Сетевые стандарты
Локальная сеть состоит из огромного количества компонентов. Это компьютер и сетевая операционная система; сетевая карта; концентраторы, маршрутизаторы и т. п.; программное обеспечение компьютера, работающее с сетевой картой. Требования к компонентам разнообразны, кроме того, их выпускают разные производители, поэтому без согласованности трудно достичь результата. Для этого существует понятие стандарта.
Разработкой стандартов занимаются крупные организации или комитеты. Вот некоторые из них.
Международная организация по стандартизации (International Organization for Standardization, IOS[14]) – учреждение, состоящее из ведущих организаций разных стран, которые занимаются разработками стандартов.
Международный союз электросвязи (International Telecommunications Union, ITU) – постоянно действующая организация, выпустившая большое количество стандартов, в основном телекоммуникационных.
Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (Institute of Electrical and Electronic Engineers, IEEE) – крупнейшая организация, которая занимается определением сетевых стандартов.
Ассоциация производителей компьютеров и оргтехники (Computer and Business Equipment Manufacturers Association, CBEMA) – организация производителей аппаратного обеспечения США, которая занимается разработкой стандартов по обработке информации.
Американский национальный институт стандартов (American National Standards Institute, ANSI) – организация, занимающаяся разработкой стандартов, в том числе в составе ISO. Внедряемые ей стандарты носят разнообразный характер, начиная с сетевых и заканчивая стандартами языков программирования.
Модель iso/osi и протоколы передачи данных
Главной в стандартизации сетей и всего, что к ним относится, является модель взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI), разработанная международной организацией по стандартизации (International Standards Organization, ISO). На практике используется название модели ISO/OSI.
Описываемая модель состоит из семи уровней (физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, уровень представления и прикладной), каждый из которых отвечает за определенные задачи, решая их с помощью заложенных в него алгоритмов. Все уровни связаны посредством интерфейсов (процедур взаимодействия). Выполнив свою часть задачи, нижестоящий уровень передает готовые данные вышестоящему. Пройдя цепочку из семи уровней, на выходе получаются готовые к употреблению данные.
Чтобы модель работала, используется множество протоколов – наборов правил, благодаря которым возможен обмен данными между компьютерами. Эти правила действуют в рамках модели ISO/OSI и не должны отступать от нее, поскольку это может повлечь за собой несовместимость оборудования и программного обеспечения.
Каждый из уровней модели ISO/OSI обладает особенностями, реализация которых невозможна в рамках одного протокола. Более того, это даже невыгодно, поскольку значительную часть логики можно разрабатывать на уровне аппаратного обеспечения, что значительно быстрее. Исходя из этих соображений, было разработано множество узконаправленных протоколов, каждый из которых максимально быстро и эффективно выполняет свою задачу.
Все протоколы можно разделить на низкоуровневые и высокоуровневые.
Низкоуровневые реализованы давно и кардинальных изменений в них не вносится, поэтому за длительное время их использования в них были найдены и устранены все возможные ошибки.
Примечание
Низкоуровневые протоколы реализуются на аппаратном уровне, что позволяет добиться их максимального быстродействия.
Высокоуровневые протоколы постоянно разрабатываются и совершенствуются. В этом нет ничего плохого, даже наоборот: всегда существует возможность придумать новый, более эффективный способ передачи данных.
Примечание
Как правило, высокоуровневые протоколы реализуются в виде драйверов к сетевому оборудованию.
Существует множество различных протоколов. Одни из них узконаправленные, другие применяются широко. Протоколы разрабатываются несколькими фирмами, поэтому не удивительно, что каждая из них продвигает собственный набор. Эти наборы по умолчанию несовместимы, однако существуют протоколы-мосты, благодаря которым в одной операционной системе возможно использование нескольких несовместимых протоколов.
Не все протоколы могут применяться в одинаковых условиях. Иногда использование одного протокола выгодно для небольшой группы компьютеров, но совершенно не рационально для большого количества машин с несколькими маршрутизаторами и подключением к Интернету.
Наибольшую популярность приобрели такие наборы протоколов, как NetBIOS/NetBEUI, IPX/SPX, TCP/IP, DECnet и др.
Арифметические операции в двоичной системе счисления. Перевод в десятичную систему счисления и обратно.
Программное обеспечение. Классификация и функции.
Программное обеспечение (англ. software) – это совокупность программ, обеспечивающих функционирование компьютеров и решение с их помощью задач предметных областей. Программное обеспечение (ПО) представляет собой неотъемлемую часть компьютерной системы, является логическим продолжением технических средств и определяет сферу применения компьютера.
ПО современных компьютеров включает множество разнообразных программ, которое можно условно разделить на три группы (рис. 3.1):
Системное программное обеспечение (системные программы);
Прикладное программное обеспечение (прикладные программы);
Инструментальное обеспечение (инструментальные системы).
Системное программное обеспечение (СПО) – это программы, управляющие работой компьютера и выполняющие различные вспомогательные функции, например, управление ресурсами компьютера, создание копий информации, проверка работоспособности устройств компьютера, выдача справочной информации о компьютере и др. Они предназначены для всех категорий пользователей, используются для эффективной работы компьютера и пользователя, а также эффективного выполнения прикладных программ.
Центральное место среди системных программ занимают операционные системы (англ. operating systems). Операционная система(ОС) – это комплекс программ, предназначенных для управления загрузкой, запуском и выполнением других пользовательских программ, а также для планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ, т.е. управления работой ПЭВМ с момента включения до момента выключения питания. Она загружается автоматически при включении компьютера, ведет диалог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурсами (оперативной памятью, дисковым пространством и т.д.), запускает другие программы на выполнение и обеспечивает пользователю и программам удобный способ общения – интерфейс – с устройствами компьютера. Другими словами, операционная система обеспечивает функционирование и взаимосвязь всех компонентов компьютера, а также предоставляет пользователю доступ к его аппаратным возможностям.
ОС определяет производительность системы, степень защиты данных, выбор программ, с которыми можно работать на компьютере, требования к аппаратным средствам. Примерами ОС являются MS DOS, OS/2, Unix, Windows 9х, Windows XP.
Сервисные
системы расширяют
возможности ОС по обслуживанию системы,
обеспечивают удобство работы пользователя.
К этой категории относят системы
технического обслуживания, программные
оболочки и с
реды
ОС, а также служебные программы.
Системы технического обслуживания – это совокупность программно-аппаратных средств ПК, которые выполняют контроль, тестирование и диагностику и используются для проверки функционирования устройств компьютера и обнаружения неисправностей в процессе работы компьютера. Они являются инструментом специалистов по эксплуатации и ремонту технических средств компьютера.
Для организации более удобного и наглядного интерфейса пользователя с компьютером используютсяпрограммные оболочкиоперационных систем – программы, которые позволяют пользователю отличными от предоставляемых ОС средствами (более понятными и эффективными) осуществлять действия по управлению ресурсами компьютера. К числу наиболее популярных оболочек относятся пакеты NortonCommander (Symantec), FAR (FileandArchivemanageR) (Е.Рошаль).
Служебные программы (утилиты,лат. utilitas – польза) – это вспомогательные программы, предоставляющие пользователю ряд дополнительных услуг по реализации часто выполняемых работ или же повышающие удобство и комфортность работы. К ним относятся:
программы-упаковщики (архиваторы), которые позволяют более плотно записывать информацию на дисках, а также объединять копии нескольких файлов в один, так называемый, архивный файл (архив);
антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения;
программы оптимизации и контроля качества дискового пространства;
программы восстановления информации, форматирования, защиты данных;
программы для записи компакт-дисков;
драйверы – программы, расширяющие возможности операционной системы по управлению устройствами ввода/вывода, оперативной памятью и т.д. При подключении к компьютеру новых устройств необходимо установить соответствующие драйверы;
коммуникационные программы, организующие обмен информацией между компьютерами и др.
Некоторые утилиты входят в состав операционной системы, а некоторые поставляются на рынок как самостоятельные программные продукты, например, многофункциональный пакет сервисных утилит NortonUtilities (Symantec).
Прикладное программное обеспечение(ППО) предназначено для решения задач пользователя. В его состав входятприкладные программы пользователей и пакеты прикладных программ(ППП) различного назначения.
Прикладная программа пользователя – это любая программа, способствующая решению какой-либо задачи в пределах данной проблемной области. Прикладные программы могут использоваться либо автономно, либо в составе программных комплексов или пакетов.
Пакеты прикладных программ (ППП) – это специальным образом организованные программные комплексы, рассчитанные на общее применение в определенной проблемной области и дополненные соответствующей технической документацией. Различают следующие типы ППП:
ППП общего назначения– универсальные программные продукты, предназначенные для автоматизации широкого класса задач пользователя. К ним относятся:
Текстовые редакторы (например, MSWord, WordPerfect, Лексикон);
Табличные процессоры (например, MSExcel, Lotus 1-2-3, QuattroPro);
Системы динамических презентаций (например, MSPowerPoint, Freelance Graphics, HarvardGraphics);
Системы управления базами данных (например, MSAccess, Oracle, MSSQLServer, Informix);
Графические редакторы (например, СorelDraw, AdobePhotoshop);
Издательские системы (например, PageMaker, VenturePublisher);
Системы автоматизации проектирования (например, BPWin, ERWin);
Электронные словари и системы перевода (например, Prompt, Сократ, Лингво, Контекст);
Системы распознавания текста (например, FineReader, CuneiForm).
Системы общего назначения часто интегрируются в многокомпонентные пакеты для автоматизации офисной деятельности – офисные пакеты – MicrosoftOffice, StarOffice и др.
методо-ориентированные ППП, в основе которых лежит реализация математических методов решения задач. К ним относятся, например, системы математической обработки данных (Mathematica, MathCad, Maple), системы статистической обработки данных (Statistica, Stat).;
проблемно-ориентированные ППП предназначены для решения определенной задачи в конкретной предметной области. Например, информационно-правовые системы ЮрЭксперт, ЮрИнформ; пакеты бухгалтерского учета и контроля 1С: Бухгалтерия, Галактика, Анжелика; в области маркетинга –Касатка, MarketingExpert; банковская система СТБанк;
интегрированные ППП представляют собой набор нескольких программных продуктов, объединенных в единый инструмент. Наиболее развитые из них включают в себя текстовый редактор, персональный менеджер (органайзер), электронную таблицу, систему управления базами данных, средства поддержки электронной почты, программу создания презентационной графики. Результаты, полученные отдельными подпрограммами, могут быть объединены в окончательный документ, содержащий табличный, графический и текстовый материал. К ним относят, например, MSWorks. Интегрированные пакеты, как правило, содержат некоторое ядро, обеспечивающее возможность тесного взаимодействия между составляющими.
Обычно пакеты прикладных программ имеют средства настройки, что позволяет при эксплуатации адаптировать их к специфике предметной области.
К инструментальному программному обеспечению относят: системы программирования – для разработки новых программ, например, Паскаль, Бейсик. Обычно они включают: редактор текстов, обеспечивающий создание и редактирование программ на исходном языке программирования (исходных программ), транслятор, а также библиотеки подпрограмм; инструментальные среды для разработки приложений, например, C++, Delphi, VisualBasic, Java, которые включают средства визуального программирования; системы моделирования, например, система имитационного моделирования MatLab, системы моделирования бизнес-процессов BpWin и баз данных ErWin и другие.
Транслятор (англ.translator– переводчик) – это программа-переводчик, которая преобразует программу с языка высокого уровня в программу, состоящую из машинных команд. Трансляторы реализуются в видекомпиляторовилиинтерпретаторов, которые существенно различаются по принципам работы.
Компилятор(англ.compiler– составитель, собиратель) читает всю программуцеликом, делает ее перевод и создает законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется. После компилирования получается исполняемая программа, при выполнении которой не нужна ни исходная программа, ни компилятор.
Интерпретатор(англ.interpreter– истолкователь, устный переводчик) переводит и выполняет программустрока за строкой. Программа, обрабатываемая интерпретатором, должна заново переводиться на машинный язык при каждом очередном ее запуске.
Откомпилированные программы работают быстрее, но интерпретируемые проще исправлять и изменять.
Инструментальное ПО. Интегрированная среда разработки.
Инструмента́льное програ́ммное обеспе́чение — программное обеспечение, предназначенное для использования в ходе проектирования, разработки и сопровождения программ, в отличие от прикладного и системного программного обеспечения.
Системы программирования]
К этой категории относятся программы, предназначенные для разработки программного обеспечения:
ассемблеры — компьютерные программы, осуществляющие преобразование программы в форме исходного текста на языке ассемблера в машинные команды в виде объектного кода.
трансляторы — программы или технические средства, выполняющие трансляцию программы.
компоновщики (редакторы связей) — программы, которые производят компоновку — принимают на вход один или несколько объектных модулей и собирают по ним исполнимый модуль.
препроцессоры исходных текстов — это компьютерные программы, принимающие данные на входе и выдающие данные, предназначенные для входа другой программы, например, такой, как компилятор
отладчики (debugger) являются модулями среды разработки или отдельными приложениями, предназначенными для поиска ошибок в программе.
текстовые редакторы — компьютерные программы, предназначенные для создания и изменения текстовых файлов, а также их просмотра на экране, вывода на печать, поиска фрагментов текста и т. п.
специализированные редакторы исходных текстов — текстовые редакторы для создания и редактирования исходного кода программ. Специализированный редактор исходных текстов может быть отдельным приложением, или быть встроен в интегрированную среду разработки (IDE).
библиотеки подпрограмм — сборники подпрограмм или объектов, используемых для разработки программного обеспечения.
редакторы графического интерфейса.