КИТ конспект лекций
.pdfлогических операций над числовой и символьной информацией;
регистры общего назначения (РОН) – это быстродействующие ячейки памяти,
используемые в основном в качестве счетчиков и указателей на адресное простран-
ство ПК;
кэш-память – блок высокоскоростной памяти, в которую из оперативной памяти копируются данные, необходимые процессору, что позволяет повысить производи-
тельность процессора;
устройство управления (УУ) – для формирования и подачи во все элементы ПК управляющих сигналов;
схема управления шиной – для связи с другими устройствами ПК через систем-
ную шину.
Производительность МП определяется генератором тактовых импульсов
(ГТИ), который определяет время одного такта работы МП, задает тактовую ча-
стоту. Основными характеристиками процессора являются: тактовая частота,
разрядность, размер кэш-памяти.
2.5 Память ПК
Память ПК – это совокупность отдельных устройств, которые запоминают,
хранят и выдают информацию. Отдельные устройства памяти называются запоми-
нающими устройствами (ЗУ).
Основные характеристики памяти – это емкость и быстродействие (время обращение к памяти).
Емкость устройств памяти измеряется в байтах (1байт = 8 бит), Килобайтах (1
Кбайт= 210 байт=1 024 байт), Мегабайтах (1Мбайт= 220 Кбайт), Гигабайта (1Гбайт=
230 Мбайт), Терабайтах (1Тбайт= 240 Гбайт), Петабайтах (1Пбайт= 250 Тбайт).
Различают внутреннюю и внешнюю память ПК.
Внутренняя память обеспечивает выполнение процессов на компьютере.
Виды внутренней памяти:
оперативная память – расположена на оперативном запоминающем устройстве
(ОЗУ), хранит оперативную информацию для протекающих в настоящий момент
11
процессов ПК; ее содержимое очищается при выключении компьютера (является энергозависимой); отличается высоким быстродействием;
постоянная память – расположена на постоянном запоминающем устройстве
(ПЗУ) и хранит программы тестирования ПК при включении питания, программы начальной загрузки операционной системы и некоторые другие; не может быть из-
менена пользователем;
полупостоянная память – расположена на микросхеме CMOS и хранит парамет-
ры конфигурации компьютера, время и календарь; питается от аккумулятора.
кэш-память – находится на микропроцессоре и служит для ускорения его рабо-
ты;
видеопамять – находится на видеокарте и служит для хранения изображения,
выводимого на экран.
Внешняя память служит для долговременного хранения и транспортировки данных.
Виды внешней памяти:
жесткий магнитный диск (HDD) – служит для постоянного хранения нужной компьютеру и пользователю информации. Состоит из вращающихся пластин (дис-
ков), покрытых магнитным слоем. Основными характеристика HDD являются: ем-
кость (до нескольких Тбайт); скорость считывания/записи информации (для совре-
менных дисков порядка 100 Мбайт/сек) и др.;
внешний жесткий магнитный диск (внешний HDD) – переносной носитель ин-
формации, который подсоединяется к компьютеру при помощи кабеля USB. Ис-
пользуется для архивного хранения данных. По характеристикам не отличаются от встроенных жестких дисков;
твердотельный накопитель (SSD ─ Solid State Disk) – для постоянного хранения информации вместо жесткого магнитного диска. В отличие от HDD, основан на микросхеме, что дает ряд преимуществ: малые габариты, отсутствие шума, низкое энергопотребление, высокую скорость считывания/записи информации (530 – 1400
Мбайт/сек). Емкость SSD достигла 1,28 Тбайт. В настоящее время твердотельные накопители используются в переносных ПК;
12
оптический диск (НОД – накопитель на оптическом диске) – носитель, в кото-
ром информация записывается с помощью лазерного луча. НОД подразделяются на:
CD-диски (CD-ROM, CD-R, CD-RW) емкостью от 650 до 800 Мбайт;
DVD-диски емкостью от 4,7 до 17 Гбайт;
BD-диски (Blu-ray) емкостью от 25 до 500 Гбайт;
флэш-память – вид внешней памяти, основанный на интегральных микросхе-
мах. Благодаря небольшим размерам, дешевизне и низкому энергопотреблению,
используется в портативных цифровых устройствах: фотоаппаратах, видеокамерах,
мобильных телефонах, смартфонах, MP3-плеерах, КПК и др. Разновидностью флэш-памяти является USB флеш-накопитель (флешка, USB-диск), который в настоящее время можно назвать самым распространённым носителем для транс-
портировки информации. Емкость представленных на рынке USB-дисков достига-
ет 256 Гбайт.
13
3 КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ
3.1 Понятие сети. Классификация сетей
Компьютерная сеть (КС) – группа компьютеров, связанных между собой ка-
налами передачи данных.
Основные задачи КС: передача информации; электронное общение; выполне-
ние программ на удаленном компьютере; обеспечение совместного доступа к об-
щим ресурсам, например папкам, файлам, принтерам.
КС можно классифицировать по ряду признаков.
1. По территориальному признаку КС делятся на:
локальные (LAN) – на территории комнаты, этажа, одного или нескольких зда-
ний;
глобальные (WAN) – на расстоянии от десятков до десятков тысяч километров.
Могут объединять различные локальные сети. Среди глобальных КС наиболее по-
пулярной является сеть Интернет;
региональные (MAN) – промежуточное положение между LAN и WAN, распо-
ложены на обширной территории внутри города, экономической зоны или отдель-
но взятой страны.
Указанные выше сети различаются:
скоростью передачи данных – в LAN она значительно выше (10, 16 и 100
Мбит/с), чем в WAN (от 2,4 Кбит/с до 2 Мбит/с);
разнообразием услуг – в LAN набор услуг больше, чем в WAN, например, наряду с обменом почтой и файлами предоставляются услуги печати, работы с локальны-
ми базами данных, доступа к файловой системе компьютеров и др.;
масштабируемостью (от масштаб) – возможностью увеличения размеров при сохранении качества. В LAN масштабируемость низкая, что не позволяет увеличи-
вать число компьютеров в сети без дополнительных затрат на оборудование; в
WAN – хорошая масштабируемость, так как они изначально разрабатывались для неограниченного числа пользователей;
методом коммутации. Различают следующие виды: коммутация каналов – для
14
передачи сообщения устанавливается физическое соединение между отправителем и получателем; коммутация сообщений – задается логический канал связи в виде цепочки адресов от отправителя до получателя; коммутация пакетов – сообщение разбивается на части (пакеты) одинаковой длины, которые передаются независимо друг от друга и собираются воедино у получателя.
Во всем мире сейчас большую популярность приобрели корпоративные ком-
пьютерные сети, которые объединяют локальные сети подразделений отдельного предприятия или корпорации.
2. По топологии КС бывают следующих видов:
звезда (рис. 3.1, а) – все компьютеры, рабочие станции (РС) и сервер (С), под-
ключаются к центральному узлу коммутации (К), через который и осуществляется передача данных;
кольцо (рис. 3.1, б) – все компьютеры соединяются в замкнутую линию, данные предаются по кольцу в одном направлении;
шина (рис. 3.1, в) – все компьютеры подключаются к одному общему кабелю
(шине), по которому происходит обмен информацией;
комбинированная топология – использование фрагментов различных топологий на участках сети.
С |
К |
|
РС |
а)
РС |
РС |
|
РС |
С |
РС |
РС |
РС |
|
|
|
РС |
|
б) |
РС |
РС |
PС |
в)
Рисунок 3.1 – Топология компьютерной сети а) звезда; б) кольцо; в) шина
15
3.2 Технические средства локальных компьютерных сетей
Для организации локальной КС необходимо наличие технических и про-
граммных средств.
Технические средства КС включают:
компьютеры. Среди них выделяют серверы, которые управляют работой сети и предоставляют услуги пользователям КС, и рабочие станции – рядовые компьюте-
ры КС. Примеры серверов: сервер баз данных (SQL-сервер), обрабатывающий за-
просы к базе данных; сервер телекоммуникаций, обеспечивающий услуги по связи данной локальной сети с внешним миром; вычислительный сервер, дающий воз-
можность производить вычисления, которые невозможно выполнить на рабочих станциях; Web-сервер, на котором размещаются Web-страницы; Mail-сервер – поч-
товый сервер; файл-сервер для хранения файлов;
линии связи – образуют каналы передачи данных. Они могут быть: проводные –
построенные на основе кабеля (коаксиальный, витая пара, волоконно-оптический);
беспроводные – каналы наземной и спутниковой связи (с радиосигналом, микро-
волновым, инфракрасным);
соединительное оборудование – для подключения различных сетевых устройств к линиям связи: сетевой адаптер, модем, повторители и др.;
коммутационное оборудование – обеспечивает передачу данных в КС: концен-
траторы, коммутаторы, маршрутизаторы, шлюзы, мосты и др.
3.3 Глобальная сеть Internet
Internet – сеть, состоящая из многих сетей, связанных между собой по прото-
колам TCP/IP.
Основными протоколами сети Internet является совокупность протоколов,
называемая стеком сетевых протоколов TCP/IP. Эти протоколы организуют взаи-
модействие между различными сетями, образующими сеть Internet. Каждому из них отводится своя роль:
протокол IP – осуществляет адресацию компьютеров в сети и выбор наилучшего маршрута передачи данных через последовательность соединенных между собой
16
подсетей. IP-адрес компьютера представляет собой четыре числа (например:
207.68.156.58), каждое из которых не может превышать 255. Первые числа опреде-
ляют адрес сети, которая имеет вложенную структуру, последние – имя компьюте-
ра в сети. Приведенный пример адреса указывает на компьютер 58, расположен-
ный в сети 156, которая подчинена сети 68, вложенной в сеть 207. Иначе говоря,
иерархия IP-адреса компьютера направлена слева-направо. Пользователь при об-
ращении к компьютеру может записывать адрес компьютера не в цифровом (IP), а
в символьном (доменном) виде, например www.bseu.by. А специальные DNS-
серверы переводят такое доменное имя компьютера в соответствующий ему IP-
адрес.
протокол TCP – разделяет передаваемое сообщение на пакеты и управляет их транспортировкой по сети.
В сети Internet для обмена информацией работают различные службы, называ-
емые сервисами, которые предоставляют соответствующие услуги пользователю сети Internet. Примерами сервисов Internet являются: электронная почта, IP-
телефония, Chat, социальные сети, поисковые системы, WWW и др.
Каждый из сервисов реализуется с помощью своих протоколов, которые назы-
вают прикладными протоколами. Их примеры рассмотрены ниже в сервисах
WWW и электронная почта.
3.4 World Wide Web
Поиск информации в сети Internet предполагает работу с сервисом WWW.
WWW (Всемирная паутина) – это наиболее популярный сервис сети Internet.
Представляет собой систему для доступа к связанным между собой документам,
расположенным на Web-серверах, подключенных к сети Internet. Информационное пространство WWW основано на сети Internet и протоколе передачи данных HTTP.
Информация в WWW представлена в виде Web-страниц, содержащих гиперс-
сылки на различные информационные ресурсы: другие Web-документы, графиче-
ские, звуковые и т.п. файлы, а также информационные ресурсы других сервисов сети Internet. Web-страницы объединяются в сайты или порталы.
17
Для осуществления просмотра Web-страниц используются браузеры. Среди наиболее известных представителей данной группы программ можно назвать: Internet Explorer, Opera, Google Chrome, Firefox. . Браузеры позволяют просматривать
Web-страницы с информацией различной природы (текст, графику, звук, видео), ав-
томатически запоминать адреса просмотренных страниц, самостоятельно сохра-
нять адреса любимых страниц, публиковать созданные Web-страниц в сервисе
WWW, управлять интерфейсом программы и др.
Открытие ресурса (Web-страницы или сайта) осуществляется по их адресу в
формате URL. Адрес ресурса URL состоит из следующих частей:
протокол доступа к ресурсу: http://...
адрес сервера, на котором хранится ресурс – доменное имя сервера: http://www.bseu.by...
полное имя конкретной Web-страницы – включает перечень папок, ведущих к файлу и собственно имя файла:
http://www.bseu.by/russian/faculty1/department5.html
Поиск информации в сети Internet осуществляется с помощью поисковых си-
стем. Эти системы предоставляют пользователю возможность найти нужную ему информацию посредством использования тематических каталогов или поисковых машин. В тематическом каталоге вся информация распределена по рубрикам вложенной иерархической структуры, перемещаясь по которым можно найти нуж-
ные сведения. В поисковой машине поиск осуществляется по ключевым словам,
вводимым пользователем с клавиатуры в строку поиска.
В приведенном ниже списке перечислены адреса самых распространенных бе-
лорусских и российских поисковых систем: |
|
|
google.com |
yandex.ru |
tut.by |
rambler.ru |
gogo.by |
all.by |
Поиск в поисковых системах осуществляется с использованием предлагаемых
тематических каталогов и поисковых машин.
18
3.5 Электронная почта
Электронная почта (ЭП) служит для обмена электронными сообщениями.
Для приема почты служат протоколы POP,POP3 и IMAP. Отправка почты ча-
ще всего осуществляется по протоколу SMTP.
Для доступа к ЭП можно использовать как браузеры, так и специализирован-
ные программы, называемые почтовыми клиентами. Примерами почтовых кли-
ентских приложений являются: Outlook Express, The Bat!, Netscape Mail, Eudora, Koomail, JBMail, Foxmail, IncrediMail, Kmail, Thunderbird и др.
В функции почтовых клиентов может входить: создание и форматирование сообщения, автоматическое добавление подписи к сообщению, вставка в текст ри-
сунков, вложение файлов, проверка орфографии, сортировка, хранение сообщений,
поиск по архиву сообщений, ведение адресной книги, фильтрация принимаемых сообщений по разным критериям, шифрование текстового сообщения, групповая рассылка и другие функции.
Для работы с электронной почтой пользователь должен:
зарегистрировать свой электронный почтовый ящик на почтовом сервере;
открыть программу доступа к ЭП (браузер или почтовый клиент);
организовать связь с почтовым сервером – указать в своей программе адрес сво-
его почтового ящика и пароль доступа к нему.
В результате на ПК пользователя открывается содержимое почтовых папок его почтового ящика для получения, просмотра и отправки сообщений.
19
4 СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ.
ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
4.1 Классификация программного обеспечения ПК
Программное обеспечение (ПО) современных компьютеров можно условно разделить на три группы:
1. Системное ПО управляет ресурсами компьютера, служит для проверки рабо-
тоспособности его устройств, выдачи справочной информации о компьютере, обеспе-
чивает защиту от вирусов и др. Оно предназначено для всех категорий пользователей,
используется как для обеспечения эффективной работы компьютера и пользователя,
так и для эффективного выполнения прикладных программ.
Центральное место в системном ПО занимают операционные системы. Опера-
ционная система (ОС) загружается автоматически при включении компьютера и управляет его работой до его выключения. Она ведет диалог с пользователем, осу-
ществляет управление оперативной памятью, дисковым пространством и т.д., за-
пускает другие программы на выполнение и обеспечивает пользователю и про-
граммам способ общения (интерфейс) с устройствами компьютера. Другими сло-
вами, ОС обеспечивает функционирование и взаимосвязь всех компонентов ком-
пьютера, предоставляет пользователю и его программам доступ к аппаратным средствам. ОС определяет производительность системы, степень защиты данных,
требования к аппаратным средствам. Примерами ОС являются MS DOS, OS/2, Unix, Windows, Linux.
Сервисные системы дополняют ОС по обслуживанию ПК, обеспечивают удобство работы пользователя. К этой категории относят системы технического обслуживания, файловые менеджеры и др. служебные программы.
Системы технического обслуживания – это ПО, которое служит для специа-
листов инструментом по эксплуатации и ремонту компьютера.
Файловые менеджеры дополняют ОС более удобным средством управления файлами и папками. К числу файловых менеджеров ОС Windows относятся Total Commander, FAR Manager, 7-Zip File Manager, Frigate и др.
20