AntiInfa

48.Отношения и их свойства. Реляционные базы данных

Отношение: Отношением R, определенным на множествах D₁,D₂…Dn называется подмножество декартова произведения . D_1*D_2*…*Dn При этом:

1.множества называются доменами отношения

2.элементы декартова произведения называются кортежами

3.число n определяет степень отношения ( n=1 - унарное, n=2 - бинарное, ..., n-арное)

4.количество кортежей называется мощностью отношения

Свойства:

1.Отсутствие кортежей-дубликатов. Из этого свойства вытекает наличие у каждого кортежа первичного ключа. Для каждого отношения, по крайней мере, полный набор его атрибутов является первичным ключом. Однако, при определении первичного ключа должно соблюдаться требование "минимальности", т.е. в него не должны входить те атрибуты, которые можно отбросить без ущерба для основного свойства первичного ключа - однозначно определять кортеж.

2.Отсутствие упорядоченности кортежей.

3. Отсутствие упордоченности атрибутов. Для ссылки на значение атрибута всегда используется имя атрибута.

4.Атомарность значений атрибутов, т.е. среди значений домена не могут содержаться множества значений (отношения).

Реляционная модель предоставляет средства описания данных на основе только их естественной структуры, т.е. без потребности введения какой-либо дополнительной структуры для целей машинного представления. Другими словами, представление данных не зависит от способа их физической организации. Реляционная база данных – это совокупность отношений, содержащих всю информацию, которая должна храниться в БД. Однако пользователи могут воспринимать такую базу данных как совокупность таблиц.

1. Каждая таблица состоит из однотипных строк и имеет уникальное имя.

2. Строки имеют фиксированное число полей (столбцов) и значений (множественные поля и повторяющиеся группы недопустимы). Иначе говоря, в каждой позиции таблицы на пересечении строки и столбца всегда имеется в точности одно значение или ничего.

3. Строки таблицы обязательно отличаются друг от друга хотя бы единственным значением, что позволяет однозначно идентифицировать любую строку такой таблицы.

4. Столбцам таблицы однозначно присваиваются имена, и в каждом из них размещаются однородные значения данных (даты, фамилии, целые числа или денежные суммы).

5. Полное информационное содержание базы данных представляется в виде явных значений данных и такой метод представления является единственным. В частности, не существует каких-либо специальных "связей" или указателей, соединяющих одну таблицу с другой.

6. При выполнении операций с таблицей ее строки и столбцы можно обрабатывать в любом порядке безотносительно к их информационному содержанию.

Базовой структурой РМД является отношение, основанное на декарто-вом произведении доменов. Домен – это множество значений, которое может принимать элемент данных (например, множество целых чисел, множество дат, множество комбинаций символов длиной N и т.п.). Домен может задаваться перечислением элементов, указанием диапазона значений, функцией и т.д.Пусть D1, D2 ,…, Dk – произвольные конечные и не обязательно различ-ные множества (домены). Декартово произведение этих множеств определяется следующим образом:

D₁×D₂×...×D_k={(d₁, d₂,...,d_k | d_i  D_i, I=1,...,k)}

Таким образом, декартово произведение позволяет получить все возможные комбинации значений элементов исходных множеств.Пример. Для доменов D₁ = (1, 2), D₂ = (A, B, C) декартово произведение D = D₁×D₂будет таким: D = {(1,A), (1,B), (1,C), (2,A), (2,B), (2,C)}Отношение содержит данные о сущностях определённого типа. Поясним это на примере. Если построить произведение трёх доменов Должности ('директор', 'бухгалтер', 'водитель', 'продавец'), Оклады (x | 20000?x?80000), Надбавки (1.1, 1.2, 1.3), то мы получим 4*60001*3=720012 комбинаций. Но реально отношение «Штатное расписание» содержит по одной строке на каждую должность, т.е. является именно подмножеством декартова произведения доменов.Элементы отношения называют кортежами (или записями). Каждый кортеж отношения соответствует одному экземпляру сущности определённого типа. Элементы кортежа принято называть атрибутами (или полями).

49.Нормализация отношений

Нормализация отношений – это приведение отношений к виду, позволяющему устранить дублирование, обеспечить непротиворечивость данных, хранимых в БД, и уменьшить трудозатраты на ведение БД.

Выделяют несколько нормальных форм отношений. Рассмотрим первые три из них (чаще всего при разработке базы данных этого бывает достаточно).

Первая нормальная форма. Отношение называется нормализованным или приведенным к первой нормальной форме, если все его атрибуты являются простыми, то есть не могут быть далее разделены. Например, отношение КНИГА = (АВТОР, НАЗВАНИЕ, ВЫХОДНЫЕ ДАННЫЕ)

не находится в первой нормальной форме, так как атрибут ВЫХОДНЫЕ ДАННЫЕ можно разделить на атрибуты ИЗДАТЕЛЬСТВО, ГОД, КОЛИЧЕСТВО СТРАНИЦ.

Отношение СТУДЕНТ = (НОМЕР, ФАМИЛИЯ, ИМЯ, ОТЧЕСТВО, ГРУППА)

находится в первой нормальной форме, где поле НОМЕР является простым первичным ключом.

Вторая нормальная форма. Отношение приведено ко второй нормальной форме, если оно находится в первой нормальной форме, и каждый не ключевой атрибут функционально полно зависит от составного ключа.Функционально полной зависимостью не ключевых атрибутов называется зависимость, при которой в записи определенному значению ключа соответствует только одно значение не ключевого поля, при этом это поле не находится в функциональной зависимости ни от какой части составного ключа. Например, отношение СТУДЕНТ находится в первой и второй нормальных формах.

Отношение УСПЕВАЕМОСТЬ = (НОМЕР, ФАМИЛИЯ, ДИСЦИПЛИНА, ОЦЕНКА)

находится в первой нормальной форме и имеет составной ключ НОМЕР + ДИСЦИПЛИНА. Это отношение не находится во второй нормальной форме, так как атрибут ФАМИЛИЯ функционально зависим от поля НОМЕР составного ключа. Чтобы привести это отношение ко второй нормальной форме необходимо разбить его на два связанных отношения:

УСПЕВАЕМОСТЬ = (НОМЕР, ДИСЦИПЛИНА, ОЦЕНКА),

СПИСОК = (НОМЕР, ФАМИЛИЯ).Связь между отношениями осуществляется по полю НОМЕР.

Третья нормальная форма. Отношение находится в третьей нормальной форме, если оно находится во второй нормальной форме, и каждый неключевой атрибут не зависит от ключа транзитивно.Транзитивная зависимость присутствует в отношении, если существует два неключевых поля, первое из которых зависит от ключа, а второе от первого. Например, отношение СТУДЕНТ находится в третьей нормальной форме.

Отношение

ДИСЦИПЛИНА = (НАЗВАНИЕ, ЛЕКТОР, УЧ_СТЕПЕНЬ, ГРУППА)

не находится в третьей нормальной форме, так как поле УЧ_СТЕПЕНЬ зависит от поля ЛЕКТОР, но не от составного ключа, поэтому отношение необходимо разбить на два связанных отношения

ДИСЦИПЛИНА = (НАЗВАНИЕ, ЛЕКТОР, ГРУППА),

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ = (ЛЕКТОР, УЧ_СТЕПЕНЬ).

Связь между отношениями осуществляется по полю ЛЕКТОР.

50.Инфологическая модель предметной области

Для того чтобы база данных адекватно отражала предметную область, проектировщик базы данных должен хорошо представлять себе все нюансы, присущие данной предметной области (ПО), и уметь отобразить их в базе данных. Поэтому, прежде чем начинать проектирование базы данных, необходимо как следует разобраться, как функционирует предметная область, для отображения которой бы создаете БД. Предметная область должна быть предварительно описана. Для этого в принципе может использоваться и естественный язык, но его применение имеет много недостатков, основными из них являются громоздкость описания и неоднозначность его трактовки. Поэтому обычно для этих целей используют искусственные формализованные языковые средства. В связи с этим под инфологической моделью (ИЛМ) понимают описание предметной области, выполненное с использованием специальных языковых средств, не зависящих от используемых в дальнейшем программных средств.

Инфологическая модель должна строиться вне зависимости от того, будете ли вы в дальнейшем использовать какую-либо СУБД или пользоваться другими программными средствами для реализации своей информационной системы.

Компоненты инфологической модели :-Описание объектов и связей между ними, называемой ER-моделью (расшифровывается как модель "Сущность-связь")

- Описание информационных потребностей пользователей

-Алгоритмические связи атрибутов

-Лингвистические отношения, обусловленные особенностями обображения предметной области в языковой среде -Ограничения целостности

инфологическое проектирование — построение семантической модели предметной области , то есть информационной модели наиболее высокого уровня абстракции. Такая модель создаётся без ориентации на какую-либо конкретную СУБД и модель данных. Кроме того, в этом контексте равноправно могутиспользоваться слова «модель базы данных» и «модель предметной области »поскольку такая модель является как образом реальности, так и образом проектируемой базы данных для этой реальности

52.Системы управления базами данными их состав

К основным функциям СУБД относятся:

- непосредственность управления данными во внешней и оперативной памяти;

- поддержание целостности данных и управление транзакциями;

- обеспечение безопасности данных;

- обеспечение параллельного доступа к данным нескольких пользователей.

Состав СУБД:

- ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти;

- процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов и создания машинно-независимого внутреннего кода;

- подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс;

- сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие дополнительные возможности по обслуживанию информационной системы.

По технологии решения задач, решаемых СУБД, БД подразделяют на два вида:

- централизованная БД хранится целиком на ВЗУ одной вычислительной системы; если система входит в состав сети, то возможен доступ к этой БД других систем;

- распределенная БД состоит из нескольких, иногда пересекающихся или дублирующих друг друга БД, хранящихся на ВЗУ разных узлов сети.

СУБД предоставляет доступ к данным БД двумя способами:

- локальный доступ предполагает, что СУБД обрабатывает БД, которая хранится на ВЗУ той же ЭВМ;

- удаленный доступ – это обращение к БД, которая хранится на одном из узлов сети; удаленный доступ может быть выполнен по технологии файл-сервер или клиент-сервер.

Технология файл-сервер предполагает выделение одной из вычислительных систем, называемой сервером, для хранения БД. Все остальные компьютеры сети (клиенты) исполняют роль рабочих станций, которые копируют требуемую часть централизованной БД в свою память, где и происходит обработка.Технология клиент-сервер предполагает, что сервер, выделенный для хранения централизованной БД, дополнительно производит обработку запросов клиентских рабочих станций. Клиент посылает запрос серверу. Сервер пересылает клиенту данные, являющиеся результатом поиска в БД по ее запросу

41.СетьИнтернет.Структура.Управление.Протоколы

Сеть Интернет – это глобальная сеть, соединяющая сети различного размера по всему миру. Сеть Интернет – это информационное пространство, содержащее огромное количество информации, хранилище информационных ресурсов. Информационными ресурсами являются совокупности текстов, изображений и других данных, а также тематические связи между ними.

Провайдер – это организация (фирма, компания), обеспечивающая подключение пользователей к сети Интернет. Подключение может осуществляться двумя способами:

1) по модему (телефонному, ADSL или другого типа) (раздел Error: Reference source not found);

2) прямым подключением к сети провайдера.

Как только пользователь соединился с провайдером, ПК пользователя становится частью сети провайдера. Каждый провайдер имеет свой канал, связывающий его с более крупным провайдером. В свою очередь сети крупных провайдеров объеденены между собой магистральными линиями.

Протоколы сети Интернет

Протоколы сети Интернет можно разделить на два типа: базовые и прикладные. Базовые протоколы – это протоколы нижнего уровня. Они обеспечивают физическую передачу сообщений между узлами в сети Интернет. Примером базового протокола является протокол ТСР/IP. Прикладные протоколы – протоколы высокого уровня. Эти протоколы обеспечивают функционирование служб сети Интернет. Например, протокол HTTP служит для передачи гипертекстовых документов, протокол FTP – для передачи файлов, а SMTP – для передачи электронной почты. Базовые и прикладные протоколы находятся в такой же взаимосвязи, что и уровни модели OSI.

На нижнем уровне используются два основных протокола: IP и TCP. Протокол TCP предназначен для управления передачей данных в виде пакетов, регулировкой и синхронизацией передачи на разных скоростях. Протокол IP необходим для однозначного определения адреса получателя пакетов. Такой адрес называется IP-адресом.

Семь уровней модели OSI преобразованы в четыре уровня протоколов TCP/IP:

1) уровень межсетевого интерфейса предназначен собственно для передачи данных по сети;

2) межсетевой уровень отвечает за маршрутизацию и доставку пакетов;

3) транспортный уровень выполняет задачи установки и поддержания соединения между двумя узлами, отправку уведомлений о получении данных;

4) прикладной уровень предоставляет доступ к сети приложениям.

Архитектура протоколов TCP/IP предназначена для объединения сетей. В их качестве могут выступать локальные, национальные, региональные и глобальные сети, каждая из которых функционирует по своим принципам. При этом каждая сеть может принять пакет данных и доставить его указанному узлу.

Предположим, имеется послание, отправляемое по электронной почте. Передача почты осуществляется по прикладному протоколу SMTP, который использует передачу по протоколам TCP/IP. По протоколу TCP данные разбиваются на небольшие пакеты фиксированной структуры и длины и маркируются так, чтобы при получении собрать из них исходное послание.

Обычно длина одного пакета не превышает 1500 байт. Поэтому одно электронное письмо может состоять из нескольких сотен таких пакетов. Малая длина пакета не приводит к блокировке линии связи и не позволяет отдельным пользователям надолго захватывать канал связи.

К каждому полученному пакету протокола TCP протокол IP добавляет информацию, по которой можно определить адрес отправителя и получателя. Это аналогично записи адреса на конверте письма. Для передачи пакета существует несколько маршрутов. Однако пакет не всегда передается по географически наикратчайшему пути. На направление его передачи влияет загруженность каналов связи, а не их протяженность. Таким образом, более короткий маршрут может оказаться самым долгим по времени передачи. Протокол TCP/IP гарантирует, что независимо от длины пути в результате конечного числа пересылок TCP-пакеты достигают адресата.

Чтобы посмотреть путь пакета до узла с заданным адресом в ОС Windows, необходимо в командной строке набрать команду tracert <адрес узла>.

При получении пакета IP-модуль адресата извлекает пакет протокола ТСР из IP-пакета и передает его TCP-модулю. В свою очередь ТСР-модуль извлекает данные из TCP-пакета и собирает данные принятых пакетов в исходное сообщение. Если пакет отсутствует или принят с ошибками, то производится его повторная передача. Передача одного и того же пакета повторяется до тех пор, пока пакет не будет получен в целостном виде. Для определения ошибок в пакете используются контрольные данные и помехоустойчивые коды, выявляющие и исправляющие ошибки.

Полученное сообщение передается процедурам протокола SMTP, которые далее обрабатывают это сообщение.

Таким образом, по протоколу IP данные непосредственно передаются по сети, а по протоколу ТСР обеспечивается надежная доставка данных адресату. Два узла в сети Интернет могут одновременно передавать в обе стороны по одному каналу несколько ТСР-пакетов от различных узлов.

43.Основные службы сети Интернет.

Обычно сеть Интернет ассоциируется с ее основной службой WWW. Однако служба WWW – лишь один из сервисов доступных пользователям в сети Интернет. Службы сети Интернет представляют собой различные способы доставки разнообразной по форме информации ее потребителям.

Рассмотрим подробнее наиболее популярные службы сети Интернет: электронную почту, WWW и передачу файлов по протоколу FTP.

Электронная почта.Служба электронной почты (electronic mail, e-mail) появилась раньше сети Интернет, однако она остается популярным способом пересылки сообщений.Электронное письмо содержит адреса электронной почты отправителя и получателя. В конверт с письмом можно вложить открытку или фотографию, а электронное письмо – файл любого формата: исполняемый, графический, звуковой. Отправитель может идентифицировать себя, поставив электронную подпись, как и подписью в обчном письме. Электронная почта изживает традиционную почту. В настоящее время большая часть писем отправляется по электронной почте, а не по традиционной. В отличие от телефонного звонка, электронное письмо может быть прочитано в удобное время для получателя время. Электронная почта доступна, и можно легко и просто отправить письмо любому человеку даже самого высокого ранга. Служба электронной почты повзволяет рассылать письма сразу большому количеству получателей и подтверждать получение письма.

Для получения адреса электронной почты необходимо выполнить два этапа. Во-первых, выбрать почтовый сервис. Самыми популярными почтовыми сервисами являются gmail.com, mail.ru и yandex.ru. Указанные почтовые сервисы и большинство других являются бесплатными. Во-вторых, надо зарегистрироваться на почтовом сервисе, выбрать имя для своего почтового ящика и пароль для доступа к нему для предотвращения несанкционированного доступа к почте.

Адрес электронной почты имеет формат:

имя_пользователя @ имя_сервиса.

Длина имени пользователя определяется почтовыми сервисами. Обычно оно должно содержать не менее 5-6 символов. По имени сервиса можно определить, на каком почтовом сервисе зарегистрирован почтовый ящик.

Электронная почта построена по принципу клиент-серверной архитектуры. Пользователь общается с клиентской программой, которая в свою очередь общается с сервером почтового сервиса. Одной из популярных почтовых программ является Outlook Express фирмы Microsoft. Некоторые почтовые программы встроены в браузер – программу для просмотра документов во Всемирной сети (WWW), например, в браузер Opera фирмы Opera Software.Процедуры отправки и получения почты используют разные протоколы. Для передачи писем используется протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol – протокол пересылки почты). Для приема почтовых сообщений наиболее часто используется протокол IMAP (Internet Message Access Protocol – протокол доступа к Интернет-сообщениям).

Служба WWW

Всемирная сеть (WWW) – самая популярная служба на базе сети Интернет благодаря своей доступности, простоте и удобству использования. Всемирная сеть объединяет веб-серверы, хранящие гипертекстовые документы.Гипертекст – это текст, отформатированный особым образом. Гипертекст содержит ссылки на графические изображения и другие гипертекстовые документы, тематически связанные с ним. Пользователь может переходить от одного документа к другому по этим ссылкам. Такие переходы назваются веб-серфингом. Идея гипертекста оказалась подходящей для объединения информации в цифровой форме, распределенной во Всемирной сети.

Так как гипертекстовые документы ссылаются не только на текст, но и на мультимедийные ресурсы – совокупность текстовой, графической и видеоинформации, то понятие гипертекст было расширено до понятия гипермедия. Таким образом, гипермедия – это способ организации мультимедийной информации на основе гипертекста.

В основе Всемирной сети, как и электронной почты, лежит клиент-серверная архитектура. Для работы во Всемирной сети пользователю необходима специальная программа – браузер. Браузер предназначен для решения двух основных задач:

1) запрос по требованию пользователя информационного ресурса по его адресу URL у веб-сервера, на котором он хранится;2) отображение содержимого запрошенного информационного ресурса на дисплее пользователя.

Браузер повышает удобство работы во Всемирной сети, выполняя следующие сервисные функции:

- хранение, обеспечение поиска и быстрого доступа к адресам URL, которые пользователь посещает чаще всего;

- ведение журнала посещений информационных ресурсов;

- сохранение информационных ресурсов, которые просматривал пользователь, на ВЗУ;

- обеспечение безопасности пользователя во время работы во Всемирной сети.

Примерами браузеров явлются Internet Explorer фирмы Microsoft, Opera фирмы Opera Software и Mozilla Firefox, созданный независимыми разработчиками. Браузеры являются бесплатным программным обеспечением.

Всемирная сеть – это совокупность веб-серверов, связанных между собой.Можно выделить 2 типа связи:1) физические: каналы связи, связывающие веб-серверы;

2) информационные: ссылки гипертекстового документа, находящиеся на одном веб-сервере, на информационные ресурсы на других веб-серверах.

Веб-сервер – это совокупность аппаратного и программного обеспечения, решающая единственную основную задачу: получение запроса пользователся на информационный ресурс, обрабтка и выдача его пользователю. Веб-серверы не только выдают текст и графические изображения по запросу, но и могут выполнять более сложные операции по обработке информации: например, делать запросы к БД и наглядно представлять результаты запроса. Прием запроса от браузера веб-серверу и доставка информационных ресурсов осуществляется по протоколу HTTP (Hypertext Transfer Protocol – протокол передачи гипертекста).Гипертекстовый документ, расположенный на одном из веб-серверов, называется веб-страницей, а совокупность страниц, объединенных общей темой и связанных ссылками друг на друга, – веб-сайтами. Веб-сайты, имеющие широкую тематику, называются веб-порталами. Веб-порталы состоят из сотен тысяч страниц.На одном веб-сервере могут располагаться один или более веб-сайтов. Веб-порталы обрабатывают большое количество запросов и, как правило, размещаются на нескольких веб-серверах по двум основным причинам:

1) равномерное распределение запросов между серверами: часть запросов переводится с наиболее загруженных серверов на менее загруженные;

2) хранение веб-портала на нескольких серверах более надежно, так как выход из строя одного из веб-серверов будет компенсирован другими серверами, и веб-портал останется доступным пользователям Всемирной сети.

Помимо просмотра чужих веб-сайтов можно создать свой веб-сайт и поместить туда информацию, которая будет интересна пользователям Всемирной сети, в виде текста, графики, звуковых и видеофайлов. Информация, размещенная во Всемирной сети, исчисляется огромным количеством байт. Для поиска информации во Всемирной сети используются специальные веб-сайты – информационно-поисковые системы. Они позволяют по ключевым словам найти информационные ресурсы, связанные с ключевыми словами. Это может быть текст, содержащий ключевые слова, или графическое изображение одного из ключевых слов.

Примерами информационно-поисковых систем являются системы Google и Yandex.

51.Схема взаимодействия пользователя с базой данных

1.Пользователи посылают СУБД запрос о получении данных из БД .

2.Анализ прав пользователя и внешней модели данных соответствующей ему. Подтверждает или запрещает доступ данного пользователя и получение ответа .

3. В случае запрета на доступ данных СУБД сообщает об этом пользователю и прекращает процесс обработки данных в противном случае СУБД определяет часть концептуальной модели, которая запрашивается запросом пользователя .

4.СУБД получает информацию о запрошенной части концептуальной модели.

5. СУБД запрашивает информацию о нахождении данных на физическом уровне (файлы или физические адреса).

6. В СУБД возвращается информация о положении данных в терминалах ОС.

7. СУБД просит ОС предоставить необходимые данные, используя средства ОС.

8. ОС осуществляет перекачку информации из устройств хранения информации и пересылает ее в системный буфер.

9. ОС оповещает СУБД об окончании пересылки.

10. СУБД выбирает из информации, находящейся в системном буфере то, что нужно пользователю и пересылает данные в рабочую область пользователя.

БМД – база методанных. Здесь хранятся:

1. информация об используемых структурах данных.

2. логической организации данных.

3. правах доступа пользователя.

4. физическом расположении данных.

42.Адреса компьютера в сети Интернет.

Каждому компьютеру, подключенному к сети Интернет, присваивается числовой адрес, называемый IP-адресом.IP-адрес используется в протоколах передачи данных. IP-адрес содержит полную информацию необходимую для идентификации узла в сети.При сеансовом подключении к сети Интернет IP-адрес выделяется компьютеру только на время этого сеанса. Такое присвоение адреса компьютеру называется динамическим распределением IP-адресов. Динамическое распределение IP-адресов позволяет обслуживать большое количество пользователей, имея небольшое количество IP-адресов, так как один и тот же IP-адрес в разные моменты времени может быть выделен разным пользователям.IP-адрес состоит из четырех чисел от 0 до 255 в десятичной системе счисления, разделенных точками. IP-адрес имеет иерархическую структуру. Например, адрес 152.207.71.12 состоит из следующих частей. Первые два числа (152.207) определяют сеть, третье число (71) – подсеть, четвертое число (12) – ЭВМ в этой подсети.Так как каждое из четырех чисел IP-адреса изменяется от 0 до 255, то всего количество IP-адресов равно 256⁴ = 4,3 млрд. Однако некоторые адреса зарезервированы, поэтому они не используются.IP-адрес трудно запоминаем пользователем, поэтому некоторые узлы в сети Интернет имеют символьные DNS-адреса (Domain Name System – система доменных имен), например, www.site.net. В сети Интернет существуют специальные DNS-серверы, которые по DNS-адресу выдают его IP-адрес.DNS-адрес может иметь произвольную длину, образуется как символьный адрес в локальной сети (раздел Error: Reference source not found) и включает в себя несколько уровней доменов. Уровни доменов разделяются точками. Самый правый домен – домен верхнего уровня. Чем левее домен, тем ниже его уровень. Например, DNS-адрес rsrea.ryazan.ru включает следующие уровни:

ru – домен Российской Федерации;ryazan – домен города Рязань;rsrea – домен РГРТУ

Во время приема запроса на перевод DNS-адрес в IP-адрес DNS-сервер выполняет одно из следующих действий:

- выдает IP-адрес, если запрашиваемый DNS-адрес хранится в его базе адресов;

- взаимодействует с другим DNS-сервером для того, чтобы найти IP-адрес запрошенного имени, в случае отсутствия DNS-адрес в его базе; такой запрос может проходить по цепочке DNS-серверов несколько раз;

- сообщает, что такой DNS-адрес не существует.

Для ускорения работы в сети Интернет запрошенные IP-адреса сохраняются на компьютере, чтобы не запрашивать его вновь у DNS-сервера и сразу обратиться по этому адресу.

Для доступа к ресурсам, расположенным в сети Интернет, используется унифицированный указатель ресурса – URL (Uniform Resource Locator).

Адрес URL является сетевым расширением понятия полного имени ресурса, например, файла или приложения и пути к нему в ОС. В адресе URL, кроме имени файла и директории, где он находится, указывается сетевое имя компьютера, на котором этот ресурс расположен, и протокол доступа к ресурсу, который можно использовать для обращения к нему.

В ЭВМ, подключенной к сети Интернет, файлы расположены в папках с разным уровнем вложенности. Например, URL http://rsrea.ryazan.ru/docs/prikazy/p123.htm включает следующие составляющие:

http – протокол передачи гипертекста – страниц, отформатированных в формате HTML;

rsrea.ryazan.ru – DNS-адрес;

docs/prikazy/ – путь к файлу;

p123.htm – название ресурса – файла в формате HTML.

Как правило, путь к ресурсу на жестком диске компьютера, подключенного к сети Интернет, отличается от адреса URL. Таким образом, адрес URL является псевдонимом пути к ресурсу. Ресурсы сети Интернет доступны только для чтения, но не для записи.

43.Основные службы интернета(продолжение)

Служба передачи файлов

Файлы большого объема можно переслать по электронной почте или разместить на веб-сервере. Однако пересылка по электронной почте возможно лишь нескольким получателям, а размещение файлов на веб-сервере значительно загружает его. Чтобы сделать получение файлов более удобным, используется протокол FTP (File Transfer Protocol – протокол передачи файлов).

По протоколу FTP обычно передаются следующие файлы:

- программное обеспечение;

- документы большого объема;

- фото- и видео файлы.

Для доступа к файлам необходимо использовать специальную программу или воспользоваться браузером.

Файлы, расположенные на FTP-сервере, находятся в каталогах точно так же, как в файловой системе ОС. Пользователь может получать список файлов и каталогов, расположенных на FTP-сервере, переходить из одного каталога в другой.

Некоторые FTP-сервера предоставляют открытый доступ к файлам. В других FTP-серверах доступ к файлам может быть защищен паролем, который задается владельцем FTP-сервера.

33. Алгоритм и схема алгоритма.Основные свойства алгоритма.

Алгоритм - точное предписание исполнителю совеpшить определенную последовательность действий для достижения поставленной цели за конечное число шагов.

Свойствами алгоритмов:

Дискретность (прерывность, раздельность) – алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение простых (или ранее определенных) шагов. Каждое действие, предусмотренное алгоритмом, исполняется только после того, как закончилось исполнение предыдущего. Определенность – каждое правило алгоритма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для произвола. Благодаря этому свойству выполнение алгоритма носит механический характер и не требует никаких дополнительных указаний или сведений о решаемой задаче. Результативность (конечность) – алгоритм должен приводить к решению задачи за конечное число шагов. Массовость – алгоритм решения задачи разрабатывается в общем виде, то есть, он должен быть применим для некоторого класса задач, различающихся только исходными данными. При этом исходные данные могут выбираться из некоторой области, которая называется областью применимости алгоритма.

Способы описания алгоритмов. Существует несколько способов описания алгоритмов: - словесный – представляет алгоритм в виде слов и предложений; - табличный – используется для описания сложных логических условий, определяющих те или другие вычисления; - операторный – алгоритм представляется в виде последовательности операторов; - схемный (графический) – алгоритм задается в виде схемы.

5.Представление чисел в позиционной СС в виде многочлена

В позиционных системах счисления количественное значение цифры зависит от ее позиции в числе. Каждая позиционная система характеризуется своим алфавитом цифр и основанием (2, 8, 10, 16). Основание системы равно количеству цифр используемого алфавита. В качестве алфавита берутся последовательные целые числа 0, 1, 2….(p-1). Если система счисления требует использования цифр больших 9, то применяются буквы латинского алфавита (например, в 16- ричной системе это буквы A, B, C, D, E, F). Арифметические действия над числами в системе с любым основанием выполняются по тем же правилам, что и в наиболее привычной для нас десятичной системе, с той только разницей, что надо применять те таблицы сложения и умножения, которые справедливы для данной системы счисления.Само число А_р в произвольной p - ичной системе счисления (основание системы равно p) представляется в следующем виде

А_р=a_npⁿ+а_n-1p^n-1+…+a₁+p¹+a₀p⁰+a_-1p^-1+…+a_-mp^-m=∑a_kp^k p, (1)

при этом число А_р изображается как последовательность цифр а_к, т.е.

А_р=a_nа_n-1…a₁a₀a_-1…a_-m

.

Где А - любое произвольное число;

р - основание системы;

an - значение разряда в числе;

n - кол-во разрядов в числе;

8.Перевод чисел из двоичной СС в восьмеричную и шеснадцатеричную

1.Для записи двоичных чисел используются две цифры, то есть в каждом разряде числа возможны 2 варианта записи. Решаем показательное уравнение:2 = 2ⁱ . Так как 2 = 2¹, то i = 1 бит.

Каждый разряд двоичного числа содержит 1 бит информации.

Для записи восьмеричных чисел используются восемь цифр, то есть в каждом разряде числа возможны 8 вариантов записи. Решаем показательное уравнение:8 = 2ⁱ . Так как 8 = 2³, то i = 3 бита.Каждый разряд восьмеричного числа содержит 3 бита информации.

Таким образом, для перевода целого двоичного числа в восьмеричное его нужно разбить на группы по три цифры, справа налево, а затем преобразовать каждую группу в восьмеричную цифру. Если в последней, левой, группе окажется меньше трех цифр, то необходимо ее дополнить слева нулями.

Переведем таким способом двоичное число 101001₂ в восьмеричное:

101    001₂ => 1  2² + 0  2¹ + 1  2⁰         0  2² + 0  2¹ + 1  2⁰ => 51₈.

Для упрощения перевода можно заранее подготовить таблицу преобразования двоичных триад (групп по 3 цифры) в восьмеричные цифры:

2.Для записи шестнадцатеричных чисел используются шестнадцать цифр, то есть в каждом разряде числа возможны 16 вариантов записи. Решаем показательное уравнение:16 = 2ⁱ . Так как 16 = 2⁴, то i = 4 бита.

Каждый разряд шестнадцатеричного числа содержит 4 бита информации.

Таким образом, для перевода целого двоичного числа в шестнадцатеричное его нужно разбить на группы по четыре цифры (тетрады), начиная справа, и, если в последней левой группе окажется меньше четырех цифр, дополнить ее слева нулями. Для перевода дробного двоичного числа (правильной дроби) в шестнадцатеричное необходимо разбить его на тетрады слева направо и, если в последней правой группе окажется меньше четырех цифр, то необходимо дополнить ее справа нулями.

Затем надо преобразовать каждую группу в шестнадцате-ричную цифру, воспользовавшись для этого предварительно составленной таблицей соответствия двоичных тетрад и шестнадцатеричных цифр.

6.Перевод из 10 в 2,8

Для того чтобы перевести число из любой системы счисления в 10-ную надо:

1. Записать это число по формуле записи числа в в позиционной системе.

2. В качестве основания взять взять основание той системы из которой производиться перевод.

3. Произвести вычисления в 10- ой системе счисления.

123(8) = 1*82+2*81+3*80 = 64 +16 +3 = 83(10)

123(5) = 1*52+2*51+3*50 = 25+10 +3 = 38(10)

Можно заметить что чем больше основание системы тем длиннее запись числа.

Перевод дробной части из 10-ой в 2-ую

1. Последовательно выполнять умножение исходной десятичной дроби и получаемых дробных частей произведений на основание системы (2), до тех пор пока не получиться нулевая дробная часть или не будет достигнута требуемая точность вычислений.

2. Записать полученные целые части произведения в прямой последовательности.

1) 0,125(10) => 0,001(2) 2) 0,28(10)=>0,010001(2)

0|125 0|28

0|250 0|56

0|500 1|12

1|000 0|24

0|48

0|96

1|92

Перевод из 10-ой системы счисления в 2-ую, 8-ую, 16-ую.

Чтобы перевести число из десятичной системы в двоичную(8-ую, 16 -ую) надо производить последовательное деление на 2 (8, 16) до тех пор пока в частном не получиться число меньше делителя.

В качестве результата записать последние значения частного и выписать за ним все остатки в обратном порядке.

1. Способ: 1) 40(10)= > 101000(2) 2) 123(10)=>173(8) 3) 123(10)=>7B

2. Способ: 71(10)=> 100111(2)

71|1

35|1

17|1

8 |0

4 |0

2 |0,16

7.Перевод дробных чисел

Пусть X – правильная дробь, которую нужно перевести в Q – ичную систему. Так как X < 1, то число X в Q – ичной системе можно представить в виде X = b_-1Q^-1 + b_-2Q^-2 + . . . + b_-m Q^-m + . . . , где bi – искомые коэффициенты Q – ичного разложения числа X. Для определения bi умножим левую и правую часть на число Q пользуясь правилами Р – ичной арифметики, тогда XQ = b_-1 + b_-2Q^-1 + . . . + b_-m Q^-m+1 +  . . . Приравнивая полученные целые и дробные части получим [xQ] = b-1  {XQ} = b_-2Q^-1 + . . . + b_-m Q^-m+1 +  . . . Таким образом коэффициент b-1 в разложении определяется соотношением [xQ] = b-1  Положим X₁ = b_-2Q^-1 + . . . + b_-m Q^-m+1 +  . . . Тогда X1 будет правильной дробью и для определения b-2 можно применить туже самую процедуру.Если принять, что X0 = X , то перевод дроби с использованием Р – ичной арифметики осуществляется по следующим рекуррентным соотношениям: b-(i+1) = [XiQ], Xi+1 = {XiQ}, i = 0, 1, 2, … Процесс продолжается до тех пор, пока небудет получено Xi+1 = 0 или не будет достигнута требуемая точность изображения числа. Точность определяется количеством цифр учитываемых после запятой.Пример 5. Перевести число Х = (0,2)10 в двоичную систему с использованием 10 –й арифметики. Решение. Применим формулы 0,2  2 = 0,4 = 0 + 0,4   b-1 = 0; 0,4  2 = 0,8 = 0 + 0,8   b-2 = 0 0,8  2 = 1,6 = 1 + 0,6   b-3 = 1 0,6  2 = 1,2 = 1 + 0,2   b-4 = 1 и т.д. Ответ 0,210 = 0,(0011)2

10.Законы логики

Приведем основные логические законы (тождественно истинные высказывания), которые позволяют упрощать формулы, заменяя их подформулы эквивалентными выражениями:

1.Закон двойного отрицания А= ￢(￢ А) Двойное отрицание исключает отрицание

2.Переместительный(коммутативный)закон закон а)логическое сложение A V B = B V A б)логическое умножение A&B = B&A Результат операции над высказываниями не зависит от того, в каком порядке берутся эти высказывания.

3.Сочетательный(ассоциативный)закон: а)для логического сложения (А V В) V С=А V(ВVС)

б)для логического умножения (А&В) &С=А& (В&С)  При одинаковых знаках скобки можно ставить произвольно или вообще опускать.

4. Распределительный (дистрибутивный) закон:а)для логического сложения (A∨ B) &C=(A&C)∨ (B&C)

б)для логического умножения: (A&B) &∨ C=(A∨ C)&(B∨ C) Определяет правило выноса общего высказывания за скобку.

5. Закон общей инверсии (законы де Моргана):а)для логического сложения ￢(А∨ В)=(￢А)&(￢В)

б)для логического умножения: ￢(А&В)=(￢А)∨ (￢В)

6. Закон идемпотентности а)для логического сложения: А∨ А=А б)для логического умножения: А&А=А

Закон означает отсутствие показателей степени

7. Законы исключения констант:а)для логического сложения: А=1

б) для логического умножения: А&1=А А&0=0

8. Закон противоречия: А&(￢ А)=0  Невозможно, чтобы противоречащие высказывания были одновременно истинными.

9. Закон исключения третьего: А∨ (￢ А)=1

10. Закон поглощения:а)для логического сложения А∨ (A&B)=A

б)для логического умножения: А&(A∨ B)=A

11. Закон исключения (склеивания) а)для логического сложения:(A&B)∨ ((￢ А)&B)=B

б)для логического умножения: (A∨ B)&( (￢ А)∨ B)=B

28.Системы программирования.Назначение и состав

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

Составные систем программирования:

• 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.

Turbo Basic, Quick Basic, Turbo Pascal, Turbo C, системы программирования, ориентированные на создание Windows-приложений:

• пакет Borland Delphi (Дельфи) — предоставляющий качественные и очень удобные средства визуальной разработки.

• пакет Microsoft Visual Basic — удобный и популярный инструмент для создания Windows-программ с использованием визуальных средств. Содержит инструментарий для создания диаграмм и презентаций.

• пакет Borland C++ — одно из самых распространённых средств для разработки DOS и Windows приложений.

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.

Состав системы программирования:

-языки программирования;

-служебные программы (редакторы, отладчики, оптимизаторы, интерпретаторы);

-информационное обеспечение (описания языков, служебных программ, модулей).

9.Алгебра логики

Алгебра логики (булева алгебра) – это раздел математики. Во-первых, она изучает методы установления истинности или ложности сложных логических высказываний с помощью алгебраических методов. Во-вторых, булева алгебра делает это таким образом, что сложное логическое высказывание описывается функцией, результатом вычисления которой может быть либо истина, либо ложь(1, либо 0). При этом аргументы функции (простые высказывания) также могут иметь только два значения: 0, либо 1

1.При конъюнкции истина сложного выражения возникает лишь в случае истинности всех простых выражений, из которых состоит сложное. Во всех остальных случаях сложное выражение будет ложно.

2.При дизъюнкции истина сложного выражения наступает при истинности хотя бы одного входящего в него простого выражения или двух сразу. Бывает, что сложное выражение состоит более, чем из двух простых. В этом случае достаточно, чтобы одно простое было истинным и тогда все высказывание будет истинным.

Отрицание – это унарная операция, т.к выполняется по отношению к одному простому выражению или по отношению к результату сложного. В результате отрицания получается новое высказывание, противоположное исходному.

Таблицы истинности см. Таблицы

37.Типы и назначение вычислительных комплексов

Вычислиетельный комплекс--взаимосвязанная совокупность средств вычислительной техники, в которую входит не менее 2 процессоров, объединённых системой управления и имеющих общую память, единое математическое обеспечение и общие периферийные устройства.

Многопроцессорный вычислительный комплекс (МПВК) – это комплекс, включающий в себя два или более процессоров, имеющих общую оперативную память, общие периферийные устройства и работающих под управлением единой операционной системы (ОС), которая, в свою очередь, осуществляет общее управление техническими и программными средствами комплекса. Следует оговорить, что каждый из процессоров может иметь индивидуальные, доступные только ему ОЗУ и периферийные устройства. Все перечисленное весьма существенно, так как делает возможной гибкую организацию параллельной обработки информации и позволяет наиболее эффективно использовать все ресурсы комплекса.

Многомашинный вычислительный комплекс (ММВК) – комплекс, включающий в себя две или более ЭВМ (каждая из которых имеет процессор, ОЗУ, набор периферийных устройств и работает под управлением собственной операционной системы), связи между которыми обеспечивают выполнение функций, возложенных на комплекс.Цели, которые ставятся при объединении ЭВМ в комплекс, могут быть различными, и они определяют характер связей между ЭВМ. Чаще всего основной целью создания ММВК является или увеличение производительности, или повышение надежности, или одновременно и то и другое. Однако при достижении одних и тех же целей связи между ЭВМ могут существенно различаться.

По характеру связей между ЭВМ комплексы можно разделить на три типа: косвенно-, или слабосвязанные; прямосвязанные; сателлитные.

Типы ИВК:

1. Универсальные. Наличие перестраиваемой структуры и развитого ПО.

2. Проблемно-ориентировочные. Для ограниченного набора однотипных задач.

3. Уникальные. Для единичных специфических задач.

Комплексы обеспечивают: 1. Первичную обработку результатов измерения. 2. Получение результатов косвенных, совокупных и совместных измерений. 3. Обеспечивает управление отдельными узлами в ходе экспериментальных исследований. А так же включает обработку запросов очередей, устанавливает приоритет, диалоговый режим с оператором.4. Контроль работоспособности, включая контроль метрологических характеристик. 5.Сервисную обработку измерительной информации (таблицы, графики). 6. Хранение полученной информации. 7. Выработку управляющего воздействия.

15.Взаимодействие основных устройств процессора при выполнении машинных команд

1) Арифметико-логическое устройство - часть процессора, выполняющая машинные команды

2) Устройство управления – часть процессора, выполняющая функции управления устройствами компьютера

Работа процессора

Работает процессор под управлением программы, находящейся в оперативной памяти.

Блок управления помимо прочего отвечает за вызов очередной команды и определение ее типа.

Арифметико-логическое устройство, получив данные и команду, выполняет указанную операцию и записывает результат в один из свободных регистров.

Текущая команда находится в специально для нее отведенном регистре команд. В процессе работы с текущей командой увеличивается значение так называемогосчетчика команд, который теперь указывает на следующую команду (если, конечно, не было команды перехода или останова).

Часто команду представляют как структуру, состоящую из записи операции (которую требуется выполнить) и адресов ячеек исходных данных и результата. По адресам указанным в команде берутся данные и помещаются в обычные регистры (в смысле не в регистр команды), получившийся результат тоже сначала оказывается в регистре, а уж потом перемещается по своему адресу, указанному в команде.

31.Базовые управляющие конструкции

Алгоритмы линейной структуры – последовательность блоков, каждый из которых имеет по одному входу и одному выходу и выполняется в программе один раз

Алгоритмы разветвляющейся структуры – алгоритм, в котором в зависимости от значений некоторого признака производится выбор одного из нескольких направлений, называемых ветвями. В основе разветвления лежит проверка логического условия, кото-рое может истинно или ложно. Частный вид логического условия – это операции типа =, <> <, >, <=, >=

Алгоритм циклической структуры включает в себя многократно повторяющиеся участки вычислений для различных значений данных Циклические алгоритмы по способу организации выхода из цикла разделяют на арифметические и итерационные. Количество повторений в первых заранее известно или может быть легко вычислено. Количество повторений во вторых – заранее неизвестно. Выход из них осуществляется по достижении заданной точности при приближении к искомому значению. В таких алгоритмах часто последующий член вычисляют, производя математические операции над предыдущими. Эти вычисления на всех шагах цикла осуществляются по единой формуле, которая называется рекуррентной.

пример циклической структуры

Пример линейной и разветвленной

27. Прикладные программы

Прикладная программа или приложение — программа, предназначенная для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанная на непосредственное взаимодействие с пользователем. В большинстве операционных систем прикладные программы не могут обращаться к ресурсам компьютера напрямую, а взаимодействуют с оборудованием и проч. посредством операционной системы. Также на простом языке — вспомогательные программы.

К прикладному программному обеспечению (application software) относятся компьютерные программы, написанные для пользователей или самими пользователями, для задания компьютеру конкретной работы. Программы обработки заказов или создания списков рассылки — пример прикладного программного обеспечения. Программистов, которые пишут прикладное программное обеспечение, называют прикладными программистами.

Для IBM PC разработаны и используются сотни тысяч различных прикладных программ для различных применений. Наиболее широко применяются про­граммы:

-подготовки текстов (документов) на компьютере – редакторы текстов;

-обработки табличных данных – табличные процессоры;

-подготовки документов типографского качества – издательские системы;

-обработки массивов информации – системы управления базами данных;

-подготовки презентаций (слайд-шоу);

-программы экономического назначения – бухгалтерские программы, про­граммы финансового анализа, правовые базы данных и т.д.;

-программы для создания рисунков, анимации и видеофильмов;

-программы черчения и конструирования различных предметов и механизмов – системы автоматизированного проектирования (САПР);

-программы для статистического анализа данных;

-компьютерные игры, обучающие программы, электронные справочники и т.д.

По сфере применения приколдный программы разделяют:

-Прикладное программное обеспечение предприятий и организаций. Например, финансовое управление, система отношений с потребителями, сеть поставок. К этому типу относится также ведомственное ПО предприятий малого бизнеса, а также ПО отдельных подразделений внутри большого предприятия. (Примеры: Управление транспортными расходами, Служба IT поддержки)

-Программное обеспечение обеспечивает доступ пользователя к устройствам компьютера.

-Программное обеспечение инфраструктуры предприятия. Обеспечивает общие возможности для поддержки ПО предприятий. Это системы управления базами данных, серверы электронной почты, управление сетью и безопасностью.

-Программное обеспечение информационного работника. Обслуживает потребности индивидуальных пользователей в создании и управлении информацией. Это, как правило, управление временем, ресурсами, документацией, например, текстовые редакторы, электронные таблицы, программы-клиенты для электронной почты и блогов, персональные информационные системы и медиа редакторы.

-Программное обеспечение для доступа к контенту. Используется для доступа к тем или иным программам или ресурсам без их редактирования (однако может и включать функцию редактирования). Предназначено для групп или индивидуальных пользователей цифрового контента. Это, например, медиа-плееры, веб-браузеры, вспомогательные браузеры и др.

-Образовательное программное обеспечение по содержанию близко к ПО для медиа и развлечений, однако в отличие от него имеет четкие требования по тестированию знаний пользователя и отслеживанию прогресса в изучении того или иного материала. Многие образовательные программы включают функции совместного пользования и многостороннего сотрудничества.

-Имитационное программное обеспечение. Используется для симуляции физических или абстрактных систем в целях научных исследований, обучения или развлечения.

-Инструментальные программные средства в области медиа. Обеспечивают потребности пользователей, которые производят печатные или электронные медиа ресурсы для других потребителей, на коммерческой или образовательной основе. Это программы полиграфической обработки, верстки, обработки мультимедиа, редакторы HTML, редакторы цифровой анимации, цифрового звука и т. п.

-Прикладные программы для проектирования и конструирования. Используются при разработке аппаратного и программного обеспечения. Охватывают автоматизированное проектирование (computer aided design — CAD), автоматизированный инжиниринг (computer aided engineering — CAE), редактирование и компилирование языков программирования, программы интегрированной среды разработки (IDE).