполнителем (компьютером) не вызывает сомнений.

Для записи алгоритмов используют несколько способов:

• словесный

• графический

• программный

Методы проектирования алгоритмов включают: нисходящее проектирование, модульность, структурное программирование.

Нисходящее проектирование предполагает последовательное разбиение исходной задачи на подзадачи до такой конкретизации, когда подзадача сможет быть реализована одним оператором выбранного для программирования языка. По ходу нисходящего проектирования та или иная подзадача может сформировать самостоятельный модуль. Тогда может быть применен принцип модульного программирования. Он обеспечивает легкость составления алгоритмов и отладки программ, легкость сопровождения и модификации, а также возможность одновременной разработки различных модулей разными специалистами с использованием разных языков программирования.

При работе над модулем можно применить принцип структурного программирования. Его цель – повышение читабельности и ясности алгоритма (и программы), более высокой производительности программистов и упрощение отладки. В соответствии с этим принципом для построения любого алгоритма (программы) требуются три типовых блока:

функциональный. Используется для представления линейных алгоритмов. Описывается языком графических символов следующим образом:

циклический. Используется для представления циклических алгоритмов. Описывается языком графических символов одним из двух способов:

конструкция принятия двоичного решения. Применяется для представления разветвляющихся алгоритмов. Описывается языком графических символов следующим образом:

Вопрос № 15. Основные базовые структуры алгоритмов. Дополнительные алгоритмические структуры.

Базовые структуры алгоритмов — это определенный набор блоков и стандартных способов их соединения для выполнения типичных последовательностей действий.

К основным структурам относятся следующие:

• линейные

• разветвляющиеся

• циклические

    Линейными называются алгоритмы, в которых действия осуществляются последовательно друг за другом. Стандартная блок-схема линейного алгоритма приводится ниже: 

    Разветвляющимся называется алгоритм, в котором действие выполняется по одной из возможных ветвей решения задачи, в зависимости от выполнения условий. В отличие от линейных алгоритмов, в которых команды выполняются последовательно одна за другой, в разветвляющиеся алгоритмы входит условие, в зависимости от выполнения или невыполнения которого выполняется та или иная последовательность команд (действий).

    В качестве условия в разветвляющемся алгоритме может быть использовано любое понятное исполнителю утверждение, которое может соблюдаться (быть истинно) или не соблюдаться (быть ложно). Такое утверждение может быть выражено как словами, так и формулой. Таким образом, алгоритм ветвления состоит из условия и двух последовательностей команд.

    В зависимости от того, в обоих ветвях решения задачи находится последовательность команд или только в одной разветвляющиеся алгоритмы делятся на полные и не полные (сокращенные). Стандартные блок-схемы разветвляющегося алгоритма приведены ниже:

    Циклическим называется алгоритм, в котором некоторая часть операций (тело цикла — последовательность команд) выполняется многократно. Однако слово «многократно» не значит «до бесконечности». Организация циклов, никогда не приводящая к остановке в выполнении алгоритма, является нарушением требования его результативности — получения результата за конечное число шагов.

    Перед операцией цикла осуществляются операции присвоения начальных значений тем объектам, которые используются в теле цикла. В цикл входят в качестве базовых следующие структуры:

• блок проверки условия

• блок, называемый телом цикла

Существуют три типа циклов:

• Цикл с предусловием

• Цикл с постусловием

• Цикл с параметром (разновидность цикла с предусловием)

    Если тело цикла расположено после проверки условий , то может случиться, что при определенных условиях тело цикла не выполнится ни разу. Такой вариант организации цикла, управляемый предусловием, называется циклом c предусловием.

    Возможен другой случай, когда тело цикла выполняется по крайней мере один раз и будет повторяться до тех пор, пока не станет ложным условие. Такая организация цикла, когда его тело расположено перед проверкой условия, носит название цикла с постусловием.

    Цикл с параметром является разновидностью цикла с предусловием. Особенностью данного типа цикла является то, что в нем имеется параметр, начальное значение которого задается в заголовке цикла, там же задается условие продолжения цикла и закон изменения параметра цикла. Механизм работы полностью соответствует циклу с предусловием, за исключением того, что после выполнения тела цикла происходит изменение параметра по указанному закону и только потом переход на проверку условия. Стандартные блок-схемы циклических алгоритмов приведены ниже:

Помимо базовых структур используют еще три дополнительные структуры, производные от базовых: 

• выбор – обозначающий выбор одного варианта из нескольких в зависимости от значения некоторой величины;

• цикл-до – обозначающий повторение некоторых действий до выполнения заданного условия, проверка которого осуществляется после выполнения действий в цикле;

• цикл с заданным числом повторений (счетный цикл) – обозначающий повторение некоторых действий указанное количество раз.

Вопрос № 16. Примеры линейных, разветвляющихся и циклических алгоритмов.

Вопрос № 17. Классификация языков программирования.

Существует множество классификаций языков программирования...

По степени ориентации на специфические возможности ЭВМ:

● машинно-зависимые;

● машинно-независимые.

К машинно-зависимым языкам программирования относятся машинные языки, ассемблеры и автокоды, которые используются в системном программировании. Программа на машинно-зависимом языке может выполняться только на ЭВМ данного типа. Программа на машинно-независимом ЯП после трансляции на машинный язык становится машинно-зависимой. Этот признак языка программирования определяет мобильность получаемых программ (возможность переноса на ЭВМ другого типа).

По степени детализации алгоритма получения результата:

● языки низкого уровня;

● языки высокого уровня;

● языки сверхвысокого уровня.

По степени ориентации на решение определенного класса задач:

● проблемно-ориентированные;

● универсальные.

Низкоуровневый язык программирования - язык программирования, близкий к программированию непосредственно в машинных кодах используемого реального или виртуального процессора (пример использования виртуального процессора - язык программирования Java).

Как правило, низкоуровневый язык программирования использует особенности конкретного семейства процессоров. Общеизвестный пример низкоуровнего языка — язык ассемблера.

Высокоуровневый язык программирования — язык программирования, разработанный для быстроты и удобства использования программистом. Основная черта высокоуровневых языков — это абстракция, то есть введение смысловых конструкций, кратко описывающих такие структуры данных и операции над ними, описания которых на машинном коде (или другом низкоуровневом языке программирования) очень длинны и сложны для понимания.

К языкам программирования высокого уровня относят Фортран (переводчик формул – был разработан в середине 50–х годов программистами фирмы IBM и в основном используется для программ, выполняющих естественно – научные и математические расчеты), Алгол, Кобол(коммерческий язык – используется, в первую очередь, для программирования экономических задач),Паскаль, Бейсик (был разработан профессорами Дармутского колледжа Джоном Кемени и Томасом Курцом.), Си (Деннис Ритч – 1972 году), Пролог (в основе языка лежит аппарат математической логики) и т.д.

Вопрос № 18. Системы программирования.

Система программирования — это система для разработки новых программ на конкретном языке программирования.

Современные системы программирования обычно предоставляют пользователям мощные и удобные средства разработки программ. В них входят:

• компилятор или интерпретатор;

• интегрированная среда разработки;

• средства создания и редактирования текстов программ;

• обширные библиотеки стандартных программ и функций;

• отладочные программы, т.е. программы, помогающие находить и устранять ошибки в программе;

• "дружественная" к пользователю диалоговая среда;

• многооконный режим работы;

• мощные графические библиотеки; утилиты для работы с библиотеками

• встроенный ассемблер;

• встроенная справочная служба;

• другие специфические особенности.

Популярные системы программирования — Turbo Basic, Quick Basic, Turbo Pascal, Turbo C.

Транслятор — это программа-переводчик, преобразует программу, написанную на одном из языков высокого уровня, в программу, состоящую из машинных команд.

Трансляторы реализуются в виде компиляторов или интерпретаторов. С точки зрения выполнения работы компилятор и интерпретатор существенно различаются.

Компилятор — читает всю программу целиком, делает ее перевод и создает законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется.

Интерпретатор — переводит и выполняет программу строка за строкой.

Откомпилированные программы работают быстрее, но интерпретируемые проще исправлять и изменять.

Каждый конкретный язык ориентирован либо на компиляцию, либо на интерпретацию — в зависимости от того, для каких целей он создавался.

Вопрос № 19. Основные понятия языка высокого уровня (алфавит, типы данных, стандартных функции).

Высокоуровневый язык программирования — язык программирования, разработанный для быстроты и удобства использования программистом. Основная черта высокоуровневых языков — это абстракция, то есть введение смысловых конструкций, кратко описывающих такие структуры данных иоперации над ними, описания которых на машинном коде (или другом низкоуровневом языке программирования) очень длинны и сложны для понимания.

Примеры: C++, C#, Java, JavaScript, Python, PHP, Ruby, Perl, Паскаль, Delphi, Лисп. Языкам высокого уровня свойственно умение работать с комплексными структурами данных. В большинстве из них интегрирована поддержка строковых типов, объектов, операций файлового ввода-вывода и т. п.

Языки программирования – это формальные языки специально созданные для общения человека с компьютером. Каждый язык программирования, равно как и "естественный" язык (русский, английский и т. д.), имеет алфавит, словарный запас, свои грамматику и синтаксис, а также семантику. Алфавит – это фиксированный для данного языка набор основных символов, допускаемых для составления текста программы на этом языке Синтаксис – система правил, определяющих допустимые конструкции языка программирования из букв алфавита.  Семантика – система правил однозначного толкования отдельных языковых конструкций, позволяющих воспроизвести процесс обработки данных.

Концепция типов данных является одной из центральных в любом языке программирования. С типом величины связаны три ее свойства: форма внутреннего представления, множество принимаемых значений и множество допустимых операций. Турбо Паскаль характеризуется большим разнообразием типов данных, отраженном на рис. 9.

Функция - это программный объект, задающий вычислительную процедуру определения значения, зависимого от некоторых аргументов. Вводится в языки программирования для задания программистом необходимых ему функциональных зависимостей. В каждом языке высокого уровня имеется в наличии библиотека стандартных функций: арифметических, логических, символьных, файловых и т.п. Функции -стандартные и задаваемые программистом - используются в программе в выражениях.

Вопрос № 20. Простые операторы языка высокого уровня.

Вопрос № 21. Условные операторы языка высокого уровня.

Вопрос № 22. Циклические операторы языка высокого уровня.

Вопрос № 23. История развития ВТ. Поколения ЭВМ.

В начале XIX века компьютером называлась профессия человека занимающегося расчетами, вычислениями

Под поколением понимают все типы и модели ЭВМ, разработанные различными конструкторско-техническими коллективами, но построенных на одних и тех же научных и технических принципах.Появление каждого нового поколения определялось тем, что появлялись новые базовые элементы, технология изготовления которых принципиально отличалась от предыдущего поколения.

I поколение (1946 – середина 50-х гг.)

• Элементная база – электронно-вакуумные лампы.

• Габариты – в виде шкафов и занимали машинные залы.

• Быстродействие – 10 – 100 тыс. оп./с.

• Эксплуатация – очень сложна.

• Программирование – трудоемкий процесс.

• Структура ЭВМ – по жесткому принципу.

Первый компьютер был создан в США в 1946 году и назывался «ЭНИАК»

II поколение (середина 50-х – середина 60-х гг.)

• Элементная база – активные и пассивные элементы.

• Габариты – однотипные стойки, требующие машинный зал.

• Быстродействие – сотни тысяч – 1 млн. оп./с.

• Эксплуатация – упростилась.

• Программирование – появились алгоритмические языки.

• Структура ЭВМ – микропрограммный способ управления.

III поколение (середина 60-х – середина 70-х гг.)

• Элементная база – интегральные схемы, большие интегральные схемы (ИС, БИС).

• Габариты – однотипные стойки, требующие машинный зал.

• Быстродействие – сотни тысяч – миллионы оп./с.

• Эксплуатация – оперативно производится ремонт.

• Программирование – подобен II поколению.

• Структура ЭВМ – принцип модульности и магистральности.

• Появились дисплеи, магнитные диски.

IV поколение (середина 70-х – настоящее время)

• Элементная база – сверхбольшие интегральные схемы (СБИС).

• Создание многопроцессорных вычислительных систем.

• Создание дешевых и компактных микроЭВМ и персональных ЭВМ и на их базе вычислительных сетей.

Вопрос № 24. Классификация микропроцессоров. Система команд процессора.

Микропроцессор как функциональное устройство ЭВМ обеспечивает эффективное автоматическое выполнение операций обработки цифровой информации в соответствии с заданным ал-горитмом. Для решения широкого круга задач в различных облас-тях применений микропроцессор должен обладать алгоритмически полной системой команд (операций).

Классификация по назначению

        Универсальные микропроцессоры могут быть применены для решения широкого круга разнообразных задач.

      Среди специализированных микропроцессоров можно выделить различные микроконтроллеры, ориентированные на выполнение сложных последовательностей логических операций, математические МП, предназначенные для повышения производительности. С помощью специализированных МП можно эффективно решать новые сложные задачи параллельной обработки данных.

 Классификация по характеру временной организации работы

Синхронные микропроцессоры - микропроцессоры, в которых начало и конец выполнения операций задаются устройством управления (время выполнения операций в этом случае не зависит от вида выполняемых команд и величин операндов).

Асинхронные микропроцессоры позволяют начало выполнения каждой следующей операции определить по сигналу фактического окончания выполнения предыдущей операции. Закончив работу над какой-либо операцией, устройство вырабатывает сигнал запроса, означающий его готовность к выполнению следующей операции.

 Классификация по количеству выполняемых программ

В однопрограммных микропроцессорах выполняется только одна программа. Переход к выполнению другой программы происходит после завершения текущей программы.

В много- или мультипрограммных микропроцессорах одновременно выполняется несколько (обычно несколько десятков) программ. Организация мультипрограммной работы микропроцессорных управляющих систем позволяет осуществить контроль за состоянием и управлением большим числом источников или приемников информации.

Классификация команд по основным признакам представлена на рис. 2.4. Важнейшим структурным элементом формата любой команды является код операции (КОП), определяющей действие, которое должно быть выполнено. Большое число КОП в процессоре очень важно, так как аппаратная реализация команд экономит память и время. Но при выборе ЭВМ необходимо концентрировать внимание на полноте операций с конкретными типами данных, а не только на числе команд, на доступных режимах адресации. Число бит, отводимое под КОП, является функцией полного набора реализуемых команд. 

Вопрос № 25. Архитектура ЭВМ. Архитектура фон Неймана.

Архитектурой компьютера считается его представление на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, системы организации памяти и т.д. архитектура определяет принципы построения, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера: процессора, оперативного запоминающего устройства, внешних ЗУ и периферийных устройств. Общность архитектуры различных компьютеров обеспечивает их совместимость с точки зрения пользователя.

Архитектура фон Неймана В основе построения большинства компьютеров лежат принципы, сформулированные в 1945 г. Американским ученым Джоном фон Нейманом.

• Принцип программного управления. Из него следует. Что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности. Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика команд. Этот регистр последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды. Так как команды расположены в памяти друг за другом, то тем самым организуется выборка команд из последовательно расположенных ячеек памяти. Если после выполнения команды следует перейти не к следующей, а к какой-то другой, используют команды условного и безусловного переходов (ветвление), которые заносят в счетчик команд номер ячейки памяти, содержащий следующую команду. Выборка команд из памяти прекращается по достижении и выполнении команды stop. Таким образом процессор выполняет программу автоматически без участия человека.

• Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что храниться в данной ячейки памяти – число, текст или команда. Над командами можно выполнять те же действия, что и над данными. Это открывает ряд возможностей. Например, программа в процессе выполнения также может подвергаться переработке, что позволяет задавать в самой программе правила получения некоторых ее частей (так в программе организуется выполнение циклов и подпрограмм). Более того, программы могут быть получены как результаты исполнения другой программы. На этом принципе основаны методы трансляции – перевода программы с языка программирования высокого уровня на язык конкретной машины.

• Принцип адресности. Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек. Процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти так, чтобы к запомненным в них значениям можно было обратиться или изменить их значение с использованием присвоенных имен.

Компьютеры, построенные на Этих принципах относятся к типу фон-неймановских. Существуют и другие классы компьютеров, отличающиеся от фон-неймановских. В них ,например, может не выполняться принцип программного управления, т.е. они могут работать без счетчика команд.

Вопрос № 26. Обрабатывающие устройства ЭВМ. Управляющие устройства ЭВМ. Организация ввода-вывода.

Обрабатывающая подсистема

Развитие обрабатывающей подсистемы в большей степени, чем всех остальных подсистем, идет по пути разделения функций и повышения специализации составляющих ее устройств. Создаются специальные средства, которые осуществляют функции управления системой, освобождая от этих функций средства обработки. Такое распределение функций сокращает эффективное время обработки информации и повышает производительность ЭВМ. В то же время средства управления, как и средства обработки, становятся более специализированными. Устройство управления памятью реализует эффективные методы передачи данных между средствами обработки и подсистемой памяти. Меняются функции центрального устройства управления. С одной стороны, ряд функций передается в другие подсистемы (например, функции ввода-вывода), с другой - развиваются средства организации параллельной обработки нескольких команд (суперскалярная обработка) с одновременным повышением темпа исполнения последовательности команд. Для повышения темпа выполнения последовательности команд применяются методы конвейерной обработки наряду с совершенствованием алгоритмов диспетчеризации и исполнения команд. Бурно развивается управление межпроцессорным обменом как эффективное средство передачи информации между несколькими центральными процессорами, входящими в состав вычислительной системы или комплекса.

Операционные устройства (АЛУ) обрабатывающей подсистемы, кроме традиционных средств скалярной (суперскалярной) и логической обработки, все шире стали включать специальные средства векторной обработки. При этом время выполнения операций можно резко сократить как за счет использования арифметического конвейера (одного или нескольких), так и за счет сокращения такта работы конвейера. Возможности задач к распараллеливанию алгоритма счета снимают принципиальные ограничения к организации параллельной обработки информации и использованию структур с глубокой конвейеризацией. В устройствах скалярной обработки все шире появляются специальные операционные блоки, оптимизированные на эффективное выполнение отдельных операций.

Подсистема ввода-вывода

В состав подсистемы ввода-вывода входит набор специализированных устройств, между которыми распределены функции ввода-вывода, что позволяет свести к минимуму потери производительности системы при операциях ввода-вывода. Эти устройства можно условно разделить на критичные и некритичные по быстродействию. К критичным по быстродействию устройствам относятся обработчики команд ввода-вывода и контроллеры интерфейсов. Эти устройства определяют пропускную способность подсистемы ввода-вывода. Некритичные по быстродействию устройства управляют распределением линий в подсистеме ввода-вывода.

Основными направлениями развития подсистем ввода-вывода являются канальная технология ввода-вывода, матричная топология коммутации периферийных устройств (ПУ), увеличение количества и пропускной способности каналов.

Подсистема управления и обслуживания

Подсистема управления и обслуживания - это совокупность аппаратно-программных средств, предназначенных для обеспечения максимальной производительности, заданной надежности, ремонтопригодности, удобства настройки и эксплуатации. Она обеспечивает проблемную ориентацию и заданное время наработки на отказ, подготовку и накопление статистических сведений о загрузке и прохождении вычислительного процесса, выполняет функции "интеллектуального" интерфейса с различными категориями обслуживающего персонала, осуществляет инициализацию, тестирование и отладку. Подсистема управления и обслуживания позволяет поднять на качественно новый уровень эксплуатацию современных ЭВМ.

При разработке структуры ЭВМ все подсистемы должны быть сбалансированы между собой. Только оптимальное согласование быстродействия обрабатывающей подсистемы с объемами и скоростью передачи информации подсистемы памяти, с пропускной способностью подсистемы ввода-вывода позволяет добиться максимальной эффективности использования ЭВМ.

Вопрос № 27. Основная память ЭВМ. Основные виды и характеристики.

Основная память - это устройство для хранения информации. Она состоит из оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ).

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)

ОЗУ-быстрая, полупроводниковая, энергозависимая память. В ОЗУ хранятся исполняемая в данный момент программа и данные, с которыми она непосредственно работает. Это значит, что когда вы запускаете какую-либо компьютерную программу, находящуюся на диске, она копируется в оперативную память, после чего процессор начинает выполнять команды, изложенные в этой программе. Часть ОЗУ, называемая «видеопамять», содержит данные, соответствующие текущему изображению на экране. При отключении питания содержимое ОЗУ стирается.

Быстродействие (скорость работы) компьютера напрямую зависит от величины его ОЗУ, которое в современных компьютерах может доходить до 128 Мбайт. В первых моделях компьютеров оперативная память составляла не более 1 Мбайт. Современные прикладные программы часто требуют для своего выполнения не менее 4 Мбайт ОЗУ; в противном случае они просто не запускаются.

ОЗУ - это память, используемая как для чтения, так и для записи информации. При отключении электропитания информация в ОЗУ исчезает (энергозависимость).

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

ПЗУ - быстрая, энергонезависимая память. ПЗУ - это память, предназначенная только для чтения. Информация заносится в нее один раз (обычно в заводских условиях) и сохраняется постоянно (при включенном и выключенном компьютере). В ПЗУ хранится информация, присутствие которой постоянно необходимо в компьютере.

В ПЗУ находятся:

• тестовые программы, проверяющие при каждом включении компьютера правильность работы его блоков;

• программы для управления основными периферийными устройствами -дисководом, монитором, клавиатурой;

• информация о том, где на диске расположена операционная система.

Основная память состоит из регистров. Регистр - это устройство для временного запоминания информации в оцифрованной (двоичной) форме. Запоминающим элементом в регистре является триггер - устройство, которое может находиться в одном из двух состояний, одно из которых соответствует запоминанию двоичного нуля, другое - запоминанию двоичной единицы. Триггер представляет собой крошечный конденсатор-батарейку, которую можно заряжать множество раз.

Основные характеристики памяти.

1.Объем памяти

2.Скорость доступа(быстродействие)

3.Пропускная способность(каков объем данных,с которыми можно работать одновременно,хз как еще объяснить.)

Вопрос № 28. Устройства внешней памяти. Принцип работы и характеристики.

Внешняя память - это память, реализованная в виде внешних (относительно материнской платы) запоминающих устройств (ВЗУ) с разными принципами хранения информации.

ВЗУ предназначены для долговременного хранения информации любого вида и характеризуются большим объемом памяти и низким по сравнению с ОЗУ быстродействием.

Под внешней памятью компьютера подразумевают обычно как устройства для чтения / записи информации - накопители, так и устройства, где непосредственно хранится информация - носители информации.

Как правило, для каждого носителя информации существует свой накопитель. А такое устройство как винчестер, совмещает в себе и носитель, и накопитель.

Носителями информации во внешней памяти современных компьютеров являются магнитные и оптические диски, магнитные ленты и некоторые другие.

Основными типами устройств внешней (долговременной) памяти по способу записи являются:

В персональных компьютерах к устройствам внешней памяти относятся:

• Накопители на гибких магнитных дисках, предназначенные для чтения / записи информации на гибкие диски (дискеты);

• Накопители на жестких магнитных дисках, или винчестеры;

• дисководы для работы с лазерными (оптическими) дисками;

• стримеры, предназначенные для чтения / записи информации на магнитные ленты;

• Магнито-оптические дисководы для работы с магнито-оптическими дисками;

• Устройства энергонезависимой памяти (флэш-память).

• Емкость (объем) - максимальное количество информации (объем данных), который можно записать на носитель.

• Быстродействие определяется временем доступа к нужной информации, временем ее считывания/записи и скоростью передачи данных.

Емкость внешней памяти в сотни и тысячи раз превышает емкость оперативной памяти или вообще неограниченная, когда речь идет о накопителях со сменными носителями.  Но обращение к внешней памяти требует гораздо большего времени, так как быстродействие внешней памяти существенно меньше, чем оперативной.

Принцип работы магнитных запоминающих устройств      В основе магнитной записи лежит преобразование цифровой информации (в виде 0 и 1) в переменный электрический ток, который сопровождается переменным магнитным полем. В результате поверхность магнитных носителей разделяется на ненамагниченные участки (0) и намагниченные (1).

У компьютеров ранних поколений функции внешней памяти выполняли перфоленты иперфокарты, а также магнитные ленты. Магнитные ленты являются устройствами с последовательным доступом (данные можно читать или записывать только последовательно, при нарушении порядка приходится долго ждать, пока лента будет перемотана в нужное место.

     Сейчас в качестве носителей используют магнитные и оптические диски. Эти устройства являются устройствами с произвольным доступом, т.к. любую часть данных позволяют получить за одно и то же время. Магнитные диски бывают гибкие ижесткие. 

Гибкий магнитный диск

     Floppy Disk Drive (приводы или дисководы флоппи-дисков (гибких дисков))  в качестве носителя информации используют  дискеты - носители небольшого объема информации, которые предназначены для переноса информации с одного компьютера на другой.

 Диск находится внутри пластикового конверта, который защищает его от механических повреждений. Для того, чтобы прочитать или записать информацию, неоюходимо вставить дискету в дисковод для гибких магнитных дисков. Дискета автоматически в нем фиксируется, после чего механизм накопителя раскручивается до частоты вращения 360 об/мин.  В накопителе вращается сама дискета, магнитные головки остаются неподвижными. Дискета вращается только при обращении к ней. Накопитель связан с процессором через контроллер гибких дисков.

Жесткий магнитный диск

      Винчестеры или накопители на жестких дисках – это внешняя память большого объема, предназначенная для долговременного хранения информации, объединяющая в одном корпусе сам носитель информации и устройство записи/чтения.

      По сравнению с дисководами винчестеры обладают рядом очень ценных преимуществ: объем хранимых данных неизмеримо больше (достигает сотни Гбайт ), время доступа у винчестера на порядок меньше.        Единственный недостаток: они не предназначены для обмена информацией (это касается стационарных, т.е. встраиваемых в корпус компьютера винчестеров, в настоящее время существуют сменные винчестеры).        Физические размеры винчестеров стандартизированы параметром, который называют форм-фактором (form factor). 

      Винчестер состоит из нескольких жестких (чаще алюминиевых) дисков, с нанесенным на поверхность магнитным слоем и расположенных друг под другом. Каждому диску соответствует пара головок записи/чтения. Зазор между головками и. поверхностью дисков составляет 0,00005–0,00001 мм. Скорость вращения дисков в зависимости от модели находится в пределах 3600–7800 об./мин.        При включенном компьютере диски винчестера постоянно крутятся, даже когда нет обращения к винчестеру, таким образом экономится время на его разгон.

Лазерный диск

     CD-ROM ( англ. Compact Disk Real Only Memory - постоянное запоминающее устройство на основе компакт диска.

     Компакт-диск диаметром 120 мм изготовлен из полимера и покрыт металической пленкой. Информация считывается именно с этой металлической пленки, которая покрывается полимером, защищающим данные от повреждения. 

CD-R (Сompact Disk Recorder) - записываемый диск емкостью до 700 Мбайт.  

     На дисках CD-R отражающий слой выполнен из золотой пленки. Между этим слоем и основой расположен регистрирующий слой из органического материала, темнеющего при нагревании. В процессе записи лазерный луч нагревает выбранные точки слоя, которые темнеют и перестают пропускать свет к отражающему слою, образуя участки, аналогичные впадинам.

     CD-RW (Сompact Disk ReWritable) - диск, позволяющий записывать и перезаписывать информацию.

     Дисковод CD-RW позволяет записывать и читать диски CD-R и CD-RW, читать диски CD-ROM.

     DVD (Digital Versatile Disk) -универсальный цифровой диск. 

Flash – диски (карты)

     Flash-память - это энергонезависимый тип памяти, позволяющий записывать и хранить данные в микросхемах.       Устройства на основе flash-памяти не имеют в своём составе движущихся частей, чтообеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах.    

     Flash-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный корпус. Для записи или считывания информации накопители подключаются к компьютеру через USB-порт. Информационная емкость карт памяти от 256 Мбайт до 64 Гбайт. Устройства для чтения – картридер. 

Вопрос № 29. Устройства ввода (основные характеристики).

Устройства ввода - это устройства, которые переводят информацию с языка человека на машинный язык.

К устройствам ввода относятся: 

Клавиатура – клавишное устройство для ввода числовой и текстовой информации;

Стандартная клавиатура содержит:

1) набор алфавитно-цифровых клавиш;

2) дополнительно управляющие и функциональные клавиши;

3) клавиши управления курсором;

4) малую цифровую клавиатуру

Координатные устройства ввода - манипуляторы для управления работой курсора (Мышь, Трекбол, Тачпад, Джойстик)

У мыши и трекбола вращение металлического шара, покрытого резиной, передается двум пластмассовым валам, положение которых рассчитывается инфракрасными оптопарами и затем преобразуется в электрический сигнал, управляющий движением указателя мыши на экране. Тачпад  -манипулятор для портативных компьютеров, встроен в ПК, перемещение курсора осуществляется путем прикосновения к тачпаду пальцев. Джойстик – манипулятор для управления электронными играми.

Сканер – устройство ввода и преобразования в цифровую форму изображений и текстов. Существуют планшетные и ручные сканеры.

 Цифровые камеры  – формируют любые изображения сразу в компьютерном формате;

 Микрофон – ввод звуковой информации. Звуковая карта преобразует  звук из аналоговой формы в цифровую.

Сенсорные устройства ввода :

Сенсорный экран -  чувствительный экран.  Общение с компьютером осуществляется путем прикосновения пальцем к определенному месту экрана.  Им оборудуют места операторов и диспетчеров, используют в информационно-справочных системах

Дигитайзер – устройство преобразования готовых (бумажных) документов цифровую форму

Световое перо – светочувствительный элемент. Если перемещать перо по экрану, то можно им рисовать. Обычно применяют в карманных компьютерах, системах проектирования и дизайна

Вопрос № 30. Устройства вывода (основные характеристики).

Устройства вывода  - это устройства, которые переводят информацию с машинного языка в формы, доступные для человеческого восприятия.

К устройствам вывода относятся:

Монитор (дисплей) - универсальное устройство визуального отображения всех видов информации

Различают алфавитно-цифровые и графические мониторы, а также  монохромные мониторы и мониторы цветного изображения - активно-матричные и пассивно-матричные жкм.

 Разрешающая способность выражается количеством элементов изображения по горизонтали и вертикали. Элементами графического изображения считаются точки – пиксели (picture element). Элементами текстового режима также являются символы. Современные видеоадаптеры (SuperVGA) обеспечивают высокие разрешения и отображают 16536 цветов при max разрешении.

Существуют:

1) мониторы на базе электронно-лучевой трубки (CRT).

2) жидкокристаллические мониторы (LCD) на базе жидких кристаллов. Жидкие кристаллы – особое состояние некоторых органических веществ, в котором они обладают текучестью и свойством образовывать пространственные структуры, подобные кристаллическим. Жидкие кристаллы могут изменять свою структуру и светооптические свойства под воздействием электрического напряжения.

Принтер – устройство для вывода информации в виде печатных копий текста или графики. Существуют:

Лазерный принтер – печать формируется за счет эффектов ксерографии

Струйный принтер – печать формируется за счет микро капель специальных чернил.

Матричный принтер – формирует знаки несколькими иголками, расположенными в головке принтера. Бумага втягивается с помощью вала, а между бумагой и головкой принтера располагается красящая лента.

Плоттер (графопостроитель) – устройство, которое чертит графики, рисунки и диаграммы под управлением компьютера. Изображение получается с помощью пера. Используется для получения сложных конструкторских чертежей, архитектурных планов, географических и метеорологических карт, деловых схем.

Акустические колонки и наушники – устройство для вывода звуковой информации

Вопрос № 31. Устройства коммуникации между компьютерами.

В базовой компьютерной сети используется 3 типа устройств для связи компьютеров - концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы. Каждый из них важен и исполняет различные роли в упрощении коммуникации между сетевыми компьютерами. Снаружи эти устройства могут выглядеть одинаковыми: маленькие, металлические коробочки с множеством соединителей или портов, куда подсоединяются кабели ethernet (маршрутизаторы также могут выглядеть как другие соединители). Термины «концентратор», «коммутатор» и «маршрутизатор» часто используются как синонимы, но это неправильно – на самом деле, устройства отличаются друг от друга. Концентраторы используются для соединения в сеть отдельных компьютеров. Коммутаторы выполняют то же самое (но более эффективно). А маршрутизаторы связывают различные сети (а не отдельные компьютеры). 1.Сетевой концентратор. По сравнению с коммутаторами и маршрутизаторами, концентраторы – самые дешёвые, самые простые устройства в сети. Все данные, которые поступают в один порт концентратора, пересылаются на все другие порты. Следовательно, все компьютеры, подсоединённые к одному концентратору, «видят» в сети друг друга. Концентратор не обращает никакого внимания на передаваемые данные, он просто посылает их на другие порты. Преимущество концентратора в том, что он довольно дешёвый и предлагает быстрый и простой способ объединить компьютеры в маленькую сеть. 2. Сетевой коммутатор. Работа коммутатора во многом схожа с предназначением концентратора - но он делает это более эффективно. Каждый пакет данных (фрагмент Ethernet), передаваемый в сети, имеет MAC-адреса источника и адресата. Коммутатор способен «запоминать» адрес каждого компьютера, подключённого к его портам и действовать как регулировщик - только передавать данные на компьютер адресата и ни на какие другие. Это может оказать существенный положительный эффект на производительность всей сети, потому что отсутствуют ненужные передачи пакетов и освобождается сетевая пропускная способность. Коммутатор можно представить как центральный компонент одной сети. Он используется для связи устройств в сети и доставки фрагментов уровня 2 (OSI model). Коммутатор отличается от концентратора тем, что он не дублирует фрагменты на все другие устройства - он создаёт прямое соединение между передающими и принимающими устройствами. 3. Сетевой маршрутизатор. По сравнению с коммутаторами, маршрутизаторы медленны и относительно дорогостоящи. Маршрутизатор – это интеллектуальное («умное») устройство, связывающее две или более сети для доставки пакетов уровня 3 (OSI model). Поскольку может быть множество возможных путей, маршрутизатор принимает во внимание множество критериев при определении пути пересылки пакета данных. Факт, что коммутаторы и маршрутизаторы работают на различных уровнях OSI, указывает на то, что они опираются на различную информацию (содержащуюся в фрагментах или пакетах) для того, чтобы отправить данные из источника адресату. Важным различием между сетями, использующими коммутаторы и маршрутизаторы, является то, что сети с коммутаторами не блокируют broadcast-пакеты. В результате коммутаторы могут быть под завязку загружены потоками этих широковещательных пакетов (которые передаются на все устройства в сети), и перестать корректно функционировать. Маршрутизаторы не пропускают broadcast-пакеты - таким образом, поток broadcast-пакетов затрагивает только тот домен, из которого он исходит. Так как маршрутизаторы блокируют broadcast-пакеты, они также обеспечивают более высокий уровень безопасности, чем коммутаторы.

Вопрос № 32. Устройства работы со звуком и видео.

Вопрос № 33. Назначение и функции BIOS.

BIOS (Basic Input/Output System - базовая система ввода / вывода) - это программа для первоначального запуска компьютера, настройки оборудования и обеспечения функций ввода / вывода. Программа настройки BIOS может называтьсяBIOS Setup Utility или CMOS Setup Utility. Часто используется сокращенные названия этой программы, например, BIOS Setup или просто Setup. Иногда программу настройки называют просто BIOS, но это не совсем корректно, поскольку Bios Setup - это один из компонентов BIOS.

Назначение и функции Bios.

Bios записывается в микросхему flash - памяти, которая расположена на системной плате Изначально основным назначением BIOS было обслуживание устройств ввода / вывода (клавиатура, экрана и дисковых накопителей), поэтому ее и назвали базовая система ввода / вывода. В современных компьютерах BIOS выполняет несколько функций:

• Запуск компьютера и процедура самотестирования (Power on SelfTest - POST). Программа, расположенная в микросхеме BIOS, загружается первой после включения питания компьютера. Она детектирует и проверяет установленное оборудование, настраивает его и готовит к работе. Если обнаруживается неисправность оборудования, процедура POST останавливается с выводом соответствующего сообщения или звукового сигнала.

• Настройка параметров системы с помощью программы BIOS Setup. Во время процедуры POST оборудование настраивается в соответствии с параметрами, хранящимися в специальной CMOS - памяти. Изменяя эти параметры, пользователи могут конфигурировать отдельные устройства и систему в целом по своему усмотрению. Редактируются они в специальной программе, которую называют BIOS Setup или CMOS Setup.

• Поддержка функций ввода / вывода с помощью программных прерываний BIOS. В составе системной BIOS есть встроенные функции для работы с клавиатурой, видеоадаптером, дисководами, жесткими дисками, портами ввода / вывода и др. Эти функции использовались в операционных системах, подобных MS-DOS, и почти не применяются в современных версиях Windows.

Вопрос № 34. Драйвера и утилиты.

Драйверы и утилиты. Это группа программ, обеспечивающих решение задач технического обслуживания и служебного взаимодействия устройств и оказания пользователю услуг общего характера. Средств аппаратного обеспечения вычислительной техники очень много, и предусмотреть все варианты их взаимодействия невозможно. Именно за счет приложения к устройству программного средства управления – драйвера обеспечивается требуемая гибкость аппаратных и программных конфигураций вычислительных систем.

Драйверы устройств – это программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными устройствами.

Выпуская любое устройство, разработчики прикладывают к нему несколько драйверов, предназначенных для основных операционных систем (они прикладываются к устройству при продаже аппаратного обеспечения на диске). Таким образом, операционная система может использовать драйверы, либо полученные от разработчиков устройств, либо драйверы из собственной базы данных, либо полученные из Интернет. Драйверы имеют точку входа для взаимодействия с прикладными программами. Загрузка таких программ может производиться вручную или автоматически. Системные утилиты – это программы, которые работают на системном уровне, расширяют возможности операционных систем и операционных оболочек (в части подключения новых периферийных устройств, кодирования информации и управления ресурсами компьютера). Системные утилиты обеспечивают: - диагностику персонального компьютера – проверяют конфигурацию компьютера и работоспособность его устройств; - оптимизацию дисков – обеспечивают более быстрый доступ к информации, хранящейся на жестком диске; - очистку дисков – обеспечивают нахождение и удаление ненужной информации; - ускорение доступа к данным на диске путем организации в оперативной памяти Кеш-буфера, содержащего наиболее часто используемые части диска; - динамическое сжатие дисков – увеличивают объем информации, хранящейся на жестком диске путем ее сжатия; - упаковку данных на жестком диске за счет применения специальных методов сжатия информации.

Вопрос № 35. Системное программное обеспечение: базовое и сервисное.

Системное программное обеспечение – совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ. Данный класс программных продуктов тесно связан с типом компьютера и является его неотъемлемой частью, а также они ориентированы в основном на квалифицированных пользователей.

Системное программное обеспечение направлено:

– на создание операционной среды функционирования других программ;

– на обеспечение надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;

– на проведение диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;

– на выполнение вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.)

 

Системное программное обеспечение делится на:

– базовое программное обеспечение – как правило, поставляется вместе с компьютером;

– сервисное программное обеспечение – может быть приобретено дополнительно.

 

Базовое программное обеспечение – это минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера.

Сервисное программное обеспечение – это программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового программного обеспечения и организуют более удобную среду работы пользователя.

В базовое программное обеспечение входят:

– операционная система;

– операционные оболочки (текстовые и графические);

– сетевая операционная система.

Операционная система предназначена для управления выполнением пользовательских программ, планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ. Существуют следующие виды операционных систем: Windows 98, Windows XP Professional, Windows Home Edition, Linux, Unix и др.

Операционные системы для персональных компьютеров делятся на:

– одно- и многозадачные (в зависимости от числа параллельно выполняемых прикладных процессов);

– одно- и многопользовательские (в зависимости от числа пользователей, одновременно работающих с операционной системой);

– непереносимые и переносимые на другие типы компьютеров;

– несетевые и сетевые, обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети ЭВМ.

Вопрос № 36. Сопрягаемые устройства (смартфоны, КПК, фото- и видеокамеры, цифровые фоторамки, GPS-навигаторы, цифровые диктофоны и др.) их назначение и использование в профессиональной деятельности.

Вопрос № 37. Понятие о программном обеспечении. Этапы развития ПО.

Вопрос № 38. Структура и классификация современного ПО.

Под программным обеспечением (Software) понимается совокупность программ, выполняемых вычислительной системой.

В первом приближении все программы, работающие на компьютере, можно условно разделить на три категории (рис. 6.1):

1. прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ;

2. системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например:

   • управление ресурсами компьютера;

   • создание копий используемой информации;

   • проверка работоспособности устройств компьютера;

   • выдача справочной информации о компьютере и др.;

3. инструментальные программные системы, облегчающие процесс создания новых программ для компьютера.

Вопрос № 39. Назначение и структура операционной системы. Функции ОС.

Операционная система обеспечивает связь между пользователем, программами и аппаратными устройствами.

Структура операционной системы:

1. Ядро – переводит команды с языка программ на язык «машинных кодов», понятный компьютеру.

2. Драйверы – программы, управляющие устройствами.

3. Интерфейс – оболочка, с помощью которой пользователь общается с компьютером.

Операционная система обеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам.

Процесс работы компьютера в определенном смысле сводится к обмену файлами между устройствами. В операционной системе имеются программные модули, управляющие файловой системой.

В функции операционной системы входит:

— осуществление диалога с пользователем;

— ввод-вывод и управление данными;

— планирование и организация процесса обработки программ;

— распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств);

— запуск программ на выполнение;

— всевозможные вспомогательные операции обслуживания;

— передача информации между различными внутренними устройствами;

— программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).

— организация среды взаимодействия и обмена информацией между работающими программами.

Вопрос № 40. Операционные системы Unix, Linux, Mac OS.

UNIX — многопользовательская, многозадачная ОС, включает достаточно мощные средства защиты программ и файлов различных пользователей. ОС UNIX является машинонезависимой, что обеспечивает высокую мобильность ОС и легкую переносимость прикладных программ на компьютеры различной архитектуры. Важной особенностью ОС семейства UNIX являются ее модульность и обширный набор сервисных программ, которые позволяют создать благоприятную операционную обстановку для пользователей-программистов (т. е. система особенно эффективна для специалистов — прикладных программистов).

Независимо от версии общими для UNIX чертами являются многопользовательский режим со средствами защиты данных от несанкционированного доступа; реализация многозадачной обработки в режиме разделения времени; переносимость системы путем написания основной части на языке Си.

Недостаток UNIX — большая ресурсоемкость, и для небольших однопользовательских систем на базе персональных компьютеров она чаще всего является избыточной.

В целом ОС семейства UNIX ориентированы прежде всего на большие локальные (корпоративные) и глобальные сети, объединяющие работу тысяч пользователей. Большое распространение UNIX и ее версия LINUX получили в сети Интернет, где важнейшее значение имеет машинонезависимость ОС.

Вопрос № 41. Операционная система Windows. Каталоги Windows.

Вопрос № 42. Файловая системы FAT32 (File Allocation Table). Расширения файлов, другие файловые системы.

Файловая система FAT появилась вместе с операционной системой Microsoft DOS, после чего была несколько раз усовершенствована. У нее есть версии FAT12, FAT16 и FAT32. Само название FAT происходит от использования файловой системой своеобразной базы данных в виде «таблицы размещения файлов» (File Allocation Table), которая содержит запись для каждого кластера на диске. Номера версий ссылаются на количество бит, используемых в номерах элементов в таблице. Таким образом файловая система имеет ограничение на поддерживаемый размер диска. В 1987 году она не поддерживала диске размером свыше 32 Мб. С появлением Windows 95 вышла новая версия файловой системы FAT32 с теоретической поддержкой дисков емкостью до 2 ТБ.

Сейчас основным конкурентом популярной файловой системы FAT32 является NTFS. Файловая система NTFS получила популярность с распространением операционной системы Windows XP.

– FAT32

Основным преимуществом этой файловой системы является ее простота и совместимость со старыми операционными системами. Для этой файловой системы существует большое количество подробной документации. Существует ограничение на максимальный размер файла – 4 Гб. Сбои в системе часто приводят к повреждением одного или нескольких файлов. Однако, при серьезных повреждениях, восстановить информацию гораздо проще, чем в случае с NTFS.

– NTFS

Основными преимуществами файловой системы NTFS являются ее защищенность от несанкционированного доступа. В этой файловой системе отсутствуют ограничения на размер файлов и каталогов. Так же ее особенность является журналирование – запись всех операций перед их выполнением в специальный журнал. В случае, если во время выполнения операций с файловой системой произойдет сбой (зависание операционной системы, отключение электричества и т.п.), то она на основе записей в журнале сможет вернуть себя в прежнее состояние. Однако, в случае серьезного сбоя восстановить информацию будет очень сложно, подчас невозможно. Причиной тому является отсутствие официальной документации файловой системы от Microsoft. Так же недостатком NTFS является несовместимость со старыми версиями операционных систем (Windows 95, 98).

Формат файла, также его называют тип файла — это информация о файле для компьютера. Благодаря этой информации, компьютер приблизительно знает, что находится внутри файла и «понимает», в какой программе его открыть.

Чтобы компьютер понимал, к какому типу относится тот или иной файл и в какой программе его открыть, после имени указано расширение.

Расширение — это несколько букв или цифр, находящихся после точки в имени файла.

В имени файла myfile.txt расширением является TXT. Оно указывает Windows, что это текстовый файл, который можно открыть с помощью программ, связанных с указанным расширением, например редактора WordPad или программы «Блокнот».

Вопрос № 43. Файлы и каталоги. Типы и имена файлов. Каталоги. Дерево каталогов, подкаталоги.

Информация на диске хранится в виде файлов. Файлом называется поименованная область памяти на физическом носителе. В соответствии с характером хранимой информации файлу обычно приписывают тип. Задание типа осуществляет либо сам пользователь, либо программа, порождающая файл.

Для однозначной идентификации файла используется уникальное имя файла и тип.Имя может содержать до 255 букв английского и национального алфавита, специальных знаков, тип состоит из нескольких букв и знаков. Полное имя файлаобразуется из двух частей: имени и типа, разделенных точкой.

Примеры имен файлов: command.com, winnt.exe, start.bat, readme.txt, Доклад_по_информатике.doc

Файл также имеет размер, указываемый в байтах. При создании файла регистрируется его дата и время создания. А также учитываются атрибуты, назначенные файлу. Атрибут «только чтение» — запрещает изменять содержимое файла, атрибут «архивный» — служит для определения некоторыми программами, следует ли архивировать этот файл, атрибут «системный» — указывает, что файл принадлежит операционной системе и необходим для ее нормальной работы. Такой файл ни в коем случае нельзя удалять, файл с атрибутом «скрытый» — нельзя ни увидеть, ни использовать, если неизвестно его имя. Некоторые операционные системы добавляют свои атрибуты, например, кому разрешено читать или редактировать файл, хранится ли файл на диске в сжатом либо зашифрованном виде и т. д.

При большом количестве файлов на диске возникает необходимость как-то структурировать и упорядочить дисковое пространство. Это позволяют сделать каталоги. Каталог — это группа файлов на одном носителе, объединенных по какому-либо критерию. Каталог имеет имя и может быть зарегистрирован в другом каталоге. Это означает, что он включен в последний как целое и тогда говорят, что он является подчиненным каталогом (подкаталогом). Так образуется древовидная,иерархическая файловая система. Имя каталога задается по тем же правилам, что и имя файла. На каждом дисковом носителе имеется корневой каталог, в котором зарегистрированы файлы и каталоги первого уровня.

При большом количестве файлов и каталогов уже недостаточно знать только имя файла для быстрого поиска его на диске. Для точной идентификации файла необходимо, кроме имени, указать его местоположение — цепочку подчиненных каталогов. Такая цепочка называется полным путем размещения файла на диске.

Пример: С:\Школа\Рефераты\Информатика.doc

Имя диска, имена каталогов и имя файла отделяются друг от друга косой чертой.

Вопрос № 44. Виды компьютерных вирусов.

Компьютерный вирус – программа, скрытно работающая в системе, с целью нанесения вреда компьютеру.  Вирус способен самостоятельно создавать и распространять свои копии.

Основные виды компьютерных вирусов

Червь

Червь  – программа, которая делает копии самой себя. Ее вред заключается в захламлении компьютера, из-за чего он начинает работать медленнее. Отличительной особенностью червя является то, что он не может стать частью другой безвредной программы.

Троянская программа (троянский конь, троян)

Троянская программа маскируется в других безвредных программах. До того момента как пользователь не запустит эту самую безвредную программу,  троян не несет никакой опасности. Тронская программа может нанести различный ущерб для компьютера. В основном трояны используются для кражи, изменения или удаления данных. Отличительной особенностью трояна является то, что  он не может самостоятельно размножаться.

Программы – шпионы

Шпионы собирают информацию о действиях и поведении пользователя. В основном их интересует информация (адреса, пароли).

Зомби

Зомби позволяют злоумышленнику управлять компьютером пользователя. Компьютеры – зомби могут быть объединены в сеть и использоваться для массовой атаки на сайты или рассылки спама. Пользователь может не догадываться, что его компьютер зомбирован и используется злоумышленником

Программы – блокировщики (баннеры)

Это программа, которая блокирует пользователю доступ к операционной системе. При загрузке компьютера появляется окно,  в котором пользователя обвиняют в скачивание нелицензионного контента или нарушение авторских прав.  И под угрозой полного удаления всех данных с компьютера требуют отослать смс на номер телефона или просто пополнить его счет. Естественно после того как пользователь выполнит эти требования банер никуда не исчезнет.

Вопрос № 45. Основные типы антивирусных программ.

Одним из самых удобных методов защиты от компьютерных вирусов является использование специализированных программ. Рассмотрим основные типы антивирусных программ.

Программы-детекторы позволяют обнаружить файлы, зараженные каким-либо известным вирусом. Данные программы проводят только проверку компьютера на наличие вирусов. Лечить данные программы не могут.

Программы-доктора позволяют не только обнаружить файлы, зараженные известным вирусом, но и произвести их лечение. При лечении зараженных файлов программа-доктор удаляет тело вируса из файла, т.е. восстанавливает файл в том состоянии, в котором он находился до заражения вирусом.

Программы-ревизоры работают следующим образом. При своем первом запуске они запоминают сведения о состоянии программ и системных областей диска компьютера, в которые входят загрузочные секторы, таблицы размещения файлов, корневой каталог. Предполагается, что в этот момент программы и системные области дисков не заражены. Затем при последующих проверках компьютера программы-ревизоры сравнивают состояние файлов и системных областей диска с исходным. Если произошли изменения, характерные для действий вируса, то они сообщают об этом пользователю.

Разновидностью данных программ являются доктора-ревизоры. Они представляют собой комбинацию ревизоров и докторов, т.е. они могут не только обнаруживать изменения в файлах и системных областях дисков, но и в случае изменений автоматически вернуть их в исходное состояние.

Программы-фильтры, постоянно находясь в памяти компьютера, следят за действиями, которые выполняются на компьютере. При появлении действий, указывающих на наличие вирусов, они сообщают об этом пользователю. К этим действиям можно отнести изменение файлов с расширением СОМ и ЕХЕ, снятие с файлов атрибута "только для чтения", прямая запись на диск, форматирование диска, установка "резидентной" (постоянно находящейся в оперативной памяти) программы.

При появлении таких действий, на экран компьютера выводится сообщение о том, какое действие затребовано, и какая программа желает его выполнить. Пользователь может либо разрешить выполнение этого действия, либо запретить его.

Программы-фильтры обладают одним большим преимуществом по сравнению с другими программами. Оно заключается в том, что данные программы позволяют обнаружить многие вирусы на самой ранней стадии, когда вирус еще не успел размножиться и что-либо ис¬портить. Тем самым можно свести убытки от вируса к минимуму.

Программы-вакцины – это программы, предотвращающие зараже¬ние файлов. Сущность действия данных программ заключается в том, что они изменяют файлы специальным образом. Причем это не отражается на работе, но вирус воспринимает эти файлы как зараженные и не внедряется в них. В настоящее время данный вид программ практически не используется.

Вопрос № 46. Архиваторы. Основные функции архиваторов.

Архиваторы – это программы для создания архивов. Архивы предназначены для хранения данных в удобном компактном виде. В качестве данных обычно выступают файлы и папки. Как правило, данные предварительно подвергаются процедуре сжатия или упаковки. Поэтому почти каждый архиватор одновременно является программой для сжатия данных. С другой стороны, любая программа для сжатия данных может рассматриваться как архиватор. Эффективность сжатия является важнейшей характеристикой архиваторов. От нее зависит размер создаваемых архивов. Чем меньше архив, тем меньше места требуется для его хранения. Для передачи нужна меньшая пропускная способность канала передачи или затрачивается меньшее время. Преимущества архивов очевидны, если учесть, что данные уменьшаются в размере и в 2 раза, и в 5 раз.

Сжатие данных используется очень широко. Можно сказать, почти везде. Например, документы PDF , как правило, содержат сжатую информацию. Довольно много исполняемых файлов EXE сжаты специальными упаковщиками. Всевозможные мультимедийные файлы ( GIF , JPG , MP 3, MPG ) являются своеобразными архивами.

Основным недостатком архивов является невозможность прямого доступа к данным. Их сначала необходимо извлечь из архива или распаковать. Операция распаковки, впрочем, как и упаковки, требует некоторых системных ресурсов. Это не мгновенная операция. Поэтому архивы в основном применяют со сравнительно редко используемыми данными. Например, для хранения резервных копий или установочных файлов.

Основные функциональные возможности архиваторов: Архивация данных, разархивация созданного ранее архива, создание самораспаковывающихся и многотомных архивов, использование алгоритмов шифрования, самым мощным из которых является 256-битное AES шифрование, установка пароля для ограничения доступа к данным нежелательных пользователей, запись данных на съемные носители, например: CD/DVD фиски, USB-флеш, карты памяти, внешние жесткие диски и т.д., передача заархивированных данных посредством электронной почты, FTP-клиента, поддержка различных форматов файлов, в том числе: текстовых, графических, видео, аудио и т.д. Несмотря на ряд схожих характеристик, разработчики архиваторов предлагают пользователям ряд отличительных опций, которые отличают предлагаемые продукт от аналоговых утилит. Более того, архиваторы отличаются по степени применения. Например, когда пользователи не предъявляют к программе-архиватору особых требований и архиватор выполняет лишь функции по архивированию и разархивированию данных, пользователь может отдать предпочтение понятным и простым утилитам, таким как: RarMonkey, Fast Serial Archiver, vuZIP и т.д. Однако для профессиональной работы пользователи отдают предпочтение более мощным утилитам, с высокими показателями сжатия и скорости. Например, архиватор KGB Archiver характеризуется наилучшими показателями сжатия, при минимальной скорости архивации, более того, утилита весьма требовательна к возможностям ПК.

Вопрос № 47. Программы обслуживания жестких дисков.

Основные операции, которые необходимо иногда проводить с жесткими дисками:

Разбиение на разделы. На жесткий диск может быть установлено одновременно несколько операционных систем. Для этого жесткий диск должен быть разбит на разделы, т.е. независимые области на диске, в каждом из которых может быть создана своя файловая система. Наиболее простой и традиционно используемой программой для этих целей в Windows является программа FDisk. ОС Windows2000/XP имеют встроенную программу разбиения жестких дисков на разделы.

Форматирование. Оно делится на низкоуровневое (физическое), которое выполняется производителями и делит поверхности магнитных пластин на дорожки и сектора и высокоуровневое (логическое), которое заключается в разбиении на кластеры и размещении на диске файловой системы. Логическое форматирование выполняется стандартной программой ОС Windows Format(Форматирование дисков).

Проверка диска на наличие логических и физических ошибок. Если каким-то образом соответствие между тем, что записано в загрузочной области диска, и тем, что на самом деле находится на диске, нарушено, последствия могут быть непредсказуемы. Это может возникнуть вследствие сбоев ОС, и другого ПО. В частности, велика вероятность возникновения ошибок при некорректном завершении работы компьютера, при зависании системы и т.д. Обнаружить возникшие проблемы и предотвратить неприятности поможет стандартная программа Windows Проверка диска или ScanDisk. Но эта программа недостаточно мощна и функциональна. Поэтому при серьезных проблемах необходимо использовать более мощные средства (например, Norton Disk Doctor(NDD) из пакета Norton Utilities фирмы Symantec).

Дефрагментация. Как известно, с точки зрения быстродействия винчестер одно из самых слабых мест системы. К счастью, помогает тот факт, что данные, которые расположены "подряд", считать можно намного быстрее. Что значит "подряд"? Каждый файл на диске занимает определенное пространство. Это пространство разбито на блоки - кластеры. Каждый кластер принадлежит определенному файлу. Хорошо, если кластеры одного файла следуют подряд, но так бывает не всегда. Файлы на диске постоянно создаются и уничтожаются. Операционная система не всегда может выделить файлу место таким образом, чтобы его кластеры шли друг за другом. То есть файл может занимать несколько кластеров, разбросанных по разным местам диска. В этом случае говорят, что файл фрагментирован. При этом скорость чтения и записи файла замедляется заметно. Если на диске образуется много таких файлов, то скорость работы системы заметно падает. Для решения этой проблемы помогает стандартная программа Windows Дефрагментация диска или Defrag. Опять же можно порекомендовать использовать более мощное средство дефрагментации (например, Norton Speed Disk из Norton Utilities).

Очистка диска. При регулярной работе на компьютере иногда накапливается некоторый пользовательский и системный "мусор", который полезно периодически расчищать и ликвидировать. Для этого существует много различных программ, а в Windowsсуществует утилита - Очистка диска.

Вопрос № 48. Текстовые процессоры и редакторы. Форматирование символов, абзацев и страниц документа. Использование стилей для форматирования документа.

Вопрос № 49. Электронные таблицы. Назначение и возможности программы. Основные действия: выделения ячеек, блока ячеек, строк, столбцов, перемещения. Техника ввода данных. Строка формул.

Современные технологии обработки информации часто приводят к тому, что возникает необходимость представления данных в виде таблиц. В языках программирования для такого представления служат двухмерные массивы. Для табличных расчетов характерны относительно простые формулы, по которым производятся вычисления, и большие объемы исходных данных. Такого рода расчеты принято относить к разряду рутинных работ, для их выполнения следует использовать компьютер. Для этих целей созданы электронные таблицы (табличные процессоры) — прикладное программное обеспечение общего назначения, предназначенное для обработки различных данных, представимых в табличной форме.

Электронная таблица (ЭТ) позволяет хранить в табличной форме большое количество исходных данных, результатов, а также связей (алгебраических или логических соотношений) между ними. При изменении исходных данных все результаты автоматически пересчитываются и заносятся в таблицу. Электронные таблицы не только автоматизируют расчеты, но и являются эффективным средством моделирования различных вариантов и ситуаций. Меняя значения исходных данных, можно следить за изменением получаемых результатов и из множества вариантов решения задачи выбрать наиболее приемлемый.

При работе с табличными процессорами создаются документы, которые также называют электронными таблицами. Такие таблицы можно просматривать, изменять, записывать на носители внешней памяти для хранения, распечатывать на принтере.

Рабочим полем табличного процессора является экран дисплея, на котором электронная таблица представляется в виде прямоугольника, разделенного на строки и столбцы. Строки нумеруются сверху вниз. Столбцы обозначаются слева направо. На экране виден не весь документ, а только часть его. Документ в полном объеме хранится в оперативной памяти, а экран можно считать окном, через которое пользователь имеет возможность просматривать таблицу. Для работы с таблицей используется табличный курсор, — выделенный прямоугольник, который можно поместить в ту или иную клетку. Минимальным элементом электронной таблицы, над которым можно выполнять те или иные операции, является такая клетка, которую чаще называют ячейкой. Каждая ячейка имеет уникальное имя (идентификатор), которое составляется из номеров столбца и строки, на пересечении которых располагается ячейка. Нумерация столбцов обычно осуществляется с помощью латинских букв (поскольку их всего 26, а столбцов значительно больше, то далее идёт такая нумерация — AA, AB, ..., AZ, BA, BB, BC, ...), а строк — с помощью десятичных чисел, начиная с единицы. Таким образом, возможны имена (или адреса) ячеек B2, C265, AD11 и т.д.

Следующий объект в таблице — диапазон ячеек. Его можно выделить из подряд идущих ячеек в строке, столбце или прямоугольнике. При задании диапазона указывают его начальную и конечную ячейки, в прямоугольном диапазоне — ячейки левого верхнего и правого нижнего углов. Наибольший диапазон представляет вся таблица, наименьший — ячейка. Примеры диапазонов — A1:A100; B12:AZ12; B2:K40.

Если диапазон содержит числовые величины, то они могут быть просуммированы, вычислено среднее значение, найдено минимальное или максимальное значение и т.д.

Иногда электронная таблица может быть составной частью листа, листы, в свою очередь, объединяются в книгу (такая организация используется в Microsoft Excel).

Ячейки в электронных таблицах могут содержать числа (целые и действительные), символьные и строковые величины, логические величины, формулы (алгебраические, логи-ческие, содержащие условие).

В формулах при обращении к ячейкам используется два способа адресации — абсолютная и относительная адресации. При использовании относительной адресации копирование, перемещение формулы, вставка или удаление строки (столбца) с изменением местоположения формулы приводят к перестраиванию формулы относительно её нового местоположения. В силу этого сохраняется правильность расчётов при любых указанных выше действиями над ячейками с формулами. В некоторых же случаях необходимо, чтобы при изменении местоположения формулы адрес ячейки (или ячеек), используемой в формуле, не изменялся. В таких случаях используется абсолютная адресация. В приведенных выше примерах адресов ячеек и диапазонов ячеек адресация является относительной. Примеры абсолютной адресации (в Microsoft Excel): $A$10; $B$5:$D$12; $M10; K$12 (в предпоследнем примере фиксирован только столбец, а строка может изменяться, в последнем — фиксирована строка, столбец может изменяться).

Управление работой электронной таблицы осуществляется посредством меню команд.

Можно выделить следующие режимы работы табличного процессора:

• формирование электронной таблицы;

• управление вычислениями;

• режим отображения формул;

• графический режим;

• работа электронной таблицы как базы данных.

При работе с табличными процессорами создаются документы, которые можно просматривать, изменять, записывать на носители внешней памяти для хранения, распечатывать на принтере. Режим формирования электронных таблиц предполагает заполнение и редактирование документа. При этом используются команды, изменяющие содержимое клеток (очистить, редактировать, копировать), и команды, изменяющие структуру таблицы (удалить, вставить, переместить).

Режим управления вычислениями. Все вычисления начинаются с ячейки, расположенной на пересечении первой строки и первого столбца электронной таблицы. Вычисления проводятся в естественном порядке, т.е. если в очередной ячейке находится формула, включающая адрес еще не вычисленной ячейки, то вычисления по этой формуле откладываются до тех пор, пока значение в ячейке, от которого зависит формула, не будет определено. При каждом вводе нового значения в ячейку документ пересчитывается заново, — выполняется автоматический пересчет. В большинстве табличных процессоров существует возможность установки ручного пересчета, т.е. таблица пересчитывается заново только при подаче специальной команды.

Режим отображения формул задает индикацию содержимого клеток на экране. Обычно этот режим выключен, и на экране отображаются значения, вычисленные на основании содержимого клеток.

Графический режим дает возможность отображать числовую информацию в графическом виде: диаграммы и графики. Это позволяет считать электронные таблицы полезным инструментом автоматизации инженерной, административной и научной деятельности.

В современных табличных процессорах, например, в Microsoft Excel, в качестве базы данных можно использовать список (набор строк таблицы, содержащий связанные данные). При выполнении обычных операций с данными, например, при поиске, сортировке или обработке данных, списки автоматически распознаются как базы данных. Перечисленные ниже элементы списков учитываются при организации данных:

• столбцы списков становятся полями базы данных;

• заголовки столбцов становятся именами полей базы данных;

• каждая строка списка преобразуется в запись данных.

Ввод и редактирование данных в ячейках

Чтобы ввести данные в ячейку электронной таблицы необходимо щелкнуть на ней левой клавишей мыши. Ячейка выделится более жирным контуром, после чего в нее можно начинать вводить данные. Для окончания ввода можно воспользоваться клавишей «Enter» или щелкнуть мышью на другой ячейке. Если данные в ячейку вводятся в первый раз, то для завершения ввода можно воспользоваться стрелками на клавиатуре, при этом автоматически выделится ячейка, расположенная рядом с данной ячейкой по направлению действия стрелки.

Для редактирования данных в ячейке нужно дважды щелкнуть на ней мышью. При редактировании данных можно пользоваться стрелками на клавиатуре и мышью для позиционирования курсора в ячейке.

Строка формул в Excel используется для ввода и редактирования значений, формул в ячейках или диаграммах. Поле имени – это окно слева от строки формул, в котором выводится имя активной ячейки. 

Вопрос № 50. Функции Excel . Краткий обзор функций: математических, статистических, финансово-математических, логических и т.д.

Функции — заранее определенные формулы, которые выполняют вычисления по заданным величинам, называемым аргументами, и в указанном порядке. Эти функции позволяют выполнять как простые, так и сложные вычисления. Например, функция ОКРУГЛ округляет число в ячейке.

Логические функции

Категория Логические содержит семь функций, в том числе функции ЕСЛИ и ЕСЛИОШИБКА. Использование логических функций делает формулы более гибкими, а использование функции ЕСЛИ наделяет формулу способностью “принимать решения”. Благодаря этому функция ЕСЛИ стала самой используемой логической функцией.

Текстовые функции

Текстовые функции предназначены для обработки текста. Например, с помощью функций ПРОПНАЧ или ДЛСТР можно изменить регистр или определить длину текстовой строки. Используя текстовые функции, можно объединить несколько строк в одну или, наоборот, разделить одну текстовую строку на несколько строк.

Например, формула =СЦЕПИТЬ(A1;A2) объединяет две текстовые строки, содержащиеся в ячейках A1 и A2, в одну.

Функции категории Проверка свойств и значений

Функции этой категории часто называют информационными. Функция ЯЧЕЙКА этой категории позволяет получить информацию о ячейке. Другие информационные функции проверяют выполнение какого+либо условия и, в зависимости от результата, возвращают значение ИСТИНА или ЛОЖЬ (или числовое значение). Например, с помощью функции ЕЧИСЛО можно проверить, данные какого типа содержит ячейка. Если в ячейке содержится число, функция ЕЧИСЛО возвращает логическое значение ИСТИНА, в противном случае функция возвращает логическое значение ЛОЖЬ.

Функции Дата и время

Функции, принадлежащие к этой категории, предназначены для работы со значениями даты и времени. По сути, эти функции работают с числовыми значениями, потому что дата и время в Excel являются числами, к которым применен один из числовых форматов даты и времени. С помощью функции этой категории можно вычислить количество рабочих дней между двумя датами (функция ЧИСТРАБДНИ), преобразовать дату в год (функция ГОД), месяц (функция МЕСЯЦ) или день недели (функция ДЕНЬНЕД) и т.п.

Математические функции

Математические функции позволяют выполнять простые и сложные вычисления. В категорию Математические входят тригонометрические функции, например SIN, COS, ACOS; функции, выполняющие арифметические действия, например СУММ, ПРОИЗВЕД, ЧАСТНОЕ; и многие другие функции. К этой же категории относятся функции, позволяющие работать с массивами значений или матрицами, — МУМНОЖ, МОПРЕД и МОБР, а также функции АГРЕГАТ и ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ. ИТОГИ, которые используются для получения итоговых значений (суммы, среднего арифметического, минимального или максимального значений и т.п.) в массивах данных или списках.

Функции категории Ссылки и массивы

Эти функции (другое название этой категории — функции просмотра) используются для поиска значений в списках или таблицах (например, функции ПРОСМОТР, ВПР или ГПР), а также для получения дополнительной информации (например, функции ЧСТРОК, ЧИСЛСТОЛБ и ОБЛАСТИ возвращают количество строк, столбцов или областей в ссылке на диапазон). Функция ПОЛУЧИТЬ.ДАННЫЕ. СВОДНОЙ.ТАБЛИЦЫ извлекает данные, хранящиеся в сводной таблице. Некоторые функции этой категории позволяют манипулировать диапазоном данных. Например, функция ТРАНСП транспонирует диапазон ячеек на рабочем листе.

Статистические функции и категория

Совместимость Статистические функции предназначены для проведения статистического анализа. С помощью статистических функций можно вычислить статистические характеристики набора данных, такие как среднее арифметическое значение (функция СРЗНАЧ), стандартное отклонение (функция СТАНДОТКЛОН.Г или СТАНДОТКЛОН.В) или дисперсия (функции ДИСП.В и ДИСП.Г), построить статистический ряд (функция ЧАСТОТА), вычислить доверительные интервалы (функции ДОВЕРИТ.НОРМ и ДОВЕРИТ.СТЬЮДЕНТ). В категории Статистические имеются также функции для проверки статистических гипотез, вычисления известных статистических распределений и проведения корреляционного и регрессионного анализа. В версии Excel 2010 изменились алгоритмы и названия некоторых статистических функций. Например, функция СЛЧИС использует новый алгоритм получения случайных чисел; название этой функции не изменилось. Для вычисления дисперсии вместо функций ДИСП и ДИСПР используются функции ДИСП.В и ДИСП.Г соответственно. Функции ДИСП и ДИСПР остались для совместимости с предыдущими версиями и находятся в категории Совместимость. В Excel 2010 для вычисления дисперсии можно использовать как функции ДИСП.В и ДИСП.Г, так и функции ДИСП и ДИСПР.

Инженерные функции

Инженерные функции используются, главным образом, в инженерных и научных расчетах. К инженерным функциям относятся:

• функции для работы с комплексными числами;

• функции, выполняющие преобразование чисел из одной системы счисления в другую (десятичную, восьмеричную, шестнадцатеричную и двоичную);

• функции, выполняющие преобразование величин из одной системы мер и весов в другую.

Финансовые функции

Финансовые функции используются для решения финансовых и экономических задач. С помощью функций этой категории можно рассчитать приведенную стоимость (функция ПС), будущую стоимость (функция БС), оценить эффективность вложений при фиксированной процентной ставке, вычислить внутреннюю норму доходности и др. Анализ зависимости денежных сумм от времени, выполняемый с помощью финансовых функций, позволяет более обоснованно принимать решения экономического характера.

Функции для работы с базами данных

Функции этой категории используются для анализа данных, содержащихся в обычных электронных таблицах (списках данных) и таблицах Excel. С помощью функций баз данных можно быстро получить нужную информацию, например подсчитать количество записей в базе данных (функция БСЧЁТ) или вычислить сумму значений (функция БДСУММ), удовлетворяющих некоторому условию. На ленте команд эта категория функций не отображается.

Аналитические функции и куб данных OLAP

В традиционных базах данных типа OLTP (Online Transaction Processing — оперативная обработка транзакций), например Access или SQL Server, данные хранятся в нескольких таблицах, связанных между собой; каждая ячейка таблицы содержит один элемент данных. В Excel можно создать подключение к такой базе данных и получать оперативные данные из нее, например, через сводные таблицы. Однако, если в базе данных содержится несколько миллионов (или миллиардов) записей, Excel не в состоянии их обработать. В этом случае используют более эффективные средства обработки информации, например программу Microsoft SQL Server 2000, с помощью которой можно быстро обрабатывать большие объемы данных. Эту же программу можно использовать для создания хранилища данных и кубов OLAP. Аббревиатура OLAP расшифровывается как Online Analitical Processing — Оперативный анализ данных. Сервер OLAP содержит средства, позволяющие связываться с хранилищем данных. Также сервер OLAP обрабатывает записи из хранилища данных и преобразует таблицы в куб данных. Таким образом, куб данных представляет собой многомерную структуру данных. В отличие от таблиц, используемых в реляционных базах данных, каждая ячейка куба содержит множество элементов. Для работы с кубом данных необходимо подключиться к нему и создать сводную таблицу. Аналитические функции предназначены для работы с кубом данных OLAP. Например, функция КУБЭЛЕМЕНТ возвращает элемент или кортеж из куба, функция КУБСВОЙСТВОЭЛЕМЕНТА возвращает значение свойства элемента из куба.

Вопрос № 51. Построение сводных таблиц, анализ данных, сравнение значений в электронных таблицах.

Сводная таблица — это таблица, которая используется для быстрого подведения итогов или объединения больших объемов данных. Меняя местами строки и столбцы, можно создать новые итоги исходных данных; отображая разные страницы можно осуществить фильтрацию данных, а также отобразить детальные данные области.

Вопрос № 52. Средства подготовки презентаций и их функциональные возможности.

Презентация – документ, содержащий ряд кадров (слайдов), предназначенных для иллюстрации (сопровождения) доклада, технического проекта, лекции, информационного сообщения, результатов научных исследований, учебного пособия, бизнес-плана, дипломного проекта и т.п. Презентация может содержать эффекты анимации, звуковые и видео эффекты, которые усиливают эмоциональное воздействие на аудиторию (слушателей и зрителей), помогают сконцентрировать внимание на важных моментах. 

Для создания презентаций разработаны специальные программы, которые сочетают в себе элементы текстовых, графических и звуковых редакторов. В этих программах имеются средства для показа нескольких логически связанных кадров (слайдов). Перечислим несколько программ, предназначенных для создания, редактирования и демонстрации презентаций: MS PowerPoint, Harvard Graphics, Lotus Freelance Graphics, Charisma. 

Используя Microsoft PowerPoint, автор может иллюстрировать свое выступление графиками и диаграммами, отмечать основные моменты выступления текстовыми фрагментами, применять различные анимационные и звуковые эффекты, благодаря чему презентации Microsoft PowerPoint приобретают профессиональный вид. Новая версия Microsoft PowerPoint 2002 предоставляет дополнительные возможности создания профессиональных презентаций и наряду с этим облегчает вызов и применение функций, реализованных в предыдущих версиях приложения. Новые и усовершенствованные возможности делают Microsoft PowerPoint более удобным средством организации совместной работы над презентациями через Web, позволяя пользователям, находящимся друг от друга на больших расстояниях, совместно просматривать презентации и работать над ними, обмениваясь результатами работы через Интернет.

Дополнительные функции

• использование эффектов и настройка анимации

• Инструменты докладчика

• Применение автоматической разметки (смарт-тег)

• Предварительный просмотр

• Эскизы в обычном режиме

• Схемы

• Сжатие рисунков

• Поворот изображений

• Отображение сетки

• Восстановление данных и безопасность

• Совместная работа над презентациями через Интернет

Вопрос № 53. Проектирование информационных систем и баз данных. Разработка модели базы данных.

Вопрос № 54. Принципы классификации баз данных.

Классификация по типу принятой модели данных

Классификацию баз данных по модели данных иллюстрирует рис. 6.3.

Иерархические базы данных основаны на иерархической модели данных, в которой связь между объектами базы данных образует перевернутое дерево. При такой модели каждый нижележащий элемент иерархии соединен только с одним расположенным выше элементом

Сетевые базы данных основаны на сетевой модели данных, в которой связи между объектами данных могут быть установлены в произвольном порядке.

Реляционные базы данных основаны на реляционной модели данных, в которой каждая единица данных в базе данных однозначно определяется именем таблицы (называемой отношением), идентификатором записи (кортежа) и именем поля.

Объектно-реляционные базы данных содержат объектно-ориентированные механизмы построения структур данных (как минимум, механизмы наследования и поддержки методов) в виде расширений языка и программных надстроек над ядром СУБД.

Объектно-ориентированные базы данных определяют как новое поколение баз данных, основанное на сочетании трех принципов: реляционной модели, стандартов на описание объектов и принципов объектно-ориентированного программирования.

Классификация по архитектуре

Классификацию баз данных по архитектуре иллюстрирует рис. 6.4.

В локальных базах данных все данные и объекты СУБД находятся на одном компьютере.

В распределенных базах данных различные части данных (группы таблиц, таблицы и даже фрагменты таблиц) и объекты СУБД могут находится на разных компьютерах.

Классификация по способу доступа к БД

Классификацию баз данных по способу доступа иллюстрирует рис. 6.5.

В мэйнфреймовых базах данных пользовательское рабочее место представляет собой текстовый или графический терминал, а вся информация обрабатывается на том же компьютере, где находится СУБД.

В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на файл-сервере, а ядро СУБД находится на каждом клиентском компьютере. Доступ к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок. Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на ЦП сервера, а недостатком — высокая загрузка локальной сети.

Клиент-серверные СУБД состоят из клиентской части (которая входит в состав прикладной программы) и сервера. Клиент-серверные СУБД, в отличие от файл-серверных, обеспечивают разграничение доступа между пользователями и мало загружают сеть и клиентские машины. Сервер является внешней по отношению к клиенту программой, и при необходимости его можно заменить другим. Недостаток клиент-серверных СУБД состоит в самом факте существования сервера (что плохо для локальных программ — в них удобнее встраиваемые СУБД) и больших вычислительных ресурсах, потребляемых сервером.

Встраиваемая СУБД представляет собой программную библиотеку, которая позволяет унифицированным образом хранить большие объемы данных на локальной машине. Доступ к данным может происходить посредством запросов на языке SQL либо путем вызова функций библиотеки из приложения пользователя.

Встраиваемые СУБД быстрее обычных клиент-серверных и не требуют развертывания сервера.

Классификация по скорости обработки информации

Классификацию баз данных по скорости обработки информации иллюстрирует рис. 6.6.

Операционные (operational), или рабочие (production), базы данных обладают высокими скоростями реакции на запрос, извлечения и представления информации.

Хранилища данных и многомерные хранилища данных (data warehouse, OLAP) — это базы данных с очень большим объемом информации, подготовка представления которой занимает значительный объем времени.

Вопрос № 55. Векторная графика.

Векторные рисунки используются для хранения высокоточных графических объектов (рисунков, чертежей и схем), для которых имеет значение сохранение четких и ясных контуров.

Векторные рисунки формируются из графических объектов (линия, прямоугольник, окружность и др.) каждый из которых задается координатами опорных точек и формулами рисования объекта. Для каждого объекта можно также указать цвет, толщину и стиль линии (сплошная, пунктирная и т. д.) его контура.

Векторные рисунки формируются из базовых графических объектов, для каждого из которых задаются координаты опорных точек, а также цвет, толщина и стиль линии его контура.

Достоинством векторной графики является то, что векторные рисунки могут быть увеличены или уменьшены без потери качества. Это возможно, так как изменение размера рисунка производится с помощью простого умножения координат точек графических объектов на коэффициент масштабирования.

Другое достоинство векторной графики - небольшой информационный объем файлов по сравнению с объемом файлов, содержащих растровые изображения.

Векторная графика лежит в основе flash-анимации, популярной в настоящее время технологии создания анимации. Эта технология позволяет реализовать движение, плавно изменяя расположение, размер и цвет объектов на рисунке, а также показать плавное превращение одного объекта в другой.

Векторные графические редакторы. Векторные графические редакторы используются для создания и редактирования рисунков, в которых существуют четкие контуры (эмблемы, иллюстрации к книге, визитки и плакаты, этикетки, схемы, графики и чертежи). Так как векторные рисунки состоят из отдельных графических объектов, то они легко редактируются (каждый из объектов может быть перемещен, удален, увеличен или уменьшен и т. д.).

Векторные графические редакторы позволяют рисовать не только плоские, но и объемные объекты: куб, шар, цилиндр и другие. При рисовании трехмерных тел можно устанавливать различные режимы освещенности объекта, материал, из которого он изготовлен, качество поверхности и другие параметры.

Векторными графическими редакторами являются системы компьютерного черчения. При классическом черчении с помощью карандаша, линейки и циркуля производится построение элементов чертежа (отрезков, окружностей и прямоугольников) с точностью, которую предоставляют чертежные инструменты. Использование систем компьютерного черчения позволяет создавать чертежи с гораздо большей точностью. Кроме того, системы компьютерного черчения позволяют измерять расстояния, углы, периметры и площади начерченных объектов.

Векторными графическими редакторами являются также системы автоматизированного проектирования, которые используются на производстве, так как обеспечивают возможность реализации сквозной технологии проектирования и изготовления деталей. На основе компьютерных чертежей генерируются управляющие программы для станков с числовым программным управлением, в результате по компьютерным чертежам могут изготавливаться высокоточные детали из металла, пластмассы, дерева и других материалов.

Форматы векторных графических файлов. Широко распространенным форматом векторных графических файлов является формат WMF, который используется для хранения коллекции графических изображений Microsoft Clip Gallery. Некоторые программы обработки изображений используют оригинальные форматы, которые распознаются только самой создающей программой (например, векторный редактор OpenOffice Draw сохраняет файлы в собственном формате SXD, а система компьютерного черчения Компас - в формате FRM).

Достоинства векторной графики: Преобразования без искажений. Маленький графический файл. Рисовать быстро и просто. Независимое редактирование частей рисунка. Высокая точность прорисовки (до 1 000 000 точек на дюйм). Редактор быстро выполняет операции. Недостатки векторной графики: Векторные изображения выглядят искусственно. Ограниченность в живописных средствах. Применение Применяется в компьютерной полиграфии, системе компьютерного проектирования, компьютерном дизайне и рекламе.

Вопрос № 56. Растровая графика.

Минимальной единицей растровой графики является пиксел (точка). Растровые изображения напоминают лист клетчатой бумаги, на котором любая клетка закрашена каким-либо цветом, образуя в совокупности рисунок (bitmap). Основными характеристиками растровой графики являются глубина цвета и разрешение.

Глубина цвета.

Глубина цвета - это количество бит, отведенных на кодирование цвета.

В зависимости от того, сколько бит отведено для цвета каждого пиксела, возможно кодирование различного числа цветов. Таким образом, глубина цвета позволяет определить, какое максимальное количество цветов может быть реализовано в изображении. Например, если глубина цвета составляет 24 бита, то изображение может содержать до 16,8 млн. различных цветов и оттенков (т.е. 2²⁴ ≈ 16,8 млн.). Очевидно, что чем больше цветов используется для электронного представления изображения, тем точнее информация о цвете каждой его точки (т.е. его цветопередача).

Разрешение.

Разрешение – это количество точек на единицу длины, плотность расположения которых и определяет качество изображения (отображение цветов и деталей изображения). Чаще всего в качестве единицы длины используется дюйм, но иногда могут использоваться и миллиметры. Разрешение изображения измеряется в dpi (количество точек на дюйм).

Чем больше разрешение изображения, тем качественнее оно будет, но тем больше будет и размер файла, что необходимо учитывать при создании и редактировании изображений. Если изображение предназначено для отображения на экране монитора, то разрешение может быть меньше, чем если это изображение предназначено для печати (для вывода изображения на экран обычно достаточно разрешения 72 dpi или 96 dpi, для вывода его на печать от 150 dpi до 300 dpi, а в случае типографской печати оно может быть гораздо больше).

+ Достоинства растровой графики:

• отображение большого количествва цветов

• отображение градиентов и переходов цветов

• отображение большого количества мелких деталей

- Недостатки растровой графики:

• при уменьшении изображения качество ухудшается, т.к. теряются мелкие детали

• при увеличении изображения качество ухудшается, т.к. увеличивается размер точки (эффект пикселизации)

• чем больше разрешение и глубина цвета, тем больше размер файла

Графические редакторы растровой графики

Растровые графические редакторы предназначены как для обработки готовых изображений (фотографии, отсканированные изображения), так и для создания изображений. Примерами таких редакторов являются Adobe PhotoShop, Corel PhotoPaint, Ulead PhotoImpact GIMP

Вопрос № 57. Основные понятия сети Интернет. Адресация в сети интернет.

Упрощенно Интернет можно представить себе как сеть связанных между собой и разбросанных по всему миру компьютеров, которые являются узлами или серверами Сети и на которых хранится информация. Сеть не является единым целым и никому не принадлежит, но при этом более мелкие сети, подключенные к Интернет, обслуживаются отдельными организациями - провайдерами, являющимися собственниками “своего” участка Сети и получающими плату за предоставление доступа к ней.

Интернет провайдер - это фирма, которая специализируются на предоставлении услуг по доступу в Интернет. Следует различать несколько уровней Интернет – провайдеров.

Различают несколько способов подключения к сети Интернет:

·   подключение с удаленной машины по обычной телефонной линии посредством внешнего или встроенного в компьютер модема; связь с сервером провайдера осуществляется телефонным звонком через модем по указанному провайдером номеру. Кроме номера телефона, для входа в сеть необходимы логин - то есть, регистрационное имя пользователя и пароль.

   подключение через локальную сеть предприятия или кампусную сеть (campus – студенческий городок, кампусная сеть – сеть микрорайона). В этом случае машина связана с локальной сетью через установленную в системном блоке плату сетевого адаптера; скорость такого соединения значительно более высока, но компьютер должен быть физически подключен к локальной сети, что требует довольно дорогих коммуникаций и потому используется, в основном, в организациях и университетах.

   подключение по схеме ASDL (Asymmetric Digital Subscriber Line - Асимметричная цифровая абонентская линия). Само название подчеркивает изначально заложенное в этой технологии различие скоростей обмена в направлениях к абоненту и обратно. Асимметричность ADSL, по своей сути, подразумевает передачу больших объемов информации к абоненту (видео, массивы данных, программы) и небольших объемов от абонента (в основном команды и запросы).

  GPRS (General Packet Radio Service) — технология пакетной передачи данных посредством сотовой связи. Суть услуги заключается в организации постоянного подключения через GPRS-телефон или GPRS модем к сети интернет. Для работы в Сети можно использовать компьютер, ноутбук или электронный органайзер (Palm Pilot, Psion, Cassiopea). При этом возможно работать с любыми ресурсами Интернета.

   Системы спутникового доступа в Интернет. Схема работы система проста - исходящие запросы идут по наземным каналам связи, например, по модему, выделенной линии, радиоканалу или даже по каналам пакетной передачи данных (GPRS или IMT-450) сотовых операторов, а весь входящий поток данных принимается с помощью спутникового комплекта оборудования. 

Протоколы.

Компьютеры, подключенные к Интернет, могут быть различной архитектуры и с различным программным обеспечением. Совместимость достигается за счет использования коммуникационных протоколов, то есть, наборов правил, касающихся передачи информации по сетям. Работа Интернет основана на использовании протокола TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol). На самом деле под названием TCP/IP скрывается целое семейство протоколов, решающих те или иные частные задачи. Перечислим основные из них:

·   Транспортные протоколы TCP и UDP (User Datagram Protocol) управляют процессом передачи данных между машинами;

·   Протоколы маршрутизации IP, ICMP (Internet Control Message Protocol), RIP (Routing Information Protocol) обрабатывают адресацию данных, обеспечивают их физическую передачу и отвечают за выбор наилучшего маршрута до адресата;

·   Протоколы поддержки сетевого адреса DNS (Domain Name System), ARP (Address Resolution Protocol) обеспечивают идентификацию машины в сети по ее уникальному адресу (см. п.IP-адреса);

·   Шлюзовые протоколы EGP (Exterior Gateway Protocol), GCP (Gateway-to-gateway protocol), IGP (Interior Gateway Protocol) отвечают за передачу информации о маршрутизации данных и состоянии сети, а также обрабатывают данные для взаимодействия с локальными сетями;

·   Протоколы прикладных сервисов FTP (File Transmission Protocol), Telnet и др. – сетевые программы, обеспечивающие доступ к различным услугам и службам Сети – например, передаче файлов между компьютерами;

·   Протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) отвечает за передачу сообщений электронной почты.

IP-адреса.

Каждый компьютер, подключенный к Интернет, имеет уникальный адрес, называемый IP-адресом (читается “ай-пи”). IP-адрес машины может быть постоянным или каждый раз назначаться сервером при соединении с Сетью, но всегда один IP соответствует одной машине. IP-адрес имеет длину 4 байта (по сетевой терминологии октета) или 32 бита. При записи адреса октеты разделяют точками.

IP-адрес сервера компании IBM: 207.68.137.53

Поскольку одним байтом можно представить числа от 0 до 255, теоретически получается более 4 миллиардов возможных адресов машин! На самом деле, некоторые комбинации битов зарезервированы и это число намного меньше. Так, адрес 127.0.0.1 используется только на локальной машине.

Любой IP-адрес состоит из 2 частей – адреса сети и адреса хоста (хостами называют подключенные к Интернет компьютеры и некоторые другие сетевые устройства).

Доменные имена.

Доменное имя также представляет собой уникальный адрес компьютера в сети, но для удобства пользователей вместо цифр в нем используются слова, разделенные точками. Доменное имя состоит из нескольких иерархически расположенных доменов, а под доменом понимают просто поименованный набор хостов, объединенных по территориальному или организационному признаку.

Правила составления доменных имен менее жесткие, чем при назначении IP, но и здесь есть определенная структура. Так, доменное имя сервера Краевой клинической больницы http://www.kkb1.krasu.ru/ включает в себя следующие части:

·        www - префикс, указывающий на принадлежность сервера “Всемирной паутине” World Wide Web; необязателен, но широко распространен в доменных именах.

·        kkb1 – домен третьего уровня, в данном случае содержащий имя орагнизации (KKB1);

·        krasu – домен второго уровня, принадлежащий Красноярскому государственному университету;

·        ru – домен первого (верхнего) уровня, указывающий на принадлежность к России (до недавнего времени использовалось также su).

“Всемирная паутина” и другие службы Сети.

Сегодня для рядового пользователя слова “Интернет” и “World Wide Web” (Web, WWW) – синонимы. На самом деле WWW – ведущий, но не единственный сервис всемирной Сети. Интернет – не только “сеть сетей”, но и объединение нескольких служб, каждая из которых определяется собственным протоколом прикладного уровня, отвечающим за тот или иной способ взаимодействия с пользователем. Протоколы прикладного уровня работают именно на “конечном этапе” взаимодействия с пользователем, преобразуя полученную с помощью сетевых протоколов TCP/IP информацию в нечто, пригодное для восприятия человеком.

Некоторые исторически предшествующие WWW, но до сих пор используемые сетевые службы (телеконференции UseNet, служба Gopher, электронные доски объявлений BBS) в этом пособии не будут затронуты, другие (электронная почта) будут рассмотрены в разделе "Электронная почта".

Web, HTTP, HTML.

Итак, World Wide Web – ведущий сервис Интернет, постепенно вытесняющий или включающий в себя большинство других сетевых служб. Прикладной протокол, используемый в WWW, называется HTTP (Hypertext Transfer Protocol), что переводится как “протокол передачи гипертекста”, документы, составляющие содержание WWW, называются Web-страницами, а формат, с помощью которого подготавливаются Web-страницы, называется HTML (HyperText Markup Language) или “язык разметки гипертекста”. Подгипертекстом же в простейшем случае понимается текст, позволяющий не только последовательное прочтение, то есть, указателями-ссылками связанный с другими текстами.

Формат HTML представляет собой достаточно простой набор команд, которые описывают структуру документа. HTML позволяет выделить в тексте отдельные логические части (заголовки, абзацы, списки и т.д.), поместить на Web-страницу отдельно подготовленную фотографию или картинку, организовать на странице ссылки для связи с другими документами, но не задает конкретные и точные атрибуты форматирования документа, как, например, Microsoft Word. Конкретный вид документа окончательно определяет только программа-браузер (см. "Работа с браузером Internet Explorer 6.0") на Вашем компьютере. Необходимость именно такого подхода связана, опять же, с разнородностью аппаратного и программного обеспечения компьютеров, подключенных к Интернет.

С точки зрения пользователя Windows, Web-страница – это просто файл типа *.htm или *.html, находящийся где-то на сервере Интернет или на жестком диске Вашей машины.

URL

Поскольку любой компьютер в Интернет имеет свой уникальный адрес, представимый в виде IP или в виде доменного имени, каждый файл, расположенный в какой-либо папке на таком компьютере, тоже имеет уникальный адрес, называемый URL (Uniform Resource Locator; принято читать “урл”). Полный URL документа в Сети состоит из следующих частей:

·  префикс протокола, состоящий из имени протокола, двоеточия и двух символов “/”. Основные протоколы, с которыми Вы столкнетесь, работая в WWW, это - HTTP – основной протокол, обеспечивающий доступ к Web-страницам. 

·        доменное имя компьютера или его IP-адрес вместо доменного имени;

·        закладка, позволяющая перейти в нужную часть документа. Имя закладки отделяется от имени файла символом '#'.

Вопрос № 58. Службы интернета. Основные концепции WWW-технологий.

Службы Интернета

Благодаря использованию различных сетевых протоколов Интернет может обеспечить выполнение двух основных функций:

· быть средством общения между удаленными пользователями;

· быть средством доступа к общим информационным ресурсам, размещенным в Интернете.

Очевидно, что каждая из этих функций может быть реализована с помощью различных средств, что обеспечивает многообразие услуг, предоставляемых пользователям Интернета. Средства обеспечения определенных услуг для пользователей глобальной сети принято называть службами Интернета. При этом коммуникационные службы обеспечивают общение между удаленными пользователями, а информационные - дают возможность пользователям получить доступ к определенным информационным ресурсам, хранящимся в Интернете.

Коммуникационные службы

Очевидно, что может существовать только два режима общения в сети: режим непосредственного общения в реальном масштабе времени, когда пользователи во время общения соединены между собой. Аналогом такого общения является разговор по телефону. Иногда для обозначения такого режима используется термин on-line. Другим режимом является режим отложенного общения (off-line). Примером такого общения в быту является отправка письма или телеграммы.

Прямое общение в Интернете

Форумы прямого общения — IRC (Internet Relay Chat)

 Эта система позволяет пользователям Internet и Intranet беседовать в реальном времени. Для получения этой услуги пользователи должны объединиться в каналы, поддерживающие различные темы обсуждения. Любые символы, введенные через программу IRC, появляются на экранах всех остальных участников вашего канала. Технология использования IRC имеет много общего с работой в конференциях Usenet. Но если там общение происходит в отложенном режиме, то здесь может вестись живой разговор. Особенность этого общения заключается в том, что текст сообщения вводится с помощью клавиатуры, а затем попадает на общий дисплей. Таким образом, при использовании этой службы общение между участниками происходит в режиме on-line в письменной форме. Подобно телеконференциям, участники chat-конференции делятся по тематическим группам.

В настоящее время общение в «чате» используется как своеобразная игра, в которой каждый участник обычно придумывает для себя какой-то «образ» и обыгрывает его. Между участниками «чата» не принято выходить на реальное общение. Впрочем, chat-службой можно воспользоваться и для серьезного общения — как коллективного, так и персонального. Одной из популярных программ, обеспечивающих работу в данном режиме, является ICQ. В ноябре 1996 первая версия ICQ (I seek you, т.е. " Я Ищу Вас ") была запущена в Интернет и с тех пор распространяется лавинообразно.

Интернет-телефония

Эта служба предоставляет возможность голосового общения через Сеть в режиме on-line. Это новая, развивающаяся служба. Ее основное преимущество перед телефоном — низкая цена. Качество Интернет-телефонии пока уступает телефонной связи (задержки во времени, искажение звука), но с течением времени эти недостатки постепенно преодолеваются.

Общий принцип действия телефонных серверов IP-телефонии таков: с одной стороны, сервер связан с телефонными линиями и может соединиться с любым телефоном мира. С другой стороны, сервер связан с Интернетом и может связаться с любым компьютером в мире. Сервер принимает стандартный телефонный сигнал, оцифровывает его (если он исходно не цифровой), сжимает, разбивает на пакеты и отправляет через Интернет по назначению с использованием протокола Интернет (TCP/IP). Для пакетов, приходящих из Сети на телефонный сервер и уходящих в телефонную линию, операция происходит в обратном порядке.

Технология IP-телефонии объединяет сети с коммутацией каналов (передающие голосовую информацию) и сети с коммутацией пакетов (передающие данные) в единую коммуникационную сеть. Бесперебойное распознавание голоса и его передача из одной сети в другую решаются с помощью различных шлюзов. Как показано на Рис.1, шлюз представляет собой устройство, в которое с одной стороны включаются телефонные линии, а с другой стороны — IP-сеть.

Рис. 1. Схема функционирования IP- телефонии

Голос, как аналоговые колебания в системе IP-телефонии, существует только в телефонной трубке. На остальных участках канала передачи от абонента к абоненту речь оцифровывается и передается в виде IP-пакетов. Пакеты, приходящие на ближайший к другому абоненту шлюз, преобразуются обратно в аналоговый вид (голосовой сигнал) и поступают в телефонную линию. Наиболее широкое распространение на практике получила программа Skype (произносится «скайп») — бесплатная программа, обеспечивающая шифрованную голосовую связь через Интернет между компьютерами (VoIP), а также платные услуги для связи с абонентами обычной телефонной сети. Загрузить программу можно с сайта по адресу http://www.skype.com/intl/ru/home.

Служба Telnet

Данный сервис обеспечивает взаимодействие с удаленным компьютером. Он позволяет превратить компьютер пользователя в удаленный терминал другого компьютера. Поэтому данный сервис еще называют эмуляцией удаленного терминала. Терминал от обычного компьютера отличается тем, что не выполняет собственные вычисления. Все, что вводится на клавиатуре рабочей станции, передается удаленному компьютеру, а получаемые результаты передаются обратно и выводятся на монитор рабочей станции. В качестве удаленных компьютеров, в основном, используются машины, работающие под управлением операционной системы UNIX [Юникс]. Поэтому для работы в режиме удаленного терминала требуется знание основных команд данной операционной системы. С развитием графических операционных систем, таких, как Windows, командный режим работы стал менее популярен, и сервис Telnet в последнее время большинство пользователей не применяют. Многие информационные системы, ранее доступные исключительно с помощью Telnet, сегодня доступны из Всемирной паутины, о которой речь пойдет ниже.

Установив связь с помощью Telnet, пользователь получает возможность работать с удаленным компьютером, как со "своим", т.е. теоретически получить в свое распоряжение все ресурсы, если к ним разрешен доступ. Реально Telnet предоставляет открытый доступ, но организация взаимодействия полностью определяется удаленным компьютером. Два вида услуг Internet требуют подключения к серверам черезTelnet: библиотечные каталоги и электронные доски объявлений (BBS).

 Работа с удаленной системой может вестись в "прозрачном" режиме, когда программы на сервере и у клиента только обеспечивают протокол соединения, и в командном, когда клиент получает в свое распоряжение набор команд сервера. Следует заметить, что из соображений безопасности намечается тенденция сокращения числа узлов Internet, позволяющих использовать Telnet для подключения к ним.

Отложенное общение в Интернете

Электронная почта — E-mail

Это наиболее старая и одна из самых массовых служб Сети. Ее назначение — поддержка обмена электронными письмами между пользователями. По своей сущности электронная почта - это система обмена электронными сообщениями в компьютерных сетях (в режиме отложенного общения -offline).

Клиент-программа электронной почты кроме функции приема-передачи писем во время сеанса связи, может выполнять еще множество сервисных функций:

· подготовка и редактирование писем,

· организация адресной книги,

· просмотр почтового архива,

· сортировка и удаление писем из почтового архива и пр.

Популярным клиентом E-mail является программа Outlook Express, входящая в стандартную поставку операционной системы MS Windows.

Служба телеконференций

Телеконференция - это система обмена электронными сообщениями на определенную тему между абонентами сети (в режиме отложенного общения -offline). Каждый участник получает все материалы на свой почтовый адрес (E:mail). Каждое электронное письмо абонента публикуется на сервере телеконференции и доходит до всех участников. (Рис.3).

Рис. 3. Схема функционирования телеконференции

В отличие от электронной почты, когда пользователь отправляет свое письмо персонально какому-то абоненту или группе абонентов, в телеконференциях письмо направляется одновременно всем ее участникам. В свою очередь, все сообщения, которые поступают в адрес конференции, будут поступать в почтовый ящик пользователя и загружаться в его компьютер во время сеанса связи. Чтобы стать участником телеконференции, на нее нужно подписаться. Для этих целей существуют определенные адреса. Всякая конференция посвящена определенной теме, поэтому переписка в ней происходит только в рамках темы. По некоторым данным число постоянно действующих в настоящее время конференций в Интернете превысило 50000.

Службу телеконференций называют по-разному: группы новостей, служба Usenet. На узлах Сети работу телеконференций обслуживают серверы новостей. На ПК пользователя должна быть установлена клиент-программа новостей. Упомянутая выше программа MS Outlook Express является одновременно почтовым клиентом и клиентом новостей.

Телеконференции объединяют в себе как коммуникационную, так и информационную функции. С одной стороны, здесь происходит личностное общение, с другой — материалы конференции содержат большой объем полезной информации, которая определенное время хранится на сервере. Эта информация может рассматриваться как некоторый информационный ресурс (электронная газета). Это особенно важно для специалистов, участвующих в конференциях по профессиональной тематике: наука, производство, бизнес, торговля и пр. В материалах конференции можно найти ценные советы, консультации, которые помогут в принятии важных решений.

Информационные службы

Информационные службы предоставляют пользователям возможность доступа к определенным информационным ресурсам, хранящимся в Интернете. Такими ресурсами являются либо файлы в одном из общепринятых форматов, либо различные документы. Использование этих ресурсов обеспечивается с помощью соответствующих служб.

Служба передачи файлов

Часто эту службу называют по имени используемого протокола: FTP (File Transfer Protocol — протокол передачи файлов). Со стороны Сети работу службы обеспечивают так называемые FTP-серверы, а со стороны пользователей — FTP-клиенты. Назначение FTP-сервера — хранение набора файлов самого разнообразного назначения (обычно в архивированном виде). Чаще всего это программные файлы: средства системного и прикладного программного обеспечения. Но в наборах могут храниться файлы и любых других форматов: графические, звуковые, документы MS Word, MS Excel и пр. Вся эта информация образует иерархическую структуру папок (каталогов и подкаталогов).

После соединения FTP-клиента с сервером на экране пользователя открывается файловый интерфейс хранилища папок и файлов на сервере (наподобие Проводника Windows). Далее работа происходит так же, как с файловой системой на ПК: папки и файлы можно просматривать, сорти­ровать, копировать на свои диски. Клиент FTP входит в состав программы Internet Explorer и поэтому всегда имеется на ПК, работающем под управлением MS Windows.

Файлообменник

Файлообменником называется сервис, предоставляющий пользователю место для хранения его файлов и круглосуточный доступ к ним через web, как правило по протоколу http (и возможно по FTP). Такой сервис позволяет удобно «меняться» файлами. На центральной странице файлообменника пользователь загружает файл на сервер файлообменника, а файлообменник отдает пользователю постоянную ссылку, которую он может рассылать по e-mail, публиковать в блогах, на форумах или пересылать через системы мгновенного обмена сообщениями (ICQ, MailAgent, IM и т.д.). 

World Wide Web (WWW)

WWW – это распределенная информационная система с гиперсвязями, существующая на технической база всемирной компьютерной сети Internet. Данная информационная система представляет собой сеть документов, связанных между собой гиперссылками. Такие документы называются гипертекстовыми. Так как ссылки могут указывать на любой документ, находящийся в Интернете в любом месте земного шара, данная система и названа Всемирной паутиной.

Наименьшей информационной единицей WWW является Web- страница, представляющая собой совокупность текстовых, графических и мультимедийных файлов, связанных гиперссылками. Группа Web- страниц, принадлежащих одному владельцу и связанных между собой по содержанию, составляют Web – сайт. Хост - компьютер, предназначенный для хранения Web- страниц и Web – сайтов называется Web – сервером. Клиент- программа, предназначенная для просмотра Web – сайтов, называется браузером (от английского browse – просматривать, пролистывать).

Электронные СМИ

Электронные средства массовой информации (СМИ) – удобное средство получения оперативной информации. Практически все современные газеты, журналы, радиостанции, телевизионные каналы (российские и зарубежные) имеют собственные сайты в Интернете, на которых можно ознакомиться с новостями, прослушать и посмотреть информационные сообщения (в режиме реального времени в том числе). На сайтеwww.karta-smi.ru можно найти ссылки на российские электронные СМИ.

Комплексные службы Интернета

Внедрение Интернета в практическую деятельность привело к появлению новых служб, объединяющих как коммуникационные, так и информационные возможности глобальной сети. К их числу относятся:

On-line переводчики и словари

Пользуясь on-line переводчиками и словарями в Интернете, можно переводить тексты с русского языка на английский и наоборот.

Таким образом можно переводить тексты электронных писем, содержание сайтов и т.д.

Интернет-магазины

В интернет-магазинах можно выбрать самые различные товары, сделать заказ, и выбранные товары будут доставлены вам домой. Таким образом можно приобретать, например, компакт-диски учебную и художественную литературу. Как правило, такие покупки обходятся дешевле, чем в обычных магазинах.

Системы электронных платежей

Системы электронных платежей позволяют оплачивать широкий спектр услуг, в частности, производить коммунальные платежи. Схема, по которой работают системы электронных платежей, крайне проста для пользователя. Зарегистрировавшись в системе, вы автоматически открываете свой счет. Зачислив на него удобным вам способом нужную сумму денег, вы можете использовать ее для расчетов с партнерами данной системы.

Наиболее широкое распространение в России получили платежные системы:

· Qiwi, валюта - российские рубли

· Яндекс.Деньги, валюта — российские рубли

· WebMoney, валюта — российские рубли, евро, доллар США, гривны и др.

Пользоваться этими системами просто. Например, чтобы безопасно и быстро оплачивать товары и жилищно-коммунальные услуги в интернете можно воспользоваться системой Яндекс. Деньги. Для этого необходимо зайти на сайт Яндекс.Деньги или money.yandex.ru, зарегистрироваться и завести электронный счет.

Итак, как и любой сервис, WWW включает в себя следующие компоненты (основные концепции Интернета):

1. Информационный ресурс. Основным информационным объектом WWW является Web-документ. Web-документ (Web-страница) - гипертекстовый документ, содержащий в себе гиперссылки на другие Web-документы, различные информационные объекты (например, графические, звуковые файлы и т.п.) и ресурсы других сервисов. Адресация объектов обеспечивается с помощью унифицированных указателей ресурса (Uniform Resource Locator, URL)/ Для описания внешнего вида Web-документов и его связей с другими документами и объектами был разработан специальный язык разметки гипертекста HTML (Hyper Text Markup Language).

2. С понятием Web-документ тесно связано понятие Web-сайта. Под Web-сайтом понимается совокупность объединенных по смыслу и связанных с помощью гиперссылок Web-документов, обладающих следующими свойствами:

3. Целостностью и логической законченностью представления информации;

4. Наличием собственного адреса в сети.

5. Поскольку Web-документы позволяют связать не только Web-документы, но и другие информационные ресурсы, то информационное пространство WWW является интегрирующим пространством.

6. Web-сервер - серверное программное обеспечение, предназначенное для управления и пересылки по запросу Web-документов клиентам. Основным компонентом Web-сервера является HTTP-сервер - программный сервер, обеспечивающий прием запросов от клиента по протоколу HTTP и формирование ему ответа. Помимо HTTP-сервера в состав Web-сервера могут входить различные программные расширения, например, обеспечивающие динамическое формирование Web-документов.

7. Универсальный Web-клиент (броузер) - клиентская программа, позволяющая получить Web-документ или другой объект, представить его пользователю и обеспечивающая возможность работы с ним. Универсальность Web-клиента состоит в том, что он "умеет" связываться не только с Web-сервером, но и серверами других сервисов, например, FTP-серверами.

8. Самостоятельный протокол взаимодействия клиента с Web-сервером HTTP (Hyper Text Transfer Protocol).

Вопрос № 59. Понятие и классификация Web-сайтов. Этапы разработки Web-сайта. Web-дизайн сайтов.

Веб-сайт (от английского «web-site»:  «web» – паутина, сеть; «site» – место, местоположение) – это структурированная специальным образом информация, которая размещена на сервере и является открытой пользователям сети как для свободного, так и для авторизируемого или ограниченного доступа. 

Сайт является набором определенных файлов – страниц – определенного формата. Страницы сайтов – это  файлы с текстом, который содержит команды на языке HTML (HyperText Markup Language – язык разметки гипертекста). Данные файлы при загрузке посетителем на компьютер обрабатываются посредством браузера и выводятся на средство отображения компьютера (монитор, экран смартфона, экран КПК и т.д.) Возможности языка HTML позволяют править, различать его функциональные элементы, создавать  гиперссылки, а также  включать мультимедийные элементы: изображения, звукозаписи и т.д.

Страницы сайтов  не всегда представляют собой простой статичный набор файлов. Иногда они создаются при помощи особой компьютерной программы на сервере – на так называемом движке сайта. Программа может как быть написана специально для отдельного сайта на заказ, так и быть готовым продуктом, предназначенным для использования на сайтах определенного класса. Программы, называемые CMS (система управления содержимым) обеспечивают владельцу сайта возможность гибкого регулирования вывода и структуризации информации на сайте. Некоторые из движков обеспечивают     владельцу сайта возможность гибкой настройки вывода  и структурирования информации на веб-сайте.

Классификация веб-сайтов

Существует большое количество признаков, по которым можно произвести классификацию сайтов. Классификация сайтов является необходимой, так как зачастую веб-мастеру приходится сталкиваться с непониманием заказчика того, какой сайт должен получиться в итоге. Поэтому целесообразно выделение базовых признаков каждого вида (типа). Кроме того, у сайтов разного типа различная, специфическая структура.

В первую очередь, как правило, выделяют сайты коммерческие и некоммерческие.

Основные виды сайтов:

• Блог

• Форум

• Wiki-ресурс

• Flash-сайт

• Доска объявлений

• Визитка

• Сервис

• Портал

• Интернет-магазин

• Биржа

• Простой сайт

Блог  (с английскогоblog, от web log  – Internet-журнал, Internet-дневник, онлайн-дневник) – сайт, основным содержимым которого являются записи (посты), регулярно добавляемые и содержащие мультимедийные элементы.

Форум (в древнеримском градостроительстве – центральная городская площадь, на которой велись переговоры, заключались сделки, проходила общественная жизнь) – организует общение пользователей, информация на веб-форуме структурирована, предполагается наличие общей тематики и различных тем для обсуждения.

Wiki-ресурс – справочный ресурс, наполнение которого осуществляется пользователями. Кроме того, пользователи могут изменять структуру и содержимое wiki-ресурсов.

Flash-сайт – веб-ресурс, созданный с использованием платформы Adobe Flash. На сайтах такого вида могут быть реализованы нестандартные способы представления информации.

Доска объявлений – ресурс, на котором организуется прием и размещение объявлений от пользователей.

Визитка – сайт, содержащий только необходимую информацию о фирме, предпринимателе, краткое описание деятельности и контакты. Иногда на сайтах подобного вида размещается портфолио работ.

Сервис – сайты, предоставляющие некоторую статистику; позволяющие анализировать определенные показатели; почтовые и поисковые сервисы.

Портал (от англ. Portal – главный вход) – веб-сайт, предоставляющий пользователю разнообразные интернет-сервисы, работающие в пределах этого сайта.  Порталы являются крупными сайтами и предполагают наличие обширной аудитории.

Интернет-магазин – сайт, продающий товары онлайн. По сути, он является совокупностью программ, позволяющих покупателю удаленно выбрать товар из каталога, а также оформить заказ на него.

Биржа – ресурс играет роль посредника между заказчиком и клиентом. Тематика сайта-биржи может быть разнообразной. Примером такого сайта можно назвать биржу статей ADVEGO.

Простой сайт – сайт, не относящийся к вышеперечисленным. К примеру, сайт члена известной музыкальной группы, имеющий несколько разделов и имеющий, в основном, информационную функцию.

Этапы работы по разработке веб-сайта

Разработка веб-сайта. Этап 1 – составление технического задания

Обычно разработка веб-сайта преследует сразу несколько целей. Это и разработка веб-сайта с целью размещения информации о фирме, и создание веб-сайта для продажи товаров и услуг, и использование сайта в рекламных целях для продвижения какой-либо продукции. Разработка веб-сайта всегда начинается с составления технического задания, в которое входит определение задач проекта и предполагаемой целевой аудитории, на которую рассчитано создание веб-сайта.

Разработка веб-сайта. Этап 2 – разработка дизайна

Успешная разработка веб-сайта во многом зависит от уровня разработки дизайн-проекта.  Высокопрофессиональный дизайн-проект, разработанный с учетом особенностей целевой аудитории, на которую рассчитано создание веб-сайта, может превратить сайт в эффективный бизнес-инструмент.

Разработка веб-сайта подразумевает создание эффектного и успешного интернет-ресурса, который был бы простым и удобным в использовании. Создание веб-сайта также может считаться успешным, если любой посетитель сайта имеет возможность легко ориентироваться на сайте.

Разработка веб-сайта. Этап 3 – разработка программной части

Разработка веб-сайта невозможна без создания программной части, на которой впоследствии будет реализован уже созданный дизайн-проект. Для начала нужно определиться с системой управления контентом (CMS), которая пригодится, когда разработка веб-сайта будет закончена и нужно обслуживать его и актуализировать информацию. Можно использовать как свободно распространяемые бесплатные CMS, так и программные разработки компаний-разработчиков. Разработка веб-сайта, в котором задействована CMS предоставит вам в дальнейшем удивительно легкий и простой способ добавления или редактирования информации на сайте. Затем разработка веб-сайта переходит к разработке собственно программной части.

Разработка веб-сайта. Этап 4 – тестирование сайта

Разработка веб-сайта обязательно должна включать в себя этап всестороннего тестирования, которое направлено не только на исправление ошибок и неточностей, но и повышение удобства использования сайта.

Вопрос № 60. Системы поиска и получения информации в сети Интернет.

Информационно-поисковые системы Интернета

 Все поисковые системы объединяет то, что они расположены на специально-выделенных мощных серверах и привязаны к эффективным каналам связи. Поисковые системы называют еще информационно-поисковыми системами (ИПС). Количество одновременно обслуживаемых посетителей наиболее популярных систем достигает многих тысяч. Самые известные обслуживают в сутки миллионы клиентов. В случаях, когда поисковая система имеет в своей основе каталог, она называется каталогом. В ее основе лежит работа модераторов. В основе же ИПС с полнотекстовым поиском лежит автоматический сбор информации. Он осуществляется специальными программами. Эти программы периодически исследуют содержимое всех ресурсов Интернета. Для этого они перемещаются, или как говорят, ползают, по разным ресурсам. Соответственно такие программы называются роботы. Есть и другие названия: поскольку WWW – это аббревиатура выражения Всемирная паутина, то такую программу естественно назвать спайдером по англ. – паук. В последнее время используются другие названия: автоматические индексы или директории. Все эти программы исследуют и «скачивают» информацию с разных URL-адресов. Программы указанного типа посещают каждый ресурс через определенное время. Ни одна поисковая система не в состоянии проиндексировать весь Интернет. Поэтому БД, в которых собраны адреса проиндексированных ресурсов, у разных поисковых систем разные. Тем не менее, многие из них стремятся, по возможности, охватывать в своей работе все пространство мировой Сети. Это универсальные системы.

Итак, работа поисковой системы обеспечивается тремя составляющими:

·      Программа «робот» (спайдер). Она анализирует ресурсы и производит их индексацию.

·      Индексы поисковой системы. Они формируют создаваемые поисковой системой собственные БД.

·      Программа, которая в соответствии с запросом пользователя готовит ему ответ на основе анализа индексов, то есть собственных БД.

Пользователь реально имеет дело только с последней из этих трех составляющих.

Мощные поисковые системы универсального типа созданы для работы на всех основных языках мира. Каждая страна старается создать хотя бы одну собственную поисковую систему. Познакомимся с основными отечественными и зарубежными поисковыми системами.

Яndex (http://www.yandex.ru) – самая популярная в настоящее время отечественная поисковая система. Начала работу в 1997 г. Она содержит более 33 миллионов документов, поддерживает собственный каталог Интернет-ресурсов. Также является лучшей поисковой системой для выявления иллюстраций. Англоязычный вариант снабжен справочником ресурсов Интернет. Обладает развернутой системой формирования запроса. В частности, допускается ввод поискового предписания на естественном языке - в этом случае все необходимые расширения производятся автоматически. Более детальный запрос может быть составлен с помощью режима «Расширенный поиск» (знак +), в котором применяется система многоступенчатых меню.

Яндекс - единственная российская поисковая система, индексирующая документы в форматах PDF, DOC, RTF, SWF, PPT и XLS. Актуализация базы осуществляется еженедельно.

Rambler (http://www.rambler.ru) – одна из первых российских ИПС, открыта в 1996 году. В конце 2002 года была произведена коренная модернизация, после которой Rambler вновь вошел в группу лидеров сетевого поиска. В настоящее время объем индекса составляет порядка 150 миллионов документов. Для составления сложных запросов рекомендуется использовать режим «Детальный запрос», который предоставляет широкие возможности для составления поискового предписания с помощью пунктов меню.

АПОРТ (http://www.aport.ru). На сегодняшний день объем ее базы составляет более 20 миллионов документов. Система обладает широким спектром поисковых возможностей. АПОРТ обладает функцией встроенного переводчика, это дает пользователю возможность формулировать запросы, как на русском, так и на английском языках. Кроме того, АПОРТ имеет специальные режимы для поиска иллюстраций и аудио файлов.

Поисковая система компании Mail.ru  начала работать в 2007 году. Объем индексного файла весной 2009 г. составлял более 1.5 миллиарда страниц, расположенных на русскоязычных серверах. Помимо разыскания текстов, системой осуществляется поиск иллюстраций и видеофрагментов, размещенных на специализированных "самонаполняемых" российских серверах: Фото@Mail.Ru, Flamber.Ru, 35Photo.ru, PhotoForum.ru, Видео@Mail.Ru, RuTube, Loadup, Rambler Vision и им подобных. Gogo.ru позволяет ограничивать область поиска сайтами коммерческой направленности, информационными сайтами, а также форумами и блогами. Форма "Расширенного поиска" также дает возможность ограничить разыскания определенными типами файлов (PDF, DOC, XLS, PPT), местом положения искомых слов в документе или

 определенным доменом.

Наиболее популярными зарубежными поисковыми системами являются Google, Alta Vista, Scirus.

Google (http://www.google.com) — одна из самых полных зарубежных ИПС. Объем ее базы составляет более 560 миллионов документов. Отличительной особенностью ИПС Google является технология определения степени релевантности документа путем анализа ссылок других источников на данный ресурс. Чем больше ссылок на какую-либо страницу имеется на других страницах, тем выше ее рейтинг в ИПС Google.

AltaVista (http://www.altavista.com) – одна из старейших поисковых систем занимает одно из первых мест по объему документов – более 350 миллионов. AltaVista позволяет осуществлять простой и расширенный поиск. «Help» позволяет даже неподготовленным пользователям правильно составлять простые и сложные запросы.

Вопрос № 61. Адресация в Интернете: адрес веб-страницы и электронный адрес.

  Доменные имена

  Чтобы посетить какой-то сайт или веб-страницу, нужно знать, где они в Интернете находятся, то есть нужно знать их адрес.

  Адресация в Интернете, как и в обычной нашей жизни, строится по иерархическому принципу.

  Например, телефонный номер.

  Номер телефона абонента уточняется последовательно: код страны – код зоны (области) – код города – код телефонной станции – номер абонента в этой телефонной станции.

  Или, например, почтовый адрес: страна – область – город – улица – номер дома – номер квартиры.

  В Интернете существует адресация численная (или IP-адресация) и символьная.

   При численной (или IP-адресации):

  каждому компьютеру в Сети Интернет присвоен IP-адрес. ("IP" – Internet Protocol). Таким образом, IP-адрес – это адрес компьютера в Интернете в соответствии с протоколом IP.

  Каждый IP-адрес со­стоит из четырех чисел (от 0 до 255), разделенных точками.

  Каждый компьютер, подключенный к Интернету, имеет свой уникальный IP-адрес.

  Так, к примеру, IP-адреса 192.28.543.315,  182.560.45.970,  192.28.543.316 принадлежат разным компьютерам.

   Иерархическая система адресов при численном способе адресации имеет два уровня.

  Верхнему уровню соответствует адрес конкретной компьютерной сети (а именно из компьютерных сетей и состоит Всемирная сеть Интернет).

  Нижнему уровню  соответствует узел сети (компьютер).

  Про IP-адресацию можно еще долго рассказывать и объяснять. Но я этого делать не буду, потому как это тема отдельной книги. А еще потому, что цифровой код IP-адреса сложно воспринимать и, тем более, запоминать (человеку)!

    Символьный способ адресации свободен от этого недостатка!

  Здесь цифровой код заменен более или менее осмысленными словами или аббревиатурами в символьной форме.

  Так, например, адрес ivan.infootdel.kompfirma.msk.ru  указывает, скорее всего, на  то,  что компьютер, имеющий имяIvan (наверное, на нем работает Ваня) входит в компьютерную сеть информационного отдела (infootdel) компьютерной фирмы (kompfirma), расположенной в Москве (msk) в России (ru).

  ivan.infootdel.kompfirma.msk.ru будет являться доменным именем компьютера, за которым работает Иван. 

  Доменное имя – это IP-адрес, представленный символьными последовательностями, которые разделены точками.

  При символьной, в отличие от IP-адресации, уровни иерархии (они называются доменами) в доменном имени расположены в обратном порядке.

  Самому верхнему, корневому домену нулевого уровня, соответствует крайняя справа точка, и этот домен (весь Интернет в целом)  при написании доменного имени не указывается.

  Левее домена верхнего уровня, указаны домены нижних уровней (поддомены): домен первого уровня (его еще называют идентификатором), домен второго уровня, домен третьего уровня и т.д.

  Они последовательно уточняют местоположение данного компьютера и даже могут (предварительно) нести информацию о нем. Это мы уже легко поняли из приведенного выше примера.

  Именно в этом месте я хочу Вас предупредить о том, что далеко не всегда по записи доменного имени можно легко догадаться, Кто и Что за ним стоит. Даже, бывает, что его аббревиатура совсем не соответствует тому, что мы ожидаем там увидеть и найти.

  Например, судя по адресу, там вроде как что-то интересное, но когда зайдешь, оказывается, что там какая-то реклама или что-то продается!

  Домен первого уровня позволяет классифицировать сайты по двум признакам:  по географическому или по тематическому.

  При классификации по географическому признаку домен первого уровня указывает на страну, которой принадлежит данный сайт. При этом его написание совпадает с написанием международного двухбуквенного кода этой страны, например:

.ru - Россия .ua - Украина .by - Беларусь .us – США

  Единственным исключением является Великобритания, для которой международный двухбуквенный  код - gb, а доменное имя - uk.

  Сейчас, в общем-то, каждая цивилизованная страна имеет свой домен первого уровня.

  При классификации по тематическому признаку домен первого уровня указывает на тему (глобального масштаба), которой соответствует сайт., например:

.gov - правительственные структуры; .edu - учебные заведения; .org - некоммерческие организации; .com - коммерческие организации; .mil - военные организации; .net - компьютерные сети ...

  В связи с разрастанием Интернета появляются новые тематические домены первого уровня, например:

.name - для физических лиц; .biz  - коммерческие организации;  .pro - организации и учреждения, занимающиеся профессиональной деятельностью в различных областях науки и техники;  .aero - организации и фирмы, связанные с авиационными перевозками; .museum  - музеи и другие учреждения культуры.

  Но заметьте и имейте ввиду, что сейчас владельцы сайтов не очень придерживаются рекомендованной классификации.

  Так, в домене .com  располагаются не только сайты коммерческих организаций, в нем можно разместить любой сайт; в домене .ru  - не только русские сайты, но и, например, украинские,  и т.д. и т.п.

  С марта 2003 года введено разрешение на использование имен доменов, записанных на русском языке. Но для работы с такими именами браузер (программа для просмотра веб-страниц) должен быть дополнен специальным модулем (плагином).

  Для сайта можно выбрать (придумать) любое имя на свое усмотрение. Главное, чтобы придуманное доменное имя не совпадало полностью ни с каким другим уже существующим в Интернете  доменным именем. Потому как, если будут существовать два (или больше) абсолютно одинаковых по написанию доменных имени, то как, извините, понять, какое именно из них сейчас имеется ввиду!

  Каждое доменное имя должно быть уникальным (отличаться от уже имеющегося в Сети как минимум, одним символом)!

  Контролем за уникальностью доменных имен занимается специальная независимая международная организацияICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers).

  ICANN назначает и регистрирует имена для доменов первого уровня. Ей подчиняются регистраторы, которые выполняют такую же работу на своем уровне.

  В России представителем ICANN и регистратором 1-го уровня является организация РосНИИРОС (Российский НИИРазвития Общественных Сетей), которая  имеет право регистрировать доменные имена в домене .ru.

  Для регистрации своего нового доменного имени пользователь (или организация) должен обратиться к регистратору более высокого уровня. Так, для регистрации доменного имени 2-го уровня, нужно получить разрешение у регистратора 1-го уровня; для регистрации доменного имени 3-го уровня, нужно получить разрешение у регистратора 2-го уровня. И так далее.

  Длина доменного имени (количество доменов в нем) может быть разной:

 

  Какая связь между двумя способами адресации

  и, вообще, зачем их понадобилось две, неужели нельзя было одной обойтись?

  Ответ таков: понятное человеку доменное имя в символьной форме преобразуется в понятный компьютеру цифровой IP-адрес.

  Такое преобразование осуществляет специальная служба Сети - Служба доменных имен DNS (Domain Name Service - система доменных имен).

  DNS находит в своей базе данных IP-адрес, соответствующий тому доменному имени, которое указал пользователь.

  Поиском IP-адреса по доменному имени занимаются DNS-серверы (серверы доменных имен).

  Если какой-то DNS-сервер не сможет справиться со своей задачей самостоятельно (не найдет в своей базе данных IP-адрес), то он обратится за помощью (за информацией) к вышестоящему DNS-серверу.

  Нижестоящие  DNS-серверы будут обращаться к вышестоящим до тех пор, пока не будет найден IP-адрес или пока не выяснится, что такого IP-адреса не существует.

  В последнем случае пользователь получит сообщение о том, что введенное ним доменное имя не найдено. О том, как тогда продолжить поиск, рассказано в "6. Стратегия, приемы и секреты поиска".

   URL-адреса

  После запроса пользователем адреса сайта (доменного имени) в окне браузера отображается главная (начальная)страница сайта, которая является как бы его визитной карточкой, его содержанием.

  Но для того, чтобы посетить не только главную, но и другие страницы этого сайта, или открыть какой-то документ (файл), который хранится на нем, одного лишь адреса сайта (доменного имени) недостаточно.

  Нужно еще указать путь к этому файлу, так же, как и на отдельном, не подключенном к Интернету,  компьютере.

  Но так как сервер с сайтом подключен к Всемирной компьютерной сети, то нужно еще указать, какой протоколдолжен применяться для доступа к сайту.

  Вся эта информация (протокол доступа, адрес сайта, путь к файлу и его имя) присутствуют в одном уникальном адресе, который однозначно определяет нужный наминформационный ресурс (страницу сайта, документ, файл).

  Этот адрес называется URL (Uniform Resource Locator) -универсальный адрес ресурса.

  URL-адрес имеет следующий вид:

  Протокол://адрес сервера/путь/имя файла