- •Введение.
- •1. Основы информационных технологий.
- •1.1. Базовые понятия
- •1.1.1. Информация и данные
- •1. Определение из фундаментального курса «Информатика» под редакцией с.В. Симоновича.
- •2. Определение, приведенное в толковом словаре компании Microsoft.
- •1.1.2. Информационные технологии
- •1. Прикладные (внешние) направления.
- •2. Служебные (внутренние) направления.
- •1.1.3. Информационные системы
- •1.1.4. Информационные ресурсы
- •3. Обработка запроса клиента и выдача ему результата в виде ранжированного (расположенного по номерам) списка веб-страниц.
- •1.2. История информатики
- •1.2.1. Этапы развития информационных технологий.
- •1. Ручной этап.
- •2. Механический этап.
- •3. Электромеханический этап.
- •4. Электронный этап.
- •1.2.2. Современное состояние
- •1. Появление персональных компьютеров (пк).
- •2. Появление операционных систем (ос) с графическим интерфейсом.
- •3. Появление сети Интернет.
- •1.3. Классификация эвм по мощности и месту в информационных системах.
- •1.4. Архитектура пк
- •1.4.1. Аппаратные платформы
- •1.4.2. Операционные системы
- •2. Представление данных в компьютере
- •2.1. Арифметические основы эвм
- •2.1.1. Системы счисления
- •2.1.2. Кодирование данных в компьютере
- •2.2. Аналоговый и цифровой сигналы
- •2.2.1. Преимущества цифровых технологий
- •1. Искажения аналогового сигнала за счет помех невосстановимы, цифровой сигнал и при помехах позволяет передать информацию полностью без искажений.
- •2. Точность измерения аналогового сигнала определяется техническими возможностями аппаратуры. Точность задания цифрового сигнала от характеристик аппаратуры зависит очень слабо.
- •2.2.2. Оцифровка аналогового сигнала
- •Дискретизация
- •Кодирование
- •Квантование
- •2.3. Кодирование текстовых данных
- •2.3.1. Системы кодировки текста Имеется две системы кодировки: на основе ascii и Unicode.
- •2.3.2. Текстовые форматы.
- •2.4. Кодирование графических данных
- •2.4.1. Кодовые цветовые режимы.
- •2.4.2. Цветовые модели
- •2.4.3. Растровая и векторная графика
- •2.4.4. Форматы графических файлов.
- •2.4.5. Трехмерная (3d) графика.
- •2.5. Кодирование звуковых данных
- •2.5.1. Цифровая запись звука.
- •2.5.2. Компьютерный синтез звука.
- •2.6. Кодирование числовых данных
- •2.6.1. Целочисленные типы.
- •2.6.2. Вещественные типы.
- •2.7. Логические основы построения эвм
- •3. Программная конфигурация персонального компьютера
- •3.1. Классификация программного обеспечения
- •3.2. Программы базового уровня
- •3.3. Служебные программы
- •3.3.1. Средства диагностики и контроля
- •3.3.2. Служебные программы Windows
- •3.3.3. Файловые менеджеры
- •3.3.4. Средства сжатия данных (архиваторы)
- •3.4. Приложения Microsoft Office
- •4. Информационные системы
- •3.3.2. Системы управления базами данных (субд).
- •4. Устройство компьютера
- •4.1. Системный блок пк
- •4.1.1. Материнская плата
- •4.1.2. Подключение периферийных устройств
- •2. Lpt, порт построчного принтера.
- •3. Usb (Universal Serial Bus), универсальная последовательная шина.
- •4. Fire Wire, другое название ieee 1394.
- •4.1.3. Процессор
- •4.2. Виды цифровой памяти
- •4.2.1. Энергозависимая память
- •4.2.2. Память на магнитных дисках
- •4.2.3. Память на компакт-дисках
- •4.2.4. Флэш-память
- •4.3. Устройства ввода данных
- •4.3.1. Клавиатура
- •4.3.2. Устройства манипуляторного типа
- •4.3.3. Сканеры Планшетные сканеры.
- •Ручные сканеры.
- •Барабанные сканеры.
- •4.4.4. Цифровые фото- и видеокамеры
- •4.4.5. Графические планшеты (дигитайзеры)
- •4.4. Устройства вывода данных
- •4.4.1. Мониторы
- •Электроннолучевые мониторы
- •Жидкокристаллические мониторы
- •Плазменные панели.
- •4.4.2. Видеокарты
- •4.4.3. Принтеры
- •4.4.4. Плоттеры
- •4.5. Устройства обмена данными
- •4.5.1. Звуковая карта
- •4.5.2 Модемы и сетевые карты
- •4.5.3. Факсимильная связь на компьютере
- •5. Компьютерные сети. Интернет
- •5.1. Уровни сетевого соединения
- •7. Прикладной
- •5.2. Локальные сети
- •5.2.1. Администирование в локальных сетях
- •6 Уровень – представления.
- •5 Уровень – сеансовый.
- •5.2.2. Топология локальных сетей и передача данных
- •5.2.3. Каналы связи в локальных сетях
- •2 Уровень – канальный.
- •1 Уровень – физический.
- •5.3. Глобальная сеть Интернет
- •5.3.1. Интернет на прикладном уровне
- •5.3.2. Уровни представления и сеансовый
- •5.3.3. Транспортные и сетевой протоколы
- •5.3.4. Каналы связи в Интернете
- •5.4. Службы Интернета
- •5.4.1. Всемирная паутина World Wide Web (www)
- •5.4.2. Поисковые системы
- •5.4.3. Электронная почта
- •5.4.4. Протоколы передачи файлов
- •5.4.5. Другие службы
- •6. Информационная безопасность
- •6.1. Правовое обеспечение информационной безопасности
- •6.2. Организационные меры защиты информации
- •6.2.1. Угрозы информационной безопасности
- •6.2.2. Защита информации от преднамеренных действий
- •6.2.3. Резервное копирование.
- •6.3. Безопасность при работе в Интернете
- •6.3.1. Использование электронной почты.
- •6.4. Компьютерные вирусы и защита от них
- •6.4.1. Классификация вирусов.
- •6.4.2. Программы обнаружения вирусов и защиты от них
- •6.4.3. Использование современных антивирусных программ
- •6.5. Шифрование данных.
- •6.5.1. Основные понятия.
- •6.5.2. Шифрование данных в Интернете
- •6.5.3. Шифрование в Windows xp
- •5.5.3. Электронные таблицы.
6.5.3. Шифрование в Windows xp
Для повышения уровня безопасности можно хранить данные на диске компьютера в зашифрованной форме. С этой целью используется шифрованная файловая система - Encrypting File System (EFS). Шифрование данных выполняется автоматически и является полностью прозрачным для пользователя.
Пользователи могут зашифровывать свои файлы при сохранении их на диске. Для этого в окне Сохранить как надо нажать меню Сервис и далееПараметры безопасности. Документ будет шифроваться после внесения пароля в окнопароль для открытия файла.
Одновременно файл можно защитить от внесения в него изменений. Для этого надо установить пароль в окне пароль разрешения записи. Имеется возможность шифрования разными способами, с различными уровнями защиты. С этими способами можно познакомиться в окнеДополнительно.
Доступ к зашифрованным файлам и к редактированию можно получить после набора паролей. Данные будут отображаться в виде обычного текста.
Администраторы могут восстанавливать данные, зашифрованные другим пользователем. Это позволяет получить доступ к данным, если пользователь, зашифровавшийданные, в настоящее время недоступен или соответствующий закрытый ключ утерян.
EFS позволяет зашифровывать данные только при сохранении их на диске. Для шифрования данных при их передаче по сети TCP/IP доступны две дополнительных возможности - безопасность протокола IP (IPSEC) и шифрование РРТР.
При использовании стандартной конфигурации шифрованной файловой системы никаких действий администратора не требуется - пользователи могут сразу начинать шифрование файлов. Шифрованная файловая система автоматически создает пару ключей шифрования для пользователя, если она отсутствует.
5.5.3. Электронные таблицы.
Средства коммуникации (коммуникационные программы).С появлением электронной связи и компьютерных сетей программы этого класса приобрели очень большое значение. Они позволяют устанавливать соединения с удаленными компьютерами, обслуживают передачу сообщений электронной почты, работу с телеконференциями (группами новостей), обеспечивают пересылку факсимильных сообщений и выполняют множество других операций в компьютерных сетях.
Самые универсальные сетевые программы – это Браузеры (обозреватели, средства просмотра всемирной информационной сетиWord Wide Web, сокращенноWWW). К этой категории относятся программные средства, предназначенные для просмотра сетевых электронных документов. Современные браузеры воспроизводят не только текст и графику. Они могут воспроизводить музыку, человеческую речь, обеспечивать прослушивание радиопередач в Интернете, просмотр видеоконференций, работу со службами электронной почты, с системой телеконференций (групп новостей) и многое другое.
В системе Windowsзаложен браузер:Internet Explorer. IEбольше предназначен для путешествий по сети Интернет, для неспешного ознакомления с ее ресурсами. В отличие от офисных приложений, в сфере браузеров нет монополии компанииMicrosoft.
Есть браузер Netscape Navigator,это аналогInt.Expl., он тоже пользуется популярностью, многим он больше нравится.
Программы для электронной почты. Они более специализированны и предназначены для деловых людей, там минимизировано время для отправки и получения электронной почты, время получения нужных заказчику новостей и поиска нужных заказчику адресов. Штатная программа электронной почты в системеWindows– этоOutlook Express. Популярна также программа работы с электронной почтойEudora.
Имея компьютер, принтер и модем, можно не тратится на покупку факса, а использовать эту аппаратуру для отправки и приема факсимильных сообщений, копий напечатанных на бумаге документов. Для отправки и приема факсов служит программа Venta Fax.
Среди других коммуникационных программ можно упомянуть специальные приложения для электронной почты Microsoft Internet Mail иNetscape Mail, приложения для телеконференцийMicrosoft News и Netscape News. О том, что такое телеконференции мы поговорим позднее.
Интегрированные системы делопроизводства.Представляют собой программные средства автоматизации рабочего места менеджера в офисе. Наиболее распространенный комплект программ для делопроизводства разработан все той же компаниейMicrosoftи называется онMicrosoft Office.В наиболее распространенной конфигурации в комплект вошли программы, показавшие себя как самые нужные специалистам и менеджерам среднего звена. Это текстовый процессорMicrosoft Word, электронная таблицаMicrosoft Exel,СУБДMicrosoft Access, средство подготовки слайдов для презентацийMicr. Power Point и некоторые другие программы, имеющие второстепенное значение. Все программыMicrosoftOfficeполностью взаимно совместимы, и данные легко переносятся из одной программы в другую. Имеется также простой выход в программыInternetExplorerиOutlookExpress, что позволяет без включения промежуточных программ работать с электронной почтой и серверами глобальной сетиWorld Wide Web.
Специализированные программные средства автоматизации рабочего места руководителяили менеджера. Как правило, они разрабатываются специально для работников определенной отрасли и уровня. Например: рабочее место начальника сборочного цеха. Или декана высшего учебного заведения. Или директора банка. Там тоже есть средства работы с текстом и проведения вычислений, базы данных, сетевые возможности, но все это не универсально, а продумано под выполнение конкретных задач.
Бухгалтерские системы это типичный и самый распространенный пример специализированных офисных программ. Они предназначены для автоматизации подготовки первичных бухгалтерских документов предприятия и их учета, для ведения счетов плана бухгалтерского учета, а также для автоматической подготовки регулярных отчетов по итогам производственной, хозяйственной и финансовой деятельности в форме, принятой для предоставления в налоговые органы, внебюджетные фонды и органы статистического учета. Несмотря на то, что теоретически все функции, характерные для бухгалтерских систем, можно исполнять и другими вышеперечисленными программными средствами, использование бухгалтерских систем удобно благодаря интеграции разных средств в одной системе. Естественно, что в России используются бухгалтерские системы отечественного производства, они адаптированы под наше законодательство и систему бухгалтерского учета. Самая распространенная бухгалтерская программа называется1С.
Графические редакторы.Это обширный класс программ, предназначенных для создания и обработки графических изображений. В данном классе различают следующие категории:растровые редакторы, векторные редакторы и трехмерные или ЗD-редакторы.
Растровые редакторы применяют в тех случаях, когда графический объект представлен в виде комбинации точек, образующих растр и обладающих свойствами яркости и цвета. Такой подход эффективен в тех случаях, когда графическое изображение имеет много полутонов и информация о цвете элементов, составляющих объект, важнее, чем информация об их форме. Это характерно для фотографических и полиграфических изображений.
Возможности создания новых изображений средствами растровых редакторов ограничены и не всегда удобны. В большинстве случаев имеющуюся иллюстрацию, фотографию либо созданное художником изображение вводят в компьютер с помощью специальных аппаратных средств (сканеров) и завершать работу с помощью растрового редактора путем применения спецэффектов.
Векторные редакторы отличаются от растровых способом представления данных об изображении. Элементарным объектом векторного изображения является не точка, а линия. Такой подход характерен для рисунков и чертежно-графических работ, в которых форма линий имеет большее значение, чем информация о цвете отдельных точек, составляющих ее. В векторных редакторах каждая линия рассматривается как математическая кривая третьего порядка и, соответственно, представляется не комбинацией точек, а математической формулой (в компьютере хранятся числовые коэффициенты этой формулы). Такое представление намного компактнее, чем растровое, соответственно данные занимают много меньше места, однако построение любого объекта выполняется не простым отображением точек на экране, а сопровождается непрерывным пересчетом параметров кривой в координаты экранного или печатного изображения. Соответственно, работа с векторной графикой требует более производительных вычислительных систем.
Из элементарных объектов (линий) создаются простейшие геометрические объекты (примитивы) из которых, в свою очередь, составляются законченные композиции. Художественная иллюстрация, выполненная средствами векторной графики, может содержать десятки тысяч простейших объектов, взаимодействующих друг с другом.
Векторные редакторы удобны для создания изображений, но практически не используются для обработки готовых рисунков. Они нашли широкое применение в рекламном бизнесе, их применяют для оформления обложек полиграфических изданий и всюду, где стиль художественной работы близок к чертежному.
Компьютерная графике долгое время была ареной соперничества двух корпораций: AdobeиCorel.ФирмаAdobeсоздала лучший из растровых редакторовAdobe Photoshop, лучшую из программ работы со шрифтамиAdobeType Manager,векторный редакторAdobe Illustrator, и еще несколько программ, о которых будет сказано потом.Corelсоздала самый богатый векторный редакторCorel Draw, растровый редакторCorel Photo-Paint, библиотеку из нескольких миллионов готовых изображений (сюжеты на любую тему). Однако в прошлом годуCorelCorporationпотерпела банкротство и была купленаMicrosoft.
Редакторы трехмерной графики используют для создания трехмерных композиций с эффектными спецэффектами, недоступными двухмерной графике, иногда даже не имеющими аналогов в реальном мире. Они имеют две характерные особенности. Во-первых, они позволяют гибко управлять взаимодействием свойств поверхности изображаемых объектов со свойствами источников освещения и, во-вторых, позволяют создавать трехмерную анимацию. Поэтому редакторы трехмерной графики нередко называют также ЗD-аниматорами. Программы трехмерной графики намного сложнее, чем двухмерной, их труднее изучать, и они требуют более мощных и производительных компьютеров. Самая известная программа 3D-графики3D-Studio Max.
Системы автоматизированного проектирования (CAD-системы).Предназначены для автоматизации проектно-конструкторских работ. Применяются в машиностроении, приборостроении, архитектуре. Кроме чертежно-графических работ эти системы позволяют проводить простейшие расчеты (например, расчеты прочности деталей) и выбор готовых конструктивных элементов из обширных баз данных. CAD-системы автоматически обеспечивают на всех этапах проектирования технические условия, нормы и правила, что освобождает конструктора (или архитектора) от работ нетворческого характера. В своей основе это специализированные векторные трехмерные редакторы.
Для подготовки технических проектов используют программу AutoCAD, в архитектуре есть программаArhiCAD.
Есть еще программа MathCAD, но она к графике отношения не имеет, это программа для сложных математических расчетов.
Настольные издательские системы.Назначение программ этого класса состоит в автоматизации процесса верстки полиграфических изданий. Этот класс программного обеспечения занимает промежуточное положение между текстовыми процессорами и системами автоматизированного проектирования.
Теоретически текстовые процессоры предоставляют средства для внедрения в текстовый документ объектов другой природы, например объектов векторной и растровой графики, а также позволяют управлять взаимодействием между параметрами текста и параметрами внедренных объектов. Однако на практике для изготовления полиграфической продукции эти средства либо недостаточны с точки зрения требований полиграфии, либо неудобны для производительной работы.
От текстовых процессоров настольные издательские системы отличаются расширенными средствами управления взаимодействием текста с параметрами страницы и с графическими объектами. С другой стороны, они отличаются пониженными функциональными возможностями по автоматизации ввода и редактирования текста. Чаще всего настольные издательские системы применяют к документам, прошедшим предварительную обработку в текстовых процессорах и графических редакторах.
К настольным издательским системам относятся программы QuarkXPress, Adobe InDesign, Adobe Page Maker. Последняя программа считается устаревшей и уже не производится.
Средства для подготовки электронных документов. Электронный документ предназначен в конечном счете не для печати на бумаги, а только для отображения на экране компьютера. Электронная публикация имеет существенные отличия от бумажной.
Во-первых, электронный документ может быть не только знаковым и графическим, но еще и мультимедийным, то есть включать в себя движущееся изображение и звук. Значит, полноценный электронный редактор должен включать в себя возможность работы со звуком и анимации, т.е. создания движущихся объектов.
Во-вторых, в электронном документе просмотр его осуществляется не только и не столько перелистыванием страниц, как в бумажном документе, но созданием гиперссылок. Гиперссылки это связи между участками документа, их можно сделать столько, сколько по мнению разработчиков это необходимо. Иногда делают многооконный режим, когда на экране одновременно показывают несколько частей документа, например иллюстрацию и связанный с ней текст. Редактор должен иметь средства создания навигационных гипертекстовых элементов.
В-третьих, документ, предназначенный для публикации в Интернете, должен иметь компактный размер, иначе пользователям неудобно будет с ним работать, он будет слишком долго загружаться. В Интернете невелики набор используемых шрифтов и цветовая палитра. Максимально используются методы сжатия и упрощения графической и мультимедийной информации, от некоторых вставок приходится отказываться.
Теоретически для создания Web-документов можно использовать обычные текстовые процессоры, а также некоторые из графических редакторов векторной графики, но Web-редакторы делают это быстрее и обладают рядом недоступных другим редакторам функций.
Для работы в сети Интернет разработаны редакторы HTML,или Web-редакторы. HTML по-русскиязык разметки гипертекста, он появился вместе с созданием сети серверовWordWideWeb, которая и передает информацию через Интернет. Наиболее распространенным для созданияWeb-страниц является пакет программMicrosoft Front Page. Упрощенная его версия входит вWindowsи называетсяFront Page Express.
Другое направление подготовки электронных документов создано фирмой Adobeи называется комплектом программAdobe Acrobat.Эти программы больше подходят для подготовки материалов не для Интернета, а для компакт-дисков.
Экспертные системы.Предназначены для анализа данных, содержащихся в базах знаний, и выдачи рекомендаций по запросу пользователя. Исходные данные хранятся в базе знаний в виде фактов, между которыми с помощью специалистов-экспертов устанавливается определенная система отношений. Экспертами служат ведущие специалисты в данной науке. Характерными областями использования экспертных систем являются юриспруденция, медицина, фармакология, химия. По совокупности признаков заболевания медицинские экспертные системы помогают установить диагноз и назначить лекарства, дозировку и программу лечебного курса. По совокупности признаков события юридические экспертные системы могут дать правовую оценку и предложить порядок действий как для обвиняющей стороны, так и для защищающейся.
С использованием экспертных систем связана особая область научно-технической деятельности, называемая инженерией знаний. Инженеры знаний — это специалисты особой квалификации, выступающие в качестве промежуточного звена между разработчиками экспертной системы (программистами) и ведущими специалистами в конкретных областях науки и техники (экспертами).
Отдельные категории прикладных программных средств, обладающие своими развитыми внутренними системами классификации, представляют обучающие, справочные, развлекательные, развивающие системы и программы.Характерной особенностью этих классов программного обеспечения являются повышенные требования к мультимедийной составляющей (использование музыкальных композиций, средств графической анимации и видеоматериалов).
Средства просмотра и воспроизведения.Они используются в тех случаях, когда требуется только просмотр без редактирования, то есть без внесения изменений. В этих программах просмотр происходит намного быстрее, чем в программах, где файлы создаются и редактируются.
Примером служит просмотрщик графических файлов AСDSee. В нем переход от одного файла к другому осуществляется одним нажатием кнопки, последние версии легко читают почти все из многочисленных графических форматов. Программа полезная и даже необходимая для тех, кто работает с графикой.
В тех случаях, когда речь идет о звукозаписи или видеозаписи, вместо термина просмотр применяют термин воспроизведение документов. Существует много программ для прослушивания компакт-дисков и радиопередач. Для более совершенного оборудования есть средства просмотра видеофильмов и просмотра телепередач. Все эти программы рассчитаны на пользователей любого уровня и потому особых трудностей для освоения не представляют.
1 Чем различаются выражения ЭВМ и компьютер? Ничем, это синонимы. ЭВМ – это сокращение слов «электронно-вычислительная машина», а «computer» переводится как «вычислитель».
2 Так, при любом выходе в Интернет, если не принимать специальных мер, все данные, имеющиеся на компьютере, могут стать достоянием неопределенного круга лиц – любого злоумышленника, проникшего к вам через сеть. Поэтому с закрытой, конфиденциальной информацией лучше работать на компьютерах, не имеющих физических средств подключения к Интернету. Это правило хорошо бы усвоить руководителям различных фирм, компаний.
3Машинные протоколы можно уподобить правилам языков человеческого общения, которые тоже представляют собой набор стандартов и правил, позволяющих таким «устройствам» как люди правильно обмениваться информацией, закодированной в словах. Так что, орфографию и грамматику русского языка можно тоже считать протоколом. Современные машинные протоколы отличаются внушительным объемом. Например, полное описание протоколаJPRS, применяемого в мобильной телефонной связи, занимает 11 тысяч машинописных станиц.
4Например, термин «троянский конь» может относиться и к поэме Гомера «Илиада», и к компьютерным вирусам, и к другим ситуациям, когда под видом подарка преподносится некая крупная неприятность.
5Для полного понимания логических операторов см. главу 2.7. данного курса лекций: «Логические основы построения ЭВМ».
6Говорить о том, что сервер – «главный компьютер в сети», что он «управляет сетью» - не совсем правильно. В конечном счете, миром информационных технологий управляет человек, в том числе пользователь. Также неверно утверждать, что через сервер проходит все данные, имеющиеся в сети. Все данные проходят не через сервер, а через так называемый концентратор, илиswitch, соединяющий воедино все коммуникации от всех компьютеров. В том числе и от сервера.
7Согласно теории соединений (раздел математики) эта формула соответствует размещению элементов (один из видов соединения), если допускается повторение элементов.
8Как известная героиня Эллочка Людоедка, у которой в словаре было только 32 слова.
9Объединению битов в байты придается такое значение, что характеристики вычислительной техники, размер файлов измеряется не в битах, а в байтах. Получается, что в компьютере битов, не объединенных в байты нет.
А вот количество данных, переданных по сети, измеряется в битах, скорость в бит/сек. Это объясняется тем, что при передаче данных по каналам связи (проводам, радиоканалам и пр.) не имеет никакого значения содержание передаваемой информации. Канал связи просто передает двоичные сигналы, которые на приеме обрабатываются. В результате получается сообщение, несущее ту или иную информацию.
10См главу 2.3. «Кодировка текстовых данных».
11Подробно компьютерная графика, в том числе цветовые модели будет изучаться позднее.
12Примеры кодировокASCIIприведены в файлах КодМеждиКодОтеч.
131 герц – это одна операция в секунду. Соответственно при оцифровке осуществляются десятки тысяч измерений сигнала в секунду.
14Децибел измеряет разность уровней звука как соотношение их логарифмов. 1 бел =lg(A/B) = 1. При этом А/В = 10. 1 децибел = 1/10 Бел, то естьlg(A/B) = 0,1. При этом А/В = 1,259.
15Например, если вирус испортил программу загрузки флэш-накопителя, а антивирус эту зараженную программу удалил.
16В директориях размещаются файлы и директории более низкого уровня. ВWindowsдиректории имеют вид папок.
17Разумеется, работая в новой версии, всегда можно сохранить файлы в старых форматах.
18Как это случилось после заменыWindows98 наWindowsXP.
19Подобно тому, как если у вас имеется множество хаотично разбросанных предметов, то при работе с ними свыше 90% рабочего времени будет уходить на поиск нужной вещи.