КАТЕГОРИЯ:

основен
Случайна страница
контакти


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Поколения компютри и техните функции

От създаването си през 1949 г. в Англия EDSAC модел е даден мощен тласък за развитието на компютърни системи, стимулира появата на редица страни на модели компютърни че съставени от първото поколение.За повече от 40 години на BT изглежда, един след друг, няколко поколения компютри.Появата на нови поколения, мотивирани от разширяването на обхвата и разработването на методи за тяхното приложение, което изисква по-продуктивни, по-евтино и надеждно БТ, както и появата на нови електронни технологии.Тъй като компютърът е система, състояща се от хардуер и софтуер, генерирането на природен разбиране на компютърни модели, характеризиращ се с същите технологични софтуерни решения (електронни компоненти, логически архитектура, софтуер).В същото време, в някои случаи, да се класифицират BT за поколенията е много трудно, тъй като границата между тях от поколение на поколение стават все по-неясно.

първо поколение компютър като база елемент се използва вакуумни тръби и релета.Тези компютри бяха огромни, тромави и прекалено скъпи машини, които могат да купуват само големите корпорации и правителства.

Наборът от инструкции се ограничава ALU схеми и устройства за контрол са прости.RAM извършва на спусъците, по-късно на феритни сърцевини.За вход-изход, използван перфолента, перфокарти, магнитни ленти, и принтери.Изпълнение е обикновено в обхвата от 5 - 30 аритметика ОП / сек ..Те се отличават с ниска надеждност, системи за охлаждане търсени.

Софтуерът е практически отсъства.Програми за тези компютри са написани на езика на дадена машина.процес на програмиране изисква значителни умения, добро познаване на компютърна архитектура и нейните софтуерни възможности.В началото на тази фаза е била използвана в програмирането на компютърни кодове (машинен код), а след това има autocode и монтажници, до известна степен автоматизират задачите програмиране.Програмирането е по-скоро като на изкуство, която се занимава с много тесен кръг, математици, инженери и физици.

Обикновено, първото поколение компютри, използвани за научни и инженерни изчисления, необходими за прогнозиране на времето, ядрени енергийни решения на задачи и т.н.

Опитът с първото поколение машини е показал, че има огромна разлика между времето, прекарано на програми за развитие, както и времето за изчисляване.Тези проблеми започнаха да се преодолее чрез интензивно развитие на програмирането на оборудване за автоматизация, създаването на програми, обслужващи системата, опростяване на работата на машината и повишаване на ефективността на неговото използване.Това, от своя страна, изисква значителни промени в структурата на компютри, насочени към, за да го приведе към изискванията, произтичащи от опита на действащи компютри.



По принцип се приема, че принадлежат към втората машина поколение разработен през 1955 г. - 65 години.на база на полупроводникови елементи.нова клетъчна технология позволи драстично подобряване на надеждността на BT за намаляване на неговия размер и консумация на енергия, както и значително подобряване на работата на до стотици хиляди транзакции в секунда.Това даде възможност на компютрите да се създаде голяма логическа капацитет и производителност, които са допринесли за разпространението на обхвата на приложение на компютри за решаване на проблемите на икономическото планиране, управление на процеси и др ..

RAM паметта е второ поколение на компютъра е построена върху магнитната сърцевина.По това време, е разширила обхвата на свързано оборудване (входно / изходни средства, външна памет и т.н.), е имало устройства с висока производителност за използване с магнитни ленти, магнитни барабани, и първите магнитни дискове.

Операционна система - важна част от компютърен софтуер, предназначен за автоматизиране на планиране и организиране на обработката на програми, IO и управление на данните, разпределението на ресурсите, програми за обучение и отстраняване на грешки, и други операции спомагателни услуги.

Второто поколение се характеризира с редица иновативни архитектурни решения и по-нататъшното развитие на техники за програмиране.На първо място, комбинацията от функционалност, предоставена от операции (време за споделяне) и multiprogramming режим.Разработване на софтуер (софтуер) се характеризира със създаването на макро асемблер разработена, че да увеличи нивото на комуникация с компютъра, но са в основата на машинно-ориентирани езици от ниско ниво.В края на 50-те години се характеризира с началото на етапа на програмиране на автоматизация, което е довело до появата на езици за програмиране на търговски преводи, всъщност, MathMatic и най-накрая, за появата на редица проблеми ориентиран език на високо ниво (HLL): Fortran (1957 г.), който е първият език този клас, Алгол-60, ACI-400 и др. по-нататъшното развитие на компонента софтуер BT беше създаването на съвременни библиотеки от стандартни програми на различни езици и за различни цели, монитори и контролери за контрол на режимите на работа на компютъра, както и планирането на ресурсите си, да изградят солидна основа на концепцията за оперативна системи за следващото поколение.

Второто поколение още по-силно изразена диференциация на компютри за малки, средни и големи, значително ще разшири обхвата на BT, се пристъпи към създаване на автоматизирани системи за управление на предприятието (AMS), цели индустрии (OASU) и процес (PCS).

Машини второ поколение се характеризира със софтуерна несъвместимост, което прави трудно да се организират мащабни информационни системи.Поради това, в средата на 60-те години.налице е промяна към създаването на компютри, софтуер, съвместими и изградени на основата на микроелектронни технологии.

Третото поколение е свързана с появата на компютъра с базата елемент на интегрални схеми (ИС).Новата технология осигурява по-голяма надеждност, технологичност и изчислителна производителност, докато значително намаляване на размера му.Въпреки това, не само нова технология е идентифицирала ново поколение компютри - третата компютъра поколение, са склонни да образуват поредица от модели нагоре съвместима програма и като се увеличи от модел към модел ще се предлага.В същото време, тази технология ни позволява да се приложат много по-сложна логическа архитектура на компютри и периферни устройства, което значително разширява функционалността на компютърни и изчислителни способности.

Най-важният критерий за разграничаване на компютри втора и трета генерация е значително развитие на компютърна архитектура, която отговаря на изискванията на двете задачи, както и програмисти, работещи по тях.Част от превръща в компютърна операционна система (OS), възможност да multiprogramming;много задачи за управление на съхранението, I / O устройства и други ресурси започват да се на една и съща операционна система или хардуера на компютъра директно.

Много по-мощен софтуер става отговорен за експлоатацията на компютри в различни режими на работа.Има модерна система за управление на бази данни (СУБД), система за автоматизация на проектирането работа (CAD) на различни цели, подобрена автоматизация, контрол на процеса и др.;Голямо внимание се обръща на създаването на софтуерни пакети (RFP) за различни цели.Както и преди, има нови и развитие на съществуващите програмни езици и системи, броят на които вече е достигнал около 3000. Най-широко използвани компютри третото поколение на открити и техническите основи за създаването на големи и много големи информационни мащаб системи.Важна роля в решаването на този въпрос е изиграл създаването софтуер (DBMS), който гарантира, че създаването и поддържането на бази данни и бази данни за различни цели.Разнообразие от компютър и софтуер, и периферно оборудване постави на дневен ред проблемите на ефективен избор на системи и софтуерни компютърни ресурси за различни приложения.

Структурна и технологична база на четвъртото поколение на компютри са големи (LSI) и много голям мащаб (VLSI) интегрални схеми, съответно, от 70 - 80-те години.Такива интегрални схеми вече съдържат хиляди, десетки и стотици хиляди транзистори в един чип (чип).В тази технология LSI е вече частично използвани в предишното поколение на проекти (IBM / 360, UCS-2 и редица други.).

Най-важният критерий в концепция, в която компютрите от четвърто поколение може да бъде отделена от компютрите на трето поколение, е, че първият вече е разработен въз основа на ефективното използване на напреднали HLL и опростяване на програмирането за крайния потребител.По отношение на хардуера, те се характеризират с широкото използване на IP-технологии и високоскоростни устройства за памет.

Парк на четвъртото поколение на машини може да бъде разделена на пет основни класа: микро-компютри и персонални компютри (PCS), големи компютри, специални компютри, с общо предназначение, супер-компютър.На свой ред, например, един общ компютър цел може да бъде редица характеристики (производителност и др обема на ОП.) Разделен на малки, средни и големи.По-подробна класификация и се оставя остатъка от класовете на компютъра.

Чрез определяща черта на четвъртото поколение на компютри, и следва да включва и създаването на големи информационни мрежи, комбиниране на различни класове и видове компютри, както и развитието на информационните и интелигентни системи за различни цели.За разлика от тях, изчислителна първите три поколения на четвъртото поколение на компютри би било по-правилно да се характеризират три основни показатели: (1) база елемент (VLSI), (2) използването на личен характер (PC) и (3) нетрадиционна архитектура (суперкомпютри).

Element-базирани VLSI база е постигнала голям напредък в миниатюризацията, надеждност и производителност, което ви позволява да създадете микро и миникомпютри, превъзхожда в разполага средни и големи предишното поколение компютри на значително по-ниска цена.Значителни промени са били архитектура и компютърни технологии, растежа на сложността на които също е постигната благодарение на основата на елемент.процесор, базирани на технологията LSI и VLSI ще се отървете от контрола на средствата за изчисляване на състоянието на технологиите и големи фирми, предприемачи, което дава възможност на всеки с някои знания и умения човек е сравнително лесно да създадете свой собствен компютри в дома, който значително се доближи до масовите пазари и ускорени темповете на компютърната революция и масата на информационното общество.

Както вече бе отбелязано, границите на прехода от едно поколение на другите компютри стават все по-неясни.По този начин, BIS технология и микропроцесори, които се смятат заедно с VLSI технология, една от основните характеристики на четвъртото поколение, и да се използват в заключителния етап на трето поколение.Същото важи и за историята на супер-компютри, се определя до голяма степен от четвъртото поколение на лицето.Този клас компютри двете превъзходно изпълнение (най-малко оп / сек.), и не-традиционна архитектура.Развитието на супер компютри дължи на необходимостта от решаване на сложни задачи, които изискват много време и не е лечимо изчислителни съоръжения към други класове.Тези проблеми са много проблеми на математическата физика, космология и астрономия, моделиране на сложни системи и др Наред с това напълно естествено желание е да се получи един компютър с пълна скорост -. Той е чрез ускоряване стои в основата на създаването на компютърните технологии като цяло.

Накрая, като се започне от предишното поколение на обработка на телекомуникациите данни през четвъртото поколение получи силна развитие на първо място, чрез подобряване на качеството на каналите за комуникация с помощта на сателитни комуникации, както и поради наличието на голям парк PC.Създаване на редица национални и международни информационни мрежи, особено на Интернет, се оставя да се говори за началото на компютъризацията на човешкото общество като цяло, когато изчезнат всички пречки пред човешката комуникация и информация, натрупани от човечеството.PC потребител е в състояние не само да имат достъп до ресурсите на информационна мрежа, но също така и да се организира всяка комуникационна система равнище между абонатите на отдалечени мрежи (кореспонденция, срещи и конференции и т.н.).Тъй като важна роля в комутационни мрежи играят и ще играят компютърни системи, проблеми на мрежата много често дискутирани във връзка с въпроса за суперкомпютри.

Петото поколение е роден в недрата на четвъртата и е до голяма степен определя от това, което предлага на резултатите от изследванията на японския комисията в петото поколение на компютри, публикувана през 1981 г. Доклад на комисията имаше огромен отзвук в научния свят, независимо от националния характер.Авторите поставя за цел да идентифицира информация на план за цел да помогне отговори на най-неотложните проблеми на японското общество.Благодарение на високото ниво на развитие на Япония е несъмнено представлява интерес за останалата част на света и има голямо влияние върху развитието на компютърните науки във всички развити страни.Съгласно този проект, компютър и компютърна система, в допълнение към петото поколение на по-висока производителност и надеждност на по-ниска цена, тя се осигурява от VLSI и други нови технологии, ние трябва да отговаря на следните качествено нови функционални изисквания:

1. За да се осигури лекота на използване на компютър чрез прилагането на ефективни системи за вход / изход на информация, глас и образ;интерактивна обработка на данни с използването на естествен език;възможностите за обучение, и изгражда асоциативните изводи (интелектуализация на компютри).

2. Опростяване на процеса на създаване на софтуер, чрез автоматизиране на програмите за синтез, съгласно спецификациите на справка в естествените езици;подобряване на поддържащите инструменти и интерфейс разработчиците с компютърни съоръжения.

3. Подобряване на основните характеристики и представяне на BT да отговарят на различни социални проблеми;подобряване на ефективността на разходите, скоростта, лекотата и компактността на компютъра;ще им предостави разнообразие, високо адаптивност към приложения и надеждност при експлоатация.

В основата на по-голямата част на компютъра следните общи принципи простря през 1945 г. от американския учен Джон фон Нойман.

принцип на управлението на програмата.В основата на този принцип е идеята на всеки алгоритъм за решаване на изчислителни програмни цели.Алгоритъм - е ограничен набор от инструкции, които определят решението на проблема чрез използването на определен брой операции.

От принципа, че програмата се състои от набор от инструкции, които се изпълняват от процесора автоматично едно след друго в последователност.

Избор на паметта на програмата с помощта на програмата брояч.Този регистър последователно увеличава адрес се съхранява в него на следващия екип на дължина на отбора.Тъй като програмата инструкции са подредени в памет, един след друг, като по този начин проби команди организирана верига на съседни клетки на паметта.

Ако трябва да отида след командата не е следващата, но за някой друг отбор, екипът използва един условни или безусловни преходи, които са влезли в програмата се противопоставят на броя на памет, която съдържа следната команда.Пробата команди в паметта и спира след изпълнението на "стоп" команда.По този начин, процесорът изпълнява програмата автоматично, без човешка намеса.

Принципът на хомогенност памет.Програми и данни се съхраняват в същата памет.Поради това, компютърът не прави разлика между това, което се съхранява в клетката памет - номер, текст или команда.Над команди могат да извършват същите действия, както и на данните.

Това отваря широка гама от възможности.Например, в процеса на изпълнение на програмата могат да бъдат рециклирани, която ви позволява да определите в правилата на програмата за получаване на някои от неговите части (така че програмата е организирана изпълнение цикли и подпрограми).

Освен това, команда програма може да се получи в резултат на изпълнението на друга програма.Този принцип се основава методи за превод - текст софтуер за превод с един език за програмиране на високо ниво в машинен език специфична.

принцип за насочване.Структурно, основната памет се състои от номерирани клетки;процесора по всяко време е на разположение за всяка клетка.Това предполага възможността да даде имена на области на паметта, така че чрез съхранените стойности в тях могат по-късно достъп или да ги променят по време на изпълнение с помощта на възложената името.

Компютри, построени върху тези принципи се отнасят до типа на фон Нойман или класически.Но има компютри, които са коренно различни от фон Нойман.За тях, например, принцип софтуер за контрол не може да се изпълни, т.е.те могат да работят без "контра команди", което показва текущата програма изпълним командата.За да се обърнете към променлива, която се съхранява в паметта, тези компютри не трябва да му се даде име.Такива компютри се наричат ​​не-фон Нойман.

Компютри, изградени върху принципите, определени от Neumann, се състои от следните блокове:

· IO устройство;

· Устройство с памет;

· ALU;

· Контрол.

Компютърна схема, която отговаря на посочените по-горе принципи, то следва логично от серийния характер на реформите, извършени от един човек на някои алгоритъм (програма).Генерализирана блокова схема на първите поколения компютри е представена на фигура 8.

Фиг.8 Блок-схема на компютъра на 1-ви и 2-ри поколение
(Фон Нойман архитектура)

На всеки компютър, има входни устройства, с които потребителите влизат в компютърна програма, задачи и данни за тях.Първо, информацията, въведена изцяло или частично съхранени в памет с произволен достъп (RAM), и след това се прехвърлят към външно устройство за съхранение (TSD), който е предназначен за дългосрочно съхранение.

Контролният блок (CU) е предназначена за автоматично изпълнение на програми от задължителна координация на всички други компютърни устройства. Цепи сигналов управления показаны на рисунке штриховыми линиями. Вызываемые из ОЗУ команды дешифруются УУ: определяются код операции, которую необходимо выполнить следующей, и адреса операндов, принимающих участие в этой операции.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) выполняет арифметические и логические операции над данными.

Первые ЭВМ имели сильную централизацию управления, единые стандарты форматов команд и данных, «жесткое» построение циклов выполнения отдельных операций, что во многом объясняется ограниченными возможностями используемой в них элементной базы.

В ЭВМ 3-го поколения произошло усложнение структуры за счет разделения процессов ввода-вывода информации и процесса обработки (рис. 9).

Фиг. 9 Структурная схема ЭВМ 3-го поколений

Сильно связанные АЛУ и УУ получили название процессора. В структуре ЭВМ появились дополнительные устройства, которые стали называться: процессоры ввода-вывода, устройства управления обмена информацией, каналы ввода-вывода (КВв). Здесь наметилась тенденция к децентрализации управления и параллельной работе отдельных устройств, что позволило резко повысить быстродействие ЭВМ в целом.

В персональных ЭВМ, относящихся к ЭВМ 4-го поколения, произошло дальнейшее изменение структуры (рис. 10).

Фиг. 10 Структурная схема ПЭВМ

Соединение всех устройств в единую машину обеспечивается с помощью общей шины, представляющей собой линии передачи данных, адресов, сигналов управления и питания. Единая система аппаратурных соединений значительно упростила структуру, сделав ее еще более децентрализованной.

Ядро ПЭВМ образуют процессор и основная память (ОП). Подключение всех внешних устройств (ВнУ) обеспечивается через соответствующие адаптеры – согласователи скоростей работы сопрягаемых устройств или контроллеры – специальные устройства управления периферийной аппаратурой. Контроллеры играют роль каналов ввода-вывода. В качестве особых устройств следует выделить таймер – устройство измерения времени и контроллер прямого доступа к памяти (КПД) – устройство, обеспечивающее доступ к ОП, минуя процессор.

Способ формирования структуры ПЭВМ является достаточно логичным и естественным стандартом для данного класса ЭВМ.

Децентрализация построения и управления вызвала к жизни такие элементы, которые являются общим стандартом структур современных ЭВМ:

· модульность построения;

· магистральность;

· иерархия управления.

Модульность построения предполагает выделение в структуре ЭВМ достаточно автономных, функционально и конструктивно законченных устройств. Модульная конструкция ЭВМ делает ее открытой системой, способной к адаптации и совершенствованию. К ЭВМ можно подключать дополнительные устройства, улучшая ее технические и экономические показатели. Появляется возможность наращивания вычислительной мощи, улучшения структуры путем замены отдельных устройств на более совершенные, изменения и управления конфигурацией системы, приспособления ее к конкретным условиям применения в соответствии с требованиями пользователя.

Децентрализация управления предполагает иерархическую организацию структуры ЭВМ. Устройство управления главного, или центрального, процессора определяет лишь последовательность работ подчиненных модулей и их инициализацию, после чего они продолжают работу по собственным программам управления. Результаты выполнения требуемых операций представляются ими «вверх по иерархии» для правильной координации всех работ. Подчиненные модули могут в свою очередь использовать специальные шины или магистрали для обмена информацией. Стандартизация и унификация привели к появлению иерархии шин и к специализации. Из-за различий в скоростях работы отдельных устройств в структурах ПК появились:

· системная шина – для взаимодействия основных устройств;

· локальная шина – для ускорения обмена видеоданными;

· периферийная шина – для подключения «медленных» периферийных устройств.

Иерархический принцип построения и управления характерен не только для структуры ЭВМ в целом, но и для отдельных ее подсистем. Например, по этому же принципу строится система памяти ЭВМ.

Децентрализация управления и структуры ЭВМ позволила перейти к более сложным многопрограммным режимам. При этом в ЭВМ одновременно может обрабатываться несколько программ пользователей.

В ЭВМ, имеющих один процессор, многопрограммная обработка является кажущейся. Она предполагает параллельную работу отдельных устройств, задействованных в вычислениях по различным задачам пользователей.

В ЭВМ или вычислительных системах, имеющих несколько процессоров обработки, многопрограммная работа может быть более глубокой. Автоматическое управление вычислениями предполагает усложнение структуры за счет включения в ее состав систем и блоков, разделяющих различные вычислительные процессы друг от друга, исключающие возможность возникновения взаимных помех и ошибок.

Както може да се види, история на BT половин век не дава една много широка гама от основни структури на компютъра.Всички структури са в границите на класическата структура на фон Нойман.Те споделят следните традиционни наименования:

· Компютърни процесори основни форми - компютър, пълни с канали за обмен на информация и съхранение;

· Linear организация на клетките на всички видове памет с фиксиран размер;

· Single-ниво адресиране на паметта клетки, изтриване разликите между всички видове информация;

· Вътрешен двигател език от ниско ниво, в което инструкциите, съдържащи основна операция трансформация на прости операнди;

· В съответствие централизирано управление на изчислителни;

· Сравнително примитивна Възможност за входно-изходни устройства.

Потребителят е обикновено се интересуват от следващата група на компютърните характеристики, които определят неговата структура:

· Технически и експлоатационни характеристики на компютъра (скорост и производителност, надеждност, капацитет на RAM и външната памет, размерите, цената на хардуера и софтуера, особено работи и др.);

· Характеристики и състав на основната конфигурация на компютърни функционални модули;възможност за разширяване на хардуера и софтуера;възможност за промени в структурата;

· Състав на компютър и услуги софтуер (операционна система или среда софтуерни пакети, програмиране автоматизация).

Един от най-важните характеристики компютърът е скоростта, която се характеризира с броя на инструкции, изпълнявани на втори компютър.Като част от компютъра команди включват операции, различни от изпълнението продължителност и вероятността за тяхното използване, че има смисъл да се характеризират неговите или средна скорост компютри, или ограничение (за "къси", "регистър-регистър" тип операция).Съвременните компютри имат много висока производителност в скоростта, измерена в десетки и стотици милиони операции в секунда.

Истинският или ефективно изпълнение, предоставена от компютъра, е много по-ниска, и тя може да бъде много по-различна в зависимост от класа на задачи.Сравнение на скоростта на различни видове компютри, рязко отличаващи се един от друг по своите характеристики, не осигурява надеждни оценки.Поради това често се използва вместо характеристики на асоцииран експлоатационни характеристики - количеството на работата, извършена от компютъра в даден момент.Например, можете да зададете този параметър броя на задачите, извършвани в рамките на определен период от време.Въпреки това, сравнението на характеристиките на различните видове компютри също могат да причинят трудности.Тъй като оценката на изпълнението на различни компютри е важен практически проблем, въпреки че такъв подход също не е съвсем правилно, то е било предложено да се използват относителните експлоатационни характеристики.Например, компанията Intel, за да направи оценка на процесора предложи тест, наречен iCOMP индекс (Intel Сравнителен Микропроцесорна производителност).В своето определение взема предвид четири основни аспекти на изпълнение: работа с числа, с плаваща точка, видео и графики.Това са 16- и 32-битова производителност.Всеки от осемте параметрите, които участват в изчисляването на коефициента на теглото с неговата определя въз основа на средното съотношение между тези операции в реални приложения.

Друга важна характеристика на компютър е капацитет за съхранение.Памет се измерва чрез количеството на структурни звена на информация, които могат да бъдат едновременно в паметта.Тази цифра се използва, за да определи кои набор от програми и данни могат да бъдат едновременно в паметта.

Най-малката структурна единица на информация е най-малко - една двоична цифра.Обикновено, капацитета за съхранение се оценява на по-големи единици - байта (байт е осем бита).Следните единици са 1 KB, 1 MB, 1 GB.

Обикновено отделно характеризиране на капацитета на паметта и способността на външната памет.Тази цифра е много важно, за да се определи кои софтуерни пакети и техните приложения, могат да се обработват едновременно в колата.

Капацитетът зависи от външни носители за съхранение.По този начин, способността на един диск е 1.44 MB.Твърд диск с капацитет може да достигне няколко стотин GB, CD капацитет (CD ROM) - стотици мегабайта (МБ 640 и по-горе), и т.н.Надеждност - е способността на компютърна при определени условия, за да изпълнява необходимата функция за определен период от време (ISO стандарт (Международната организация по стандартизация) 23 82 / 14-78).Висока надеждност на компютъра е въведена в процеса на неговото производство.

Modern компютър - система, която се основава на електронен чип, предназначени за съхранение, обработка и предаване на информация.

Най-често срещаните са получили в момента лични компютри (), така че в бъдеще ще бъдат обсъдени, е за тях.

Хардуер PC - всички компоненти, които изграждат компютъра и периферна техника и оборудване за компютърна мрежа.

На първо място, това е процесора, дънната платка и основната му чип - чип, който определя цялата архитектура на компютъра, възможните видове основната памет, видео карти, твърди дискове, монитори и периферни устройства.

Процесорът - специален чип, който извършва обработка на информация.Също CPU в днешните компютри играе значителна роля графичен процесор.

Централният процесор (CPU - централен процесор) - функционално пълен софтуер контролирано апарат за обработка на данни, разположени в една или повече от VLSI.

Скоростта на процесора до голяма степен зависи от компютъра.Той има сложна структура (фиг. 11), буферна памет високоскоростна (кеш), използва специална технология за обработка на информация.

Фиг.11 Схема на процесора според Intel,

Принципът на работа на процесора може да бъде представен, както следва: информация за обработка под контрола на единица предварително извличане подава от основната памет чрез единицата автобус до процесора кеш данни, обработка на информация команда - кеш за команди.Блокът на командния декодиране разшифрован преобразува в двоичен код, който се изпраща към устройството за управление и кеша за данни, като индикация за това как да се процедира с получената команда.Аритметично логическо изпълнява готов за отбор изпълнение и поставя резултатите в блока регистър.Съдържанието на регистрите се прехвърлят в основната памет или външните устройства.

скорост на процесора, зависи главно от вида и архитектурата на процесора, както и честотата на часовника и на размера на кеш паметта.

В днешните PC процесори от различни фирми, използвани следните архитектури:

· CISC - циск архитектура - процесор концепция за дизайн, който се характеризира с набор от функции: голям брой различни по размер и дължина команди;въвеждане на голям брой различни адресни режими;има сложна кодирана инструкции.

Процесори с CISC архитектура трябва да се справя с по-сложни инструкции на различна дължина.Извършване на единен CISC-инструкция може да бъде по-бързо, но за да се справят с множество инструкции паралелно такъв труден.

програми за облекчаване на отстраняване на грешки в асемблер води до бъркотия възли микропроцесор единица.За да се подобри ефективността, честотата на часовника трябва да се увеличи и степента на интеграция, която е необходимостта от подобряване на технологията и като следствие, по-скъпо производство.

· RISC - риск архитектура - процесор с намален набор инструкции.Системата за командване е опростена.Всички отбори с еднакъв размер, с един прост характер.Достъп до паметта се осъществява чрез инструкция за сваляне и запис на останалата част от екипа се регистрирате-регистър.Екипът идва в процесора, е разделен на полета и не изисква допълнителна декодиране.

Част от кристал се освобождава за включване на допълнителни компоненти.Степента на интеграция е по-ниска, отколкото в предишния вариант, архитектура, следователно висока скорост, разрешена на по-ниска тактова честота.Отборът е по-малко елементарно RAM, CPU-евтино.Софтуерна съвместимост такива архитектури не притежават.Отстраняване на грешки в програмите RISC по-сложно.Тази технология може да се прилага в софтуер, съвместим с технологията на CISC (например, суперскаларна технология).

Тъй като RISC-инструкции са прости за изпълнение на тях се нуждаят от по-малко логически елементи, които в крайна сметка намалява цената на процесора.Но най-софтуер днес е написан и компилиран специално за CISC процесори на Intel.За да използвате RISC архитектура текущите програми трябва да бъдат прекомпилирани, а понякога и пренаписана.

· Други - Многоцелеви lnstruction Определете Computer) архитектура съчетава предимствата на по-горе приложения.Базата елемент се състои от две части, които се правят или в отделни корпуси или интегриран.Основната част - RISC процесор, разширяема свързване на втората част - управлението на ROM фърмуер.Системата придобива свойствата на CISC.Основните команди работят на RISC CPU, и екип разширяване превръща в решаване на фърмуера.RISC машини CPU изпълнява всички инструкции в един цикъл часовник, а втората част е еквивалентна на процесора със сложен набор от команди.Наличност ROM елиминира недостиг RISC, изразено, че при съставянето на език, микрокод високо ниво се генерира от библиотека от стандартни функции, които заемат много място в RAM.Тъй като на фърмуера вече е разшифрован и е отворена за програмист, се изисква време за вземане на проби от декодирането на RAM.

Чипсет (чипсет) - чипсет на дънната платка за процесор, памет и периферни устройства.Изборът зависи от чипсет процесор, с които той работи, и определя вида на други компютърни устройства (RAM, графична карта, твърд диск, и т.н.).

Дънна платка (дънна платка) - печатна платка, на която инсталацията на чипове и други компоненти на една компютърна система.На чипсета на дънната платка са поставени чип конектори за процесор, памет, графика и звукови карти и други устройства.

Има различни фактори форма [7], описващи проектни характеристики на дънната платка.Най-важните са чиповете на север дънната платка и на юг чипсет мост.Комплектът за чип определя до голяма степен характеристиките на дънната платка и какви устройства са свързани към него.

Общо автобус, заедно с процесора и паметта, до голяма степен определя ефективността на работата на компютъра, тъй като тя осигурява обмена на информация между функционалните звена.Общата автобус е разделена на три отделни гума от типа на предавана информация: адрес, автобуси данни, контрол на автобус.

Всяка гума се характеризира с широк - броят на паралелните проводници за предаване на информация.Друг важен параметър е автобус тактова честота на шината - е честотата, с която работи контролера автобус във формирането на цикъла за трансфер на информация.

адрес автобус е предназначена за предаване на адреси на паметта или входно-изходен порт.Ширината на адрес шина определя максималния брой на клетки, които може да бъдат насочени пряко.

Автобусът на данни се използва за предаване на команди и данни, и ширината му е до голяма степен определя капацитета информация на обща шина.В съвременните компютри ширината на шината данни е 32-64.

Автобусът за контрол включва всички линии, които извършват една обща шина.Ширината му зависи от вида на гумата и е определено от алгоритъма на работата си, или, както се казва, протокол автобусен операция.операция автобус протокол се състои от няколко цикъла, и изпълнен от гумата, разположени в рамките на процесора или отделен контролер на шината.

Друга важна функционална единица е компютърна памет.Традиционното решение на проблема за съхранение на големи количества данни и достъп до него е йерархична структура памет (фиг. 12).

Фиг.12 PC Memory Йерархия

Като се движите структурата от горе до долу увеличение три параметъра.На първо място, времето за достъп се увеличава.Второ, размера на паметта се увеличава.Трето, броят на битовете се увеличава, което получавате за 1 рубла.

Паметта на микропроцесор - паметта на малък капацитет, но изключително висока скорост.Той е предназначен за краткосрочно съхранение, запис и предоставяне на информация директно в следващите цикли на машината, участващи в изчисленията, WFP се използва за предоставяне на високоскоростни машини, за основната памет не осигурява запис на скоростта, търсене, и чете информацията, необходима за ефективна работа на микропроцесора с висока скорост.

Паметта на микропроцесора се състои от регистри високоскоростни с думата за битова машина най-малко.Броя и капацитета на регистри в различните микропроцесори.

Регистрите на микропроцесора са разделени на регистри с общо предназначение и специална.Специални регистри се използват за съхранение на различни адреси (инструкция адрес, например), признаци на операции резултати и режими PC (знамена регистрират, например), и др. Регистри общопромишлени са универсални и могат да се използват за съхраняване на всякаква информация, но някои от тях също имат задължително да бъдат включени в осъществяването на редица процедури.

За да се намали влиянието на времето CPU обръщането към RAM и да се увеличи производителността на компютъра е допълнително инсталирана супербърз буфер памет, направена на статичните чиповете памет.Тази памет се нарича кеш (от английски кеша -. Margin).Лечение данни време в кеша е много по-ниска от тази на RAM, и е сравнима със скоростта на процесора.

Запис в кеш паметта се извършва паралелно с процесор заявка за RAM.Данни, изтеглени от процесор, и се копират в кеш паметта.Ако процесорът кандидатстват отново за същите данни, те вече ще са се чете от кеша.Подобна операция се случва, когато данните се записват в паметта на процесор.Те са написани на кеш паметта, а след това на интервали, когато автобусът е безплатно, оперативна памет се презаписва.Съвременните процесори имат вградена кеш памет, която се намира вътре в процесора, освен това има кеш памет на дънната платка.За да се прави разлика между тях, кеш паметта е разделена на нива.В чипа на процесора е кеш памет от първо ниво.Корпусът на процесор, но е единичен кристал на второ ниво кеш.Накрая, кеш паметта се намира в третото ниво на системната платка.

За записване и четене на данни в кеш паметта се извършват автоматично.Когато кеш паметта е пълна, записването на последващо администратор на лични данни кеш памет с помощта на специален алгоритъм автоматично премахва данните, които са най-малко вероятно да се използва процесор до момента.

Използване на кеша на процесора се увеличава производителността на процесора, особено в случаите, когато е налице последователна трансформация на относително малък брой на данни, които са постоянно по време на преобразуването, се съхраняват в кеш паметта.

Памет, която съхранява данни и изпълними програми, наречена RAM (памет с произволен достъп - RAM) или на RAM - памет с произволен достъп - памет с безплатен достъп.Има два вида памет: динамична памет с произволен достъп, или DRAM - Dynamic RAM - и статична RAM или SRAM - Static RAM.

Освобождаване от отговорност DRAM построена на един транзистор и един кондензатор, наличието или отсъствието на което определя стойността на таксата, записана в бита.При запис или четене на информация от такава клетка отнема време, за да се натрупа заряд на кондензатор, така че скоростта на DRAM е по-ниска от тази на статичен RAM, което е заустване на спусъка на няколко транзистора.Въпреки това, поради големия брой елементи от една цифра в VLSI статична RAM се поставя много по-малко елементи, отколкото на DRAM.В допълнение, статичен RAM е по-енергоемка и значително по-скъпи.Обикновено, RAM на видео памет или динамична RAM се използва и като малък ултрабързи буферна памет - SRAM.

В същото адресно пространство с RAM памет е специално предназначена за постоянно съхранение на програми, като например тестване и първоначално зареждане на компютъра, управление на външно устройство.Тя е енергонезависима, т.е.спестява записаната информация при липса на захранване.Тази памет се нарича памет само за четене - ROM или ROM - памет само за четене.Устойчиви устройства за съхранение могат да бъдат разделени на метод за записване в него информация в следните категории:

· ROM, програмируем единствена - програмира на производство, и не променя записва информацията в тях;

· EEPROM - EEPROM - може да го препрограмира много пъти.Изтриване съхранява в информацията на EEPROM се извършва или се обостря полупроводникови кристали с ултравиолетова радиация, или електрическа висока мощност сигнал за това в пакета за чип осигурява специален прозорец затвори кварцово стъкло.

За разлика от памет с произволен достъп, външни устройства за съхранение (HEVs) имат голямо количество съхранена информация и не са летливи.Най-често в диска момента получи HEVs, които, в зависимост от типа на носителя може да бъде разделена на магнитни, оптични и смесени.

Магнитни дискове като среда за съхранение с помощта магнитни материали със специални свойства, които позволяват да се записват две състояния.Информация за магнитни дискове се записват и четат от магнитната глава, която се движи радиално с фиксирана стъпка, и диска се върти около оста си.Ръководителят чете и записва информация разположен на концентричен кръг, който се нарича песен или песен.Броят на записите на диска се определя чрез преместване на главата и стъпка зависи от техническите характеристики на дисковото устройство и качеството на диска.По време на едно завъртане на диска може да се чете информация от една песен.Общо достъп време на информация за диска е съставена от време на преместване на главата до желаната песен и по време на едно завъртане на диска.Всяка песен е допълнително разделена на няколко секции - сектори.Секторът съдържа минимум единица на информация, които могат да бъдат писмени или чете от диска.за шофиране на четене и писане се извършва блокове, така дискови устройства се наричат ​​блокови устройства.

Физическата структура на диска се определя от броя на пистите и броя на секторите на пистата. Она задается при форматировании диска, которое выполняется специальными программами и должно быть проведено перед первым использованием диска для записи информации. Кроме физической структуры диска, говорят еще о логической структуре диска. Логическая структура определяется файловой системой, которая реализована на диске и зависит от операционной системы компьютера, на котором используется данный диск. Логическая структура подразумевает выделение некоторого количества секторов для выполнения служебных функций размещения файлов и каталогов на диске.

Оптический компакт-диск (Compact Disk – CD), который был предложен в 1982 г. фирмами Philips и Sony первоначально для записи звуковой информации, произвел переворот и в компьютерной технике, так как идеально подходил для записи цифровой информации больших объемов на сменном носителе.

В средата на 90-те години. появились устройства, устанавливаемые непосредственно на компьютере и позволяющие производить однократную запись информации на компакт-диск. Для таких устройств выпускают специальные компакт-диски, которые получили название CD-Recodable (CD-R).

Позднее появились компакт-диски с возможностью перезаписи – CD-ReWritable (CD-RW).

Дальнейшее развитие технологий производства компакт-дисков привело к созданию дисков с высокой плотностью записи – цифровой универсальный диск Digital Versatile Disk (DVD). Это позволило увеличить объем информации на диске до 4,7 Гбайт. Дальнейшее увеличение объема информации обеспечивается применением двусторонних DVD.

К недостаткам дисковой памяти можно отнести наличие механических движущихся компонентов, имеющих малую надежность, и большую потребляемую мощность при записи и считывании. Появление большого числа цифровых устройств, таких как МРЗ-плееры, цифровые фото- и видеокамеры, карманные компьютеры, потребовало разработки миниатюрных устройств внешней памяти, которые обладали бы малой энергоемкостью, небольшими размерами, значительной емкостью и обеспечивали бы совместимость с персональными компьютерами. Первые промышленные образцы такой памяти появились в 1994 г. Новый тип памяти получил название флэш-память (Flash-memory). Флэш-память представляет собой микросхему перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства (ППЗУ) с неограниченным числом циклов перезаписи. В ППЗУ флэш-памяти использован новый принцип записи и считывания, отличный от того, который используется в известных схемах ППЗУ. Конструктивно флэш-память выполняется в виде отдельного блока, содержащего микросхему флэш-памяти и контроллер, для подключения к одному из стандартных входов компьютера.

К устройствам ввода информации ПК относятся, прежде всего, клавиатура и мышь. Реже используются дигитайзер, web-камера, сканер.

Клавиатурой называется устройство для ручного ввода информации в компьютер. Современные типы клавиатур различаются, в основном, принципом формирования сигнала при нажатии клавиши.

Среди современных типов клавиатур можно отметить беспроводную клавиатуру, в которой передача информации в компьютер происходит с помощью датчика инфракрасного излучения, аналогично пультам управления различной бытовой техники; USB-клавиатуру; мультимедийную клавиатуру.

Манипулятор мышь – инструмент для работы с объектами на рабочем столе операционной системы. В настоящее время используются мыши двух типов – оптические и лазерные, проводные и безпроводные.

Существуют беспроводные комплекты клавиатура + мышь с единым приемником радиосигнала.

Дигитайзер (digitizer) – это кодирующее устройство, обеспечивающее ввод двумерного (в том числе и полутонового) или трехмерного (3D дигитайзеры) изображения в компьютер в виде растровой таблицы, является типичным внешним специализированными устройства графического ввода.

В состав устройства входит специальный указатель с датчиком, называемый пером. Собственный контроллер посылает импульсы по ортогональной сетке проводников, расположенной под плоскостью планшета. Получив два таких сигнала, контроллер преобразует их в координаты, передаваемые в ПК. Компьютер переводит эту информацию в координаты точки на экране монитора, соответствующие положению указателя на планшете. С помощью пера Вы рисуете на планшете, при этом графические редакторы могут воспринимать его как кисть, карандаш, мелок и т.д. Перевернув перо, Вы можете стереть изображение.

Основные типы дигитайзеров по принципу работы:

· ультразвуковые;

· электромагнитные;

· лазерные;

· механические.

Сканер – устройства для решения задач перевода бумажных документов в электронные копии. Установленный в сканер источник света облучает сканируемый объект, а оптическая система воспринимает отраженный от объекта световой поток, который с помощью программы сканирования преобразуется в цифровую форму. Сканеры бывают черно-белые и цветные. Конструктивно сканеры делятся на четыре типа: ручные, планшетные, роликовые и проекционные.

Ручные сканеры перемещаются по изображению вручную. Они выполнены в виде блока с рукояткой, который «прокатывают» по изображению. Все изображение сканируется за несколько проходов. Специальное программное обеспечение, поставляемое вместе со сканерами, позволяет совмещать части отсканированного изображения. Ручные сканеры имеют малые габариты и низкую стоимость и позволяют сканировать изображения любого размера, но могут возникать искажения при совмещении частей изображения.

Планшетные сканеры являются наиболее распространенным типом сканера. В них сканирующая головка (линейка светодиодов) движется относительно неподвижного оригинала, который помещается на прозрачное стеклянное основание. Достоинство таких сканеров заключается в том, что с их помощью можно сканировать и листовые и сброшюрованные документы (книги). К недостаткам планшетных сканеров можно отнести необходимость ручного позиционирования каждой страницы оригинала.

Роликовые сканеры используются для пакетной обработки листовых документов. В них подача очередного листа для сканирования происходит автоматически. Сканирующая головка в таких сканерах неподвижна, а лист оригинала перемещается относительно нее. К недостаткам роликовых сканеров можно отнести проблему выравнивания листов и сложность работы с листами нестандартного размера.

Проекционные сканеры отличаются от других типов тем, что оригинал устанавливается в рамку, и сканирование проводится на просвет, как правило, с масштабированием.

Устройства вывода информации предназначены для представления различных видов информации, с которыми работает компьютер, в привычном для человека виде. К устройствам вывода относятся видеокарты и мониторы, принтеры, плоттеры, звуковые платы и колонки.

Видеоадаптер – устройство для сопряжения ПК с монитором. Может быть интегрирован с материнской платой или выполнен в виде отдельной платы, подключаемой к слоту PCI Express.

Монитор – устройство отображения информации, формируемой видеоадаптером. До недавнего времени выпускались и использовались мониторы на основе электронно-лучевой трубки – CRT– Cathode Ray Tube. В таких мониторах луч, двигающийся горизонтально, периодически засвечивает люминофор экрана, который под действием потока электронов начинает светиться, образуя точку. Для цветных мониторов засветка каждой точки осуществляется тремя лучами, вызывающими свечение люминофора соответствующего цвета – красного, зеленого и синего. Цвет точки создается смешением этих цветов и зависит от интенсивности каждого электронного луча.

В настоящее время основным типом мониторов для ПК стали жидкокристаллические мониторы – LCD Liquid Cristal Display ). Эти мониторы используют специальную прозрачную жидкость, которая при определенных напряженностях электростатического поля кристаллизуется, при этом изменяется ее прозрачность и коэффициент преломления световых лучей. Эти эффекты используются для формирования изображения.

Кроме того существуют плазменные мониторы – PDP – Plasma Display Panels. В таких мониторах изображение формируется светом, выделяемым при газовом разряде в каждом пикселе экрана.

Основными характеристиками монитора являются:

· размер экрана – обычно измеряется в дюймах;

· разрешение или разрешающая способность – характеризует способность отображать на экране определенное количество точек по горизонтали и вертикали;

· частота кадровой развертки или частота смены кадров – сколько раз в секунду изображение обновляется; измеряется в герцах;

· угол обзора.

Принтер – устройство вывода данных на бумагу или иной аналогичный материал. В настоящее время получили распространение струйные и лазерные принтеры.

Основные характеристики принтеров:

· качество печати;

· разрешающая способность;

· производительность.

Плоттер или графопостроитель – устройство вывода графической информации на бумажные и другие листовые носители. Плоттеры делятся на два больших класса: векторные и растровые. В настоящее время в основном используются струйные плоттеры с термической и пьезоэлектрической технологиями печати, лазерные и LED-плоттеры.

Существует большое количество разновидностей копировально-множительных аппаратов. Для получения небольшого количества копий (до 25 экземпляров), целесообразно пользоваться средствами копирования документации. При большом тиражировании (более 25 экземпляров) целесообразно пользоваться средствами размножения документов.

Принципиальное отличие средств копирования от средств размножения в том, что при копировании копия снимается непосредственно с документа – оригинала, а при размножении – с промежуточной печатной формы, изготовленной с документа – оригинала.

Основные характеристики копировальных аппаратов:

· формат оригинала и копии;

· скорость копирования;

· стоимость копирования;

· производительность;

· рекомендуемый объём копирования (ресурс).

Проекционный аппарат предназначен для вывода видеоинформации с компьютера на большой экран. Наиболее популярные проекторов на сегодня LCD и DLP – Digital Light Processing. Принципиальное различие технологий заключается в элементах, с помощью которых формируется изображение. В первом случае – это жидкокристаллическая матрица, через которую пропускается свет от источника, во втором – матрица микроскопических подвижных зеркал.

Для организации работы локальных сетей может использоваться следующее основное оборудование:

· интегрированные на материнской плате сетевые адаптеры или сетевые интерфейсные платы;

· концентраторы;

· коммутаторы;

· кабели;

· маршрутизаторы.

Сетевые адаптеры обеспечивают работу ПК в локальной сети. Набор выполняемых адаптером функций зависит от конкретного сетевого протокола. Ввиду того, что сетевой адаптер и в физическом, и в логическом смысле находится между устройством и сетевой средой, его функции можно разделить на функции сопряжения с сетевым устройством и функции обмена с сетью. Количественный и качественный состав функций сопряжения с сетевым устройством определяется его назначением и функциональной схемой. Если в качестве сетевого устройства выступает компьютер, то связь с сетевой средой можно реализовать двумя способами: через системную магистраль (шину) или через внешние интерфейсы (последовательные или параллельные порты).

По конструктивной реализации сетевые платы делятся на:

· внутренние – отдельные платы, вставляющиеся в ISA,PCI или PCI-E слот;

· внешние, подключающиеся через LTP, USB или PCMCIA интерфейс, преимущественно использующиеся в ноутбуках;

· встроенные в материнскую плату.

Концентратор или хаб (hub – центр) – устройство для объединения компьютеров в сеть Ethernet с применением кабельной инфраструктуры типа витая пара. В настоящее время практически вытеснены сетевыми коммутаторами. При применении концентратора все пользователи делят между собой полосу пропускания сети.

Коммутатор (switch – переключатель) – устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор предоставляет каждому устройству, подключенному к одному из его портов, всю полосу пропускания сети. Это повышает производительность и уменьшает время отклика сети за счет сокращения числа пользователей на сегмент.

В отличие от концентраторов, осуществляющих широковещательную рассылку всех пакетов, принимаемых по любому из портов, коммутаторы передают пакеты только целевому устройству. В результате уменьшается трафик и повышается общая пропускная способность – факторы, являющиеся критическими с учетом растущих требований к полосе пропускания сети современных сложных приложений.

Кабели – общепринятая среда обмена данными между сетевыми устройствами. Они выступают в качестве среды передачи сигналов между компьютерами. В большинстве сетей применяются только три основные группы кабелей:

· коаксиальный кабель (coaxial cable): тонкий и толстый;

· витая пара (twisted pair): неэкранированная (unshielded) и экранированная (shielded);

· оптоволоконный кабель (fiber optic).

Маршрутизатор или роутер (router) – специализированный сетевой компьютер, имеющий минимум два сетевых интерфейса и пересылающий пакеты между различными сегментами сети, принимающий решения о пересылке на основании информации о топологии сети и определенных правил, заданных администратором. Маршрутизаторы делятся на программные и аппаратные.

В настоящее время все большее распространение получает беспроводное соединение компьютеров. Оборудование беспроводных сетей включает сетевые адаптеры, точки доступа и беспроводные маршрутизаторы.


Раздел 3. Программные средства реализации информационных процессов

Программное обеспечение – совокупность программ, позволяющих осуществлять на компьютере автоматизированную обработку информации. Программное обеспечение традиционно делят на три группы (рис. 13):

· системное программное обеспечение;

· прикладное программное обеспечение;

· инструментальное программное обеспечение.

Фиг. 13 Структура программного обеспечения

В то же время в состав основных системных средств – операционных систем – входят и компоненты прикладного ПО, например, текстовые редакторы.

Системное программное обеспечение управляет всеми ресурсами ЭВМ и осуществляет общую организацию процесса обработки информации и интерфейс ЭВМ с проблемной средой, в частности с пользователем. Системное ПО включает операционные системы, средства расширения возможностей операционных систем и средства тестирования и диагностики ЭВМ.

Прикладное ПО составляют пакеты прикладных программ, предназначенные для решения определенного круга задач из различных проблемных областей, а также менее крупные программы-утилиты, преследующие более узкие, но достаточно важные цели снижения трудоемкости и повышения эффективности работы пользователя.

Инструментальное ПО предназначено для создания оригинальных программных средств в любой проблемной области, включая системное ПО.

Базовое ПО в архитектуре компьютера занимает особое положение. С одной стороны, его можно рассматривать как составную часть аппаратных средств, с другой стороны, оно является одним из программных модулей операционной системы.

Основу системного ПО составляют программы, входящие в операционные системы (ОС) компьютеров. Задача таких программ – управление работой всех устройств компьютерной системы и организация взаимодействия отдельных процессов, протекающих в компьютере во время выполнения программ. Сюда относятся и программы, обеспечивающие отображение информации на дисплее в удобном для пользователя виде, диалоговые программы для общения на ограниченном естественном языке, а также системы трансляции, переводящие на машинный язык программы, написанные на языках программирования.

Другой комплекс программ – служебные. Это различные сервисные программы, используемые при работе или техническом обслуживании компьютера, – редакторы, отладчики, диагностические программы, архиваторы, программы для борьбы с вирусами и другие вспомогательные программы. Данные программы облегчают пользователю взаимодействие с компьютером. К ним примыкают программы, обеспечивающие работу компьютеров в сети. Они реализуют сетевые протоколы обмена информацией между машинами, работу с распределенными базами данных, телеобработку информации.

Вся совокупность программ, образующих ту программную среду, в которой работает компьютер и называется системным программным обеспечением (рис. 14). И чем богаче системное ПО, тем продуктивнее становится работа на компьютере.

Фиг. 14 Системное программное обеспечение

Базовое ПО, или BIOS, представляет программа, которая отвечает за управление всеми компонентами, установленными на материнской плате. Фактически BIOS является неотъемлемой составляющей системной платы и поэтому может быть отнесена к особой категории компьютерных компонентов, занимающих промежуточное положение между аппаратурой и программным обеспечением. Аббревиатура BIOS расшифровывается как Basic Input/Output System – базовая система ввода/вывода.

Раньше в системе IBM PC основным назначением BIOS была поддержка функций ввода-вывода за счет предоставления ОС интерфейса для взаимодействия с аппаратурой. В последнее время ее назначение и функции значительно расширились.

Второй важной функцией BIOS является процедура тестирования (POST – Power On Self Test) всего установленного на материнской плате оборудования (за исключением дополнительных плат расширения), проводимая после каждого включения компьютера.

Третьей важной функцией, которую BIOS выполняет со времен IBM PC, является загрузка ОС. Современные BIOS позволяют загружать операционную систему не только с гибкого или жесткого диска, но и с приводов CD-ROM, ZIP, LS-120, SCSI-контроллеров.

С появлением процессоров Pentium BIOS стала выполнять еще одну функцию – управление потребляемой мощностью, а с появлением материнских плат форм-фактора (стандартизированный размер) ATX (Advanced Technology extended – расширенная продвинутая технология) – и функцию включения и выключения источника питания в соответствии со спецификацией ACPI (Advanced Configuration and Power Interface – продвинутый интерфейс конфигурирования и управления потребляемой мощностью).

Операционная система (ОС) – комплекс системных и управляющих программ, предназначенных для наиболее эффективного использования всех ресурсов вычислительной системы.

Назначение ОС – организация вычислительного процесса в вычислительной системе, рациональное распределение вычислительных ресурсов между отдельными решаемыми задачами; предоставление пользователям многочисленных сервисных средств, облегчающих процесс программирования и отладки задач.

Классификация ОС:

· по количеству одновременно работающих пользователей: однопользовательские и многопользовательские;

· по числу одновременно выполняемых процессов: однозадачные и многозадачные;

· по типу интерфейса: командные и графические;

· по типу доступа пользователя к ЭВМ: с пакетной обработкой, с разделенным временем и реального времени.

Для операционных систем существует набор базовых понятий, таких как процессы, память и файлы, которые являются самыми важными для понимания общей идеи построения и функционирования ОС.

Ключевое понятие ОС – процесс. Процессом называют программу в момент ее выполнения. С каждым процессом связывается его адресное пространство – список адресов в памяти от некоторого минимума до некоторого максимума. По этим адресам процесс может занести информацию и прочесть ее. Адресное пространство содержит саму программу, данные к ней и ее стек. Со всяким процессом связывается некий набор регистров, включая счетчик команд, указатель стека и другие аппаратные ресурсы, а также вся информация, необходимая для запуска программы.

Другой важный, связанный с памятью вопрос – управление адресным пространством процессов. Обычно под каждый процесс отводится некоторое множество адресов, которые он может использовать. В простейшем случае, когда максимальная величина адресного пространства для процесса меньше оперативной памяти, процесс заполняет свое адресное пространство, и памяти хватает на то, чтобы содержать его целиком. Однако, что произойдет, если адресное пространство процесса окажется больше, чем ОЗУ компьютера, а процесс захочет использовать его целиком? В этом случае используется метод, называемый виртуальной памятью, при котором ОС хранит часть адресов в оперативной памяти, а часть на диске и меняет их местами при необходимости.

Файловая система – еще одно базовое понятие, поддерживаемое виртуально всеми ОС. Основной задачей, которую решает файловая система, является обеспечение взаимодействия программ и физических устройств ввода/вывода.

Основные функции, выполняемые файловой системой, можно условно разделить на две группы:

· функции для работы с файлами (создание, удаление, изменение атрибутов и др.);

· функции для работы с данными (чтение, поиск, запись и т.д.).

В логическом плане файловую систему можно разделить на следующие составные части:

· файлы, хранящиеся на устройстве ввода/вывода;

· структура файлов;

· функции работы с файлами и их структурой.

Файл – это наименьший именованный массив информации; основная единица организации информации на носителе. Основным атрибутом файла является его имя – символьная строка, длина которой зависит от конкретной файловой системы. Во многих ОС имя файла может состоять из двух частей, разделенных точкой, например progr.exe. Часть имени файла после точки называется расширением файла и обычно означает тип файла. Другие атрибуты файла, которые могут использоваться файловой системой – это размер файла; время создания, последнего доступа и последнего изменения; информация о доступе к файлу, а также признаки файла – скрытый, системный, архивный, временный и др.

Для логической организации файлов используются каталоги. Каталог – это файл, который содержит информацию о входящих в него файлах. Структура каталогов в зависимости от файловой системы может быть древовидной и сетевой.

Утилиты или служебные программы – это программы, используемые при работе или техническом обслуживании компьютера для выполнения вспомогательных функций.

Файловые менеджеры предназначены для разнообразной работы с файлами: копирования, переноса, удаления и др.

Форматирование дисков – процесс разметки устройств хранения или носителей информации. Различают низкоуровневое и высокоуровневое форматирование. Форматировать можно как новые диски, так и бывшие в употреблении, принимая в расчет то, что при форматировании информация, записанная на диске, теряется.

Дефрагментация дисков – процесс обновления и оптимизации логической структуры раздела диска с целью обеспечить хранение файлов в непрерывной последовательности кластеров.

Проверка дисков на наличие ошибок позволяет проверить целостность файловой системы и поверхности диска. Целостность файловой системы определяется правильностью имен файлов, правильностью даты и времени создания файла, уникальностью имен файлов, отсутствием файлов с общими кластерами, отсутствием кластеров, не принадлежащих ни одному файлу.

Очистка диска осуществляется для освобождения места, занимаемого уже ненужными файлами.

Архивация данных – это сжатие одного или более файлов с целью экономии памяти и размещение сжатых данных в одном архивном файле; это уменьшение физических размеров файлов, в которых хранятся данные, без значительных информационных потерь.

Архивация проводится в следующих случаях, когда необходимо:

· создать резервные копии наиболее ценных файлов;

· освободить место на диске;

· передать файлы по электронной почте.

ППО, классифицируя по назначению, можно разделить на прикладные программы общего назначения и прикладные программы специального назначения (рис. 15). Классификация весьма условна потому, что некоторые типы программ (например, программы, обрабатывающие тексты) имеют своих представителей и в классе общего назначения (редакторы и процессоры) и в классе профессиональных программ (издательские системы).

Фиг. 15 Прикладное программное обеспечение

Прикладное программное обеспечение общего назначения используется для решения наиболее общих задач информационного характера в любой сфере человеческой деятельности. Оно объединяет в себе широко используемые программы большинством пользователей персональных компьютеров, например, текстовые редакторы, электронные таблицы, графические системы, игры, развлечения.

За програми, обработка на текст, са текстови редактори и текстообработващи програми.Границата между тях е конвенционален.Текстови редактори, например, NotePad в състояние да изпълняват основни функции за редактиране: набиране, кръпка, спестяване, работи с фрагменти.Word процесори, например, Microsoft Word, освен това, да имат възможност за разнообразен дизайн, а някои да ви позволи да създавате документи, предназначени да не се покаже на хартиен носител, и на компютъра (електронни записи).На нивото на специфична мидълуер, софтуер, процес текст, представени от специализираните текстообработка и издателски системи, които автоматизират процеса оформление отпечатването на публикации на.Издателски системи са напреднали взаимодействие контролира страници и графики настройки текстови, но имат по-слаба способност да се автоматизира редактиране на входа и текст.Тяхното целесъобразно да се прилага за документи, които са предварително обработени в текстообработващи програми и графични редактори.

Основната цел на електронни таблици - обработка на различни типове данни, представени в таблица, например, планиране и финансово-счетоводни документи, малки инженерни изчисления.Основното предимство на таблици, в сравнение с думата процесор (който може да се проведе маса малък компютри и сортиране), с това, че съдържанието на една клетка може да се променя автоматично в съответствие с промени в съдържанието на другите.С други думи, клетките могат да бъдат функционално зависими.В допълнение, таблични процесори имат способността да провеждат малки бази данни и визуализиране на данни в различни таблици, диаграми и графики, че е,таблици, таблици средства, поддържани от възможностите за създаване на визуални съобщения.Те са широко използвани в областта на счетоводството, анализа на финансовите и търговските пазари, на обработката на резултатите от научни и икономически експерименти, т.е.автоматизация редовно повтаря изчисления на големи обеми от текст и числови представител на данни от таблица структури.

Graphic система - програма, предназначена за работа с графики.Те включват редактори на растерни и векторни графики, триизмерна графична програма за обработка (ZD-редактори).Растерни редактори да представляват изображения с помощта на растерни изображения, т.е.набор от точки, с цвета и яркостта.Те са удобни за да се справят фотографии и предмети с меки цветови преходи.Представянето на база вектор - ред (нейното уравнение).Векторни графики редактор за рисунки, и да изготвят снимки.Триизмерна графика редактори са използвани за създаване на пространствени графични композиции, позволяват да се проследи взаимодействието между триизмерен обект и триизмерни обекти от източник на светлина.

Системи за управление на бази данни (СУБД) ви позволяват да работите с големи количества на структурирани данни - бази данни (обикновено таблична структура).Функциите на бази данни включват: описание на данните, достъпа до данни, търсене, избор на данни в съответствие с определени критерии.Повечето съвременни бази данни позволяват да се създаде една малка програма за обработка на данни за вградени езици са проектни варианти, което позволява на базата на събраните и обработени данни, за да създадете отчет.Много бази данни, както и текстообработващи програми имат свои представители в общото TCO и TCO специална цел.На нивото на общата цел мидълуер - база данни, настолни компютри на нивото на специален - голяма база данни, формиращи основата на информационни системи и позволява да работят в компютърни мрежи.

Развитието на науката и технологиите през цялото време е довело до създаването на нови видове отчитане.Той е в основата на развитието на механиката печат, развитие на електрониката - радио и телевизия.Развитието на електрониката е предоставил нови средства за съхранение и натрупване на информация - механични, магнитни и оптични запис.Появата и развитието на компютрите е довело до създаването на изцяло нов начин на представяне и съхранение на разнородни материали - мултимедия.

Мултимедия - технология, с помощта на компютър с използването на всички налични технически средства: звук, графики, видео, снимки, анимация, радио, телевизия.Това означава, че мултимедийната технология позволява едновременното използване на различни начини за представяне на информация: числа, текст, графика, анимация, видео и звук.Важна характеристика на мултимедийни технологии е неговата интерактивност, т.е.че потребителят е дадена активна роля.Interactive е програма, която да отговаря на действията на потребителите появата на различни ефекти.Графичният интерфейс на мултимедийни проекти обикновено съдържа различни икони за управление (бутони, текстови полета и т.н.).Пример за интерактивна програма може да бъде една програма игра за деца, където можете да кликнете върху различни предмети и участници, и да се наричат ​​звук или действие.Например, на екрана се показва на ферма.Ако кликнете върху портата, тя изскърца, когато щракнете върху клетката на кучето, след това ще бъде едно куче, пол, и скрити в кутия.Ако кликнете върху птицата в дървото, тя ще пее трели, и т.н.

Прокуратурата Специална решава по-конкретни цели, както и професионален характер на проблема в различни предметни области.

Експертни системи са по-нататъшно развитие на системите за управление на бази данни.Те са предназначени за анализ на данните, съхранявани в бази от знания.За разлика от базата данни, което позволява да се правят операции на манипулиране на данни, експертни системи произвеждат логически анализ на данните са самостоятелно функция.

компютърните системи за проектиране се използват за автоматизиране на процесите на проектиране, използвани в машиностроенето, строителството и архитектурата.Те позволяват създаването на изготвяне документация, адаптирани към специфичната област обект, както и да има позоваване, средство за уреждане.

Професионален софтуер сега придоби най-широк развитие.Това счетоводни системи, автоматизирани системи за управление, автоматизирани системи за научни изследвания и много други.


Раздел 4. алгоритмични, програмни езици и технологии

Всеки от нас постоянно се решава много проблеми: Някои проблеми ние решават автоматично, тъй като в продължение на много години се използват за изпълнението им, докато други изискват дълго обмисляне на решението, но във всеки случай, решението на всеки проблем, винаги се разделят на прости стъпки.

Алгоритъм - описано в точния език на някои ограничен набор от правила, които определят съдържанието и начина на действие на някои сайтове, стриктното изпълнение, което дава решение на проблема.Концепцията на алгоритъм, който е от основно значение в областта на математиката и компютърните науки, появили дълго преди появата на компютърните технологии.Думата "алгоритъм" се появява през Средновековието, когато европейците се запознава с методите на извършване на аритметични операции в десетична система номер описано узбекския математик Мохамед бин Ал-Khwarizmi ( "Ал-Khwarizmi" - хора от Khwarizmi, сега Хива в област Khorezm Узбекистан).Алгоритъмът дума - е резултат от Европейския произношението на думите на Ал-Khwarizmi.Първоначално в ход, за да се разбере алгоритъма извършване на аритметични операции върху десетични числа.В бъдеще тази концепция започва да се използва да се отнася до всяка последователност от действия, водещи до решаването на проблема.

Всеки алгоритъм не съществува само по себе си, но е предназначена за определен изпълнител (човешки, робот, език за програмиране, и т.н.).Информацията, която се характеризира всяка художник, е, че той е в състояние да изпълнява някои команди.Наборът от команди, които художникът е в състояние да изпълнява, се нарича система на художника екипи.Алгоритъмът е описан в изпълнителния екип, че ще го прилага.Обектите, върху които изпълнителят може да извършват действия, образуват така наречената медийна художника.Първоначалните данни и резултатите от всеки алгоритъм винаги принадлежат към средата на художника, който е предназначен за алгоритъма.

Значението на думата "алгоритъм" е много подобен на думата "рецепта", "метод", "Процесът".Въпреки това, за разлика от рецептата или процес, алгоритъмът се характеризира със следните особености: четливост, маса, сигурност, ефективност, формалност.

Четливост (прекъсване - обратното на приемственост) - собственост на алгоритъм, който характеризира неговата структура: Всеки алгоритъм се състои от индивидуални действия завърши с думите: "Той е разделен на етапи."

Grassroots - Приложимост на алгоритъма за всички проблеми от този тип, по който и да е оригинален данни.Така например, в областта на реалните числа е алгоритъм за решаване на квадратно уравнение трябва да съдържа всички възможни резултати от решението, т.е. с това, че стойността на дискриминантен алгоритъм открива някакви два различни корени на уравнението, или две равни или заключава, че няма реални корени.

Сигурността (детерминизъм, точност) - собственост на алгоритъма, което показва, че всяка стъпка на алгоритъма трябва да бъдат строго определени и подлежат на различни тълкувания;стриктно да се определя за изпълнението на поръчки на отделните етапи.Помните ли приказката за Иван Царевич?"Това беше принц Иван на пътя, той стигна до разклонение на пътя.Той вижда един голям камък, надписа: "Просто отидете - ще загубите главата си, и да отидете в дясно - жена му ще се намери, на ляво и да отидете - да забогатеят."Ако Иван и мисля какво да правя по-нататък. "Тези инструкции могат да включват един алгоритъм.

Ефективност - имота, състояща се в това, че всеки алгоритъм трябва да се прекрати след краен (вероятно много голям) брой стъпки.Разглеждане на безкрайните алгоритмите е извън обхвата на теорията на алгоритмите.

Формалност - Този имот се посочва, че всеки изпълнител, в състояние да приемат и изпълняват указанията на алгоритъма работи официално, т.е.Това разсейва от съдържанието на задачата, а само стриктно изпълнява инструкции.Да се ​​твърди, "какво, как и защо" трябва разработчикът на алгоритъма, и художникът официално (без да се замислят) последователно се изпълняват предложения екип и получава желания резултат.

Има следните начини за описване на алгоритъма: словесно описание, Псевдокод, алгоритъм програмата.

Словесно описание е структурата на алгоритъма на естествен език.Например, всякакви домакински уред уреди (ютии, електрически триони, бормашини и т.н.), има за употреба, т.е.словесно описание на алгоритъма, според която устройството трябва да се използва.не не съществуват правила за съставяне на словесно описание.Напишете алгоритъм осъществява по произволен начин в естествената, например, на руски език.Този метод на описание не е широко разпространена, като не е строго формализират (под "официално" се има предвид, че описанието е абсолютно пълен и взема под внимание всички възможни ситуации, които могат да възникнат в хода на решението);Не е ясно в описанието на някои действия;детайлност страдание.

Псевдо - описание на структурата на алгоритъма в естествен, частично формализиран език, който позволява да се определят основните етапи на решаване на проблема, преди точното му писмено на език за програмиране.Псевдо-кодът се използва някаква формална структура и общ математически символи.Строги правила синтаксис за написването псевдо код не съществува.Това улеснява влизането на алгоритъм за проектиране и ни позволява да се опише алгоритъм, с помощта на всеки набор от команди.Въпреки това, в някои псевдо-код обикновено се използва дизайн, присъщи на един формален език, който улеснява прехода от Псевдокод да пише на алгоритъма на език за програмиране.Uniform или официална дефиниция на Псевдокод не съществува, така че може да има различни псевдо-код, набор от различни думи използвани и дизайн.

Схема - описание на структурата на алгоритъм с помощта на геометрични фигури с линии на облигации, които показват реда на изпълнение на отделните инструкции.Този метод има няколко предимства.Благодарение на видимост, тя осигурява на "яснотата" на алгоритъма, и ясно показва реда на изпълнение на отделните отбори.В блок-схема на всеки от формалната структура съответства на определена геометрична фигура или набор от цифри, свързани линии.

Описанията на алгоритъма в думи, или в псевдо-код под формата на блок схеми позволяват известна произвол в командването на изображението.Въпреки това, е достатъчно, така че позволява на човек да разбере същността на нещата и за изпълнение на алгоритъма.На практика, алгоритми за изпълнение са компютрите.Ето защо, алгоритъмът е предназначена за изпълнение на компютър, за да бъде написана, за да "разбере" на език, който той, един формален език език нарича програмиране.

Програма - описанието на алгоритъма на структурата на алгоритмичен език за програмиране.От друга страна, понятието "програма" не може да се тълкува само по този начин, на езика на програмата е декларативно програмиране е колекция от знания и описана не съдържа никаква изрична изпълнение алгоритъм.

Основни стъпки на алгоритъма може да бъде разделена на следните алгоритмична дизайн: линейна (последователно), разклонена, циклична.

Наречен линейна алгоритмична дизайн осъществява под формата на последователност от действия (стъпки), в която всяко действие (стъпка) на алгоритъма се извършва само веднъж, и след всяка-тото действие (стъпка) се извършва (I + 1) -та работа (стъпка) ако аз ия действие - не края на алгоритъма.

Пример:

Ние се опише алгоритъм за добавяне на две числа на Псевдокод диаграма (фиг. 16).

В псевдо-код:

1. Въведете две числа а, б.

2. Изчислете сумата S = A + B.

3. Заключение S.

4. Край.

Фиг.16 Схема например

Разклонение (или разклонение) се нарича алгоритмичен дизайн за избор между две алтернативи, в зависимост от входните данни.Във всеки набор от входни данни разклоняване алгоритъм намалява с линеен един.Там са непълни {ако - тогава) и пълна (ако - тогава - друго) клон.Пълен разклоняване дава два клона в алгоритъма (или различни), всеки води до обща точка на сливане, така алгоритъм продължава независимо от пътя е избран (фиг. 17).

Фиг.17 Пълен разклонения

Непълно разклоняване алгоритъм изисква определено действие върху само един клон (че), втората част липсва, т.е.за един от теста не е нужно да се извърши никакво действие с резултатите, контрол веднага отива до точката на сливане (фиг. 18).

Фиг.18 Непълно разклонения

Пример (. Фигура 19):

Печат на стойността на максимума на две числа.

В псевдо-код:

1. Въведете две числа а, б.

2. Ако даден>, след това "и да извлече"

AKA "извеждаме б».

3. Край.

Фиг.19 Схема например

Често, когато един от възможните действия, необходими за проверка на стойността на израза на даден набор от принадлежи данни."Choice" За да направите това, има команда.На първото си изпълнение, изчислена стойност на израз Z. След това последователно тествани условия VI, V2, ..., Vn по отношение на Z, започващ с първата, до тогава, докато условие е вярно.Следваща се извършва, съответстваща на това състояние на действието (или серия от операции), и след това изберете командата е прекратен.Ако нито едно от условията не е вярно, тогава действието (или набор от операции), който е на невярна клона за всяко състояние (фиг. 20).

Фиг.20 "Изберете" команда

Циклични (или цикъл), наречена алгоритмична структура, в която някои от поредна група от действия (стъпки) алгоритъм може да се извърши няколко пъти, в зависимост от условията за въвеждане или проблеми.Група повтарящи се действия на всяка стъпка от цикъла се нарича тялото на цикъла.Всяко циклична структура съдържа елементи на разклоняване алгоритмична дизайн.

Ние считаме, че три вида параметър циклични алгоритми цикъл (който се нарича аритметична цикъл), с предпоставката на цикъл и цикъл с postcondition (нарича итерация).

В аритметиката на цикъла (фиг. 21), броят на неговите стъпки (повторения) се определя еднозначно чрез правило промените параметър, който се определя от първоначалната (N) и крайни (K) на параметрите на стойностите на и етап (а), за да го промените.Това означава, че първата стъпка на цикъла стойността е N, а вторият - N + Н, на трети - N + 2Н т.н.

В последната стъпка параметър цикъл вече не е K, но така, че по-нататъшното му на климата ще доведе до по-голяма от К.

Фиг.21 аритметика цикъл

Броят на цикъл стъпки предпоставка (фиг. 22) не се определя предварително и зависи от входните данни на проблема.В тази циклична структура първо проверява стойността на условно експресията (състояние), преди следващия етап на цикъла.Ако условния израз е истина, тялото на цикъла се изпълнява.След това управлението се насочва обратно проверка състояние и т.н.Тези действия се повтаря дотогава, докато условния израз не ще FALSE.В първото неспазване на условията на цикъла е завършен.

Фиг.22 цикъла с предпоставката

Основната особеност на този цикъл с предпоставката е, че ако един е условен израз е фалшива, тялото на цикъла не се изпълнява изобщо.

Като предпоставка в цикъла на циклична структура с postcondition (фиг. 23) не е предварително определен брой повторения цикъл на тялото, е зависима от входните данни на проблема.За разлика от цикъл с предпоставката, тялото на postcondition цикъл винаги извършва поне веднъж, след което състоянието е тестван.В тази конструкция, тялото на цикъла ще бъде изпълнена, докато стойността на условния израз е фалшива.След това се превръща в истина, командата е прекратен.

Фиг.23 цикъла с postcondition

действителната програма за обработка на данни - са цели числа и реални числа, символи и логически стойности.Тези прости типове данни, наречени база.Всички данни се обработват от компютъра се съхраняват в клетките на паметта, всяка от които има свой собствен адрес.За да не се гарантира, че определени данни в езиците за програмиране, използвани концепцията на променлива, която позволява да избяга от мястото на съхранение и достъп до него, използвайки името (ID) ще бъде записано на всеки адрес.

Променлива - нарекли обект (памет на клетките), които могат да променят стойността си.Името на променливата показва стойността и начина на съхранение и адрес са скрити от програмист.В допълнение към името и стойността на променливата има тип, който определя каква информация се съхранява в паметта.Променлива Тип уточнява:

· Метод Информация запис се използва в клетката памет;

· Памет изисква да я съхранява.

Капацитетът на паметта се определя за всеки вид, така че той може да бъде поставен на всяка стойност в границите от този тип ценности.

Ако променливите са налични в програмата по всяко време на работата си - те се наричат статично.Променливите се създават и унищожават в различни етапи на програмата, наречена динамиката.

Всички други данни в програмата, стойностите на които не се променят по време на работа, се нарича постоянен или постоянно.Константите, като променливи, са от вида.Те могат да бъдат посочени изрично или за удобство обозначи идентификатори.

За да се подобри ефективността и качеството на данните трябва да бъде възможно най-близо до реалните колеги.Типът на данни, която съхранява заедно под едно име няколко променливи, наречен структуриран.Всеки език за програмиране има свои структурирани типове.

Помислете за структурата, която съчетава елементи от един тип данни - масива.

Масивът е подредена колекция от подобни стойности, които имат общо име, които се отнасят елементи числа (различни) последователност (индекси).елементите на масива, се съхраняват в паметта на компютъра в квартала, единични елементи от този прост тип на място данни в паметта не предполагат.Решетките се различават по броя на показателите, които определят техните елементи.

Мерен масив предполага, че всеки елемент е само един индекс.Брой елементи в масива се нарича измерение. При определении одномерного массива его размерность записывается в круглых скобках, рядом с его именем. Ввод элементов одномерного массива осуществляется поэлементно, в порядке, необходимом для решения конкретной задачи. Обычно, когда требуется ввести весь массив, порядок ввода элементов не важен, и элементы вводятся в порядке возрастания их индексов.

Рассмотрим двумерный массив. В математике двумерный массив (таблица чисел) называется матрицей. Каждый ее элемент имеет два индекса а ij первый индекс i определяет номер строки, в которой находится элемент (координата по горизонтали), а второй j – номер столбца (координата по вертикали). Двумерный массив характеризуется двумя размерностями N и М, определяющими число строк и столбцов соответственно/ Ввод элементов двумерного массива осуществляется построчно, в свою очередь, ввод каждой строки производится поэлементно, тем самым определяется циклическая конструкция, реализующая вложение циклов. Внешний цикл определяет номер вводимой строки (i), внутренний – номер элемента по столбцу j).

Сегодня практически все программы создаются с помощью языков программирования. Теоретически программу можно написать и на естественном языке (говорят: программирование на метаязыке), но из-за неоднозначности естественного языка автоматически перевести такую программу в машинный код пока невозможно.

Языки программирования – это формальные искусственные языки. Как и естественные языки, они имеют алфавит, словарный запас, грамматику и синтаксис, а также семантику.

Алфавит – разрешенный к использованию набор символов, с помощью которого могут быть образованы слова и величины данного языка.

Синтаксис – система правил, определяющих допустимые конструкции языка программирования из букв алфавита.

Семантика – система правил однозначного толкования каждой языковой конструкции, позволяющих производить процесс обработки данных.

Взаимодействие синтаксических и семантических правил определяет основные понятия языка, такие как операторы, идентификаторы, константы, переменные, функции, процедуры и т.д. В отличие от естественных, язык программирования имеет ограниченный запас слов (операторов) и строгие правила их написания, а правила грамматики и семантики, как и для любого формального языка, явно однозначно и четко сформулированы.

Языки программирования, ориентированные на команды процессора и учитывающие его особенности, называют языками низкого уровня . «Низкий уровень» не означает неразвитый, имеется в виду, что операторы этого языка близки к машинному коду и ориентированы на конкретные команды процессора. Языком самого низкого уровня является ассемблер. Программа, написанная на нем, представляет последовательность команд машинных кодов, но записанных с помощью символьных мнемоник. С помощью языков низкого уровня создаются компактные оптимальные программы, так как программист получает доступ ко всем возможностям процессора. С другой стороны, при этом требуется хорошо понимать устройство компьютера, а использование такой программы на компьютере с процессором другого типа невозможно. Такие языки программирования используются для написания небольших системных приложений, драйверов устройств, модулей стыковки с нестандартным оборудованием, когда важнее компактность, быстродействие, прямой доступ к аппаратным ресурсам.

Языки программирования, имитирующие естественные, обладающие укрупненными командами, ориентированные «на человека», называют языками высокого уровня . Чем выше уровень языка, тем ближе структуры данных и конструкции, использующиеся в программе, к понятиям исходной задачи. Особенности конкретных компьютерных архитектур в них не учитываются, поэтому исходные тексты программ легко переносимы на другие платформы, имеющие трансляторы этого языка. Разрабатывать программы на языках высокого уровня с помощью понятных и мощных команд значительно проще, число ошибок, допускаемых в процессе программирования, намного меньше. В настоящее время насчитывается несколько сотен таких языков (без учета их диалектов). Таким образом, языки программирования высокого уровня, ориентированные на решение больших содержательных прикладных задач, являются аппаратно-независимыми и требуют использования соответствующих программ-переводчиков для преобразования текста программы в машинный код, который в итоге и обрабатывается процессором.

С помощью языка программирования создается текст программы, описывающий разработанный алгоритм. Чтобы программа была выполнена, надо либо весь ее текст перевести в машинный код (это действие и выполняет программа – компилятор ) и затем передать на исполнение процессору, либо сразу выполнять команды языка, переводя на машинный язык и исполняя каждую команду поочередно (этим занимаются программы – интерпретаторы ).

Интерпретатор функционирует следующим образом: берет очередной оператор языка из текста программы, анализирует его структуру и затем сразу исполняет. После успешного выполнения текущей команды интерпретатор переходит к анализу и исполнению следующей. Если один и тот же оператор в программе выполняется несколько раз, интерпретатор всякий раз воспринимает его так, будто встретил впервые. Поэтому программы, в которых требуется произвести большой объем повторяющихся вычислений, будут работать медленно. Для выполнения программы на другом компьютере также необходимо установить интерпретатор, так как без него программа представляет собой набор слов и работать не может.

Компиляторы полностью обрабатывают весь текст программы (его называют исходным кодом или source code). Они осуществляют поиск синтаксических ошибок, выполняют семантический анализ и только затем, если текст программы в точности соответствует правилам языка, его автоматически переводят (транслируют) на машинный язык (говорят: генерируют объектный код или object code). Нередко при этом выполняется оптимизация с помощью набора методов, позволяющих повысить быстродействие программы. Сгенерированный объектный код обрабатывается специальной программой – сборщиком или редактором связей, который производит связывание объектного и машинного кодов. Текст программы преобразуется в готовый к исполнению ЕХЕ-файл (исполнимый код), его можно сохранить в памяти компьютера или на диске. Этот файл имеет самостоятельное значение и может работать под управлением операционной системы. Его можно перенести на другие компьютеры с процессором, поддерживающим соответствующий машинный код. Основной недостаток компиляторов – трудоемкость трансляции языков программирования, ориентированных на обработку данных сложной структуры, заранее неизвестной или динамически меняющейся во время работы программы. Для таких программ в машинный код вводятся дополнительные проверки и анализ наличия ресурсов операционной системы, средства динамического захвата и освобождения памяти компьютера, что на уровне статически заданных машинных инструкций осуществить достаточно сложно, а для некоторых задач практически невозможно.

С помощью интерпретатора, наоборот, для исследования содержимого памяти допустимо в любой момент прервать работу программы, организовать диалог с пользователем, выполнить любые сложные преобразования данных и при этом постоянно контролировать программно-аппаратную среду, что и обеспечивает высокую надежность работы программы. Интерпретатор при выполнении каждой команды подвергает проверке и анализу необходимые ресурсы операционной системы, при возникающих проблемах выдает сообщения об ошибках.

В реальных системах программирования смешаны технологии компиляции и интерпретации. В процессе отладки программу можно выполнять по шагам (трассировать), а результирующий код не обязательно будет машинным, он может быть, например, аппаратно-независимым промежуточным кодом абстрактного процессора, который в дальнейшем будет транслироваться в различных компьютерных архитектурах с помощью интерпретатора или компилятора в соответствующий машинный код.

Процесс создания программы включает:

· составление исходного кода программы на языке программирования;

· этап трансляции, необходимый для создания объектного кода программы;

· построение загрузочного модуля, готового к исполнению.

Все перечисленные выше действия требуют наличия специальных программных средств. Совокупность этих программных средств входит в состав системы программирования:

· текстовый редактор (необходимый для создания и редактирования исходного кода программы на языке программирования);

· компилятор;

· редактор связей;

· отладчик.

Современное состояние языков программирования можно представить в виде следующей классификации (рис. 24).

Фиг. 24 Классификация языков программирования

Процедурное или императивное (от лат. imperativus – повелительный) программирование есть отражение фон Неймановской архитектуры компьютера. Программа, написанная на этом языке, представляет собой последовательность команд, определяющих алгоритм решения задачи. Основной командой является команда присвоения, предназначенная для определения и изменения содержимого памяти компьютера. Фундаментальная идея процедурного программирования – использование памяти компьютера для хранения данных. Функционирование программы сводится к последовательному выполнению команд с целью преобразования исходного состояния памяти, т.е. программа производит пошаговое преобразование содержимого памяти, изменяя его от исходного состояния к результирующему.

Суть функционального (аппликативного) программирования определена А.П. Ершовым как «способ составления программ, в которых единственным действием является вызов функции, единственным способом расчленения программы на части является введение имени функции, а единственным правилом композиции – оператор суперпозиции функций. Никаких ячеек памяти, ни операторов присваивания, ни циклов, ни, тем более, блок-схем, ни передачи управления». Ключевым понятием в функциональных языках является выражение. К ним относятся константы, структурированные объекты, функции, их тела и вызовы функций. Функциональный язык программирования состоит из совокупности базовых функций; классов констант, действия над которыми могут производить функции; предписаний, устанавливающих правила построения выражений и новых функций на основе базовых или рекурсивно через себя. Программа, написанная на функциональном языке, напоминает определение и перечень специфических особенностей задачи и представляет собой последовательность описаний функций и выражений. Выражение вычисляется редукционным способом, т.е. сведением сложного к простому. Обращения к базовым функциям приводят к их замене соответствующими значениями. Вызовы функций, не являющихся базовыми, заменяются их телами, а их параметры – фактическими аргументами. Функциональное программирование не рассматривает память как место для хранения данных, в нем используется математическое понятие переменной и функции. Переменные временно обозначают объекты программы. Как и в математике, функции функциональных языков отображают одни объекты в другие, аргументы – в значения. Нет принципиальных различий между константами и функциями, т.е. между операциями и данными. Функция может быть результатом обращения к другой функции и может быть элементом структурированного объекта. При обращении к функции число ее аргументов не обязательно должно совпадать с числом параметров, определенных при ее описании.

Концепция логического программирования базируется на понятии отношение. Логическая программа – это совокупность аксиом и правил, определяющих отношения между объектами и целью. Выполнение программы представляет собой попытку доказательства логического утверждения, построенного из программы по правилам, определенным семантикой используемого языка. Результатом вычислений является вывод следствий из аксиом. Алгоритм логической программы предполагает определение и перечень специфических свойств объектов и отношений между ними, а не определение порядка выполнения отдельных шагов. Это подтверждает декларативный характер логического языка программирования. Логические программы не отличаются высоким быстродействием, так как процесс их выполнения сводится к построению прямых и обратных цепочек рассуждений разнообразными методами поиска.

Основой объектно-ориентированного программирования (ООП) является понятие объект. Его суть состоит в том, что объект объединяет в себе структуры данных и характерные только для него процедуры (методы) их обработки. Такой подход полностью меняет стиль программирования, он заключается в отображении физических объектов реального мира на программную среду. Работать с объектами удобнее и естественнее, чем с традиционными конструкциями процедур преобразования данных. Объединение данных и свойственных им процедур обработки в одном объекте, детальная реализация которых остается скрытой для пользователей, называется инкапсуляцией и является одним из важнейших принципов ООП.

Другим фундаментальным понятием ООП является класс . Класс есть шаблон, на основе которого может быть создан конкретный программный объект, он описывает свойства и методы, определяющие поведение объектов этого класса. В ООП класс представляет собой абстрактный тип данных и является механизмом для создания объектов. Объявление класса есть логическая абстракция, определяющая новый тип объекта, а определение объекта как экземпляра класса создает этот объект физически, т.е. размещает объект в памяти. ООП является более естественным, так как предоставляет возможность выбрать имеющиеся или создать новые объекты и организовать взаимодействия между ними. Следовательно, объектно-ориентированные языки по сравнению с процедурными являются языками более высокого уровня.

Следующими важнейшими принципами ООП являются наследование и полиморфизм . Наследование предусматривает создание новых классов на базе существующих и позволяет классу-потомку иметь (наследовать) все свойства класса-родителя. При работе с объектами иерархии «родители – дети – и т.д.» разрешается задавать одинаковые имена различным по реализации методам, для обработки объектов разных ступеней иерархии. Это явление называется полиморфизм . Благодаря полиморфизму в ООП обработка объектов упрощается, так как одинаковым действиям объектов соответствуют одноименные методы. Полиморфизм (от греч. «многоликость») означает, что рожденные объекты обладают информацией о том, какие методы они должны использовать в зависимости от того, в каком месте цепочки наследования они находятся. Другим основополагающим принципом ООП является модульность, – объекты заключают в себе полное определение их характеристик, никакие определения методов и свойств объекта не должны располагаться вне его, это делает возможным свободное копирование и внедрение одного объекта в другие.


Раздел 5. Компьютерные сети. Защита информации в сетях

Компьютерная сеть (Computer Network) – это множество компьютеров, соединенных линиями связи и работающих под управлением специального программного обеспечения.

Под линией связи обычно понимают совокупность технических устройств, и физической среды, обеспечивающих передачу сигналов от передатчика к приемнику. В реальной жизни примерами линий связи могут служить участки кабеля и усилители, обеспечивающие передачу сигналов между коммутаторами телефонной сети. На основе линий связи строятся каналы связи.

Каналом связи обычно называют систему технических устройств и линий связи, обеспечивающую передачу информации между абонентами. Соотношение между понятиями «канал» и «линия» описывается следующим образом: канал связи может включать в себя несколько разнородных линий связи, а одна линия связи может использоваться несколькими каналами (рис. 25).

Фиг. 25 Линии и каналы связи

Назначение компьютерных сетей:

· предоставление пользователям возможности доступа к различным информационным ресурсам (например, документам, программам, базам данных и т.д.), распределенным по этим компьютерам и их совместное использование;

· обеспечение высокой надежности при помощи альтернативных источников информации;

· ускорение передачи информации.

Имеется два важнейших параметра классификации сетей: технология передачи и размеры.

Существуют два типа технологии передачи:

· широковещательные сети;

· сети с передачей от узла к узлу.

Широковещательные сети обладают единым каналом связи, совместно используемым всеми машинами сети. Короткие сообщения, называемые пакетами, посылаемые одной машиной, принимаются всеми машинами. Поле адреса в пакете указывает, кому направляется сообщение. При получении пакета машина проверяет его адресное поле. Если пакет адресован этой машине, она обрабатывает пакет. Пакеты, адресованные другим машинам, игнорируются.

Сети с передачей от узла к узлу состоят из большого количества соединенных пар машин. В такой сети пакету необходимо пройти через ряд промежуточных машин, чтобы добраться до пункта назначения. Часто при этом существует несколько возможных путей от источника к получателю.

Обычно небольшие сети используют широковещательную передачу, тогда как в крупных сетях применяется передача от узла к узлу.

Другим критерием классификации сетей является их размер. Размеры сетей являются важным классификационным фактором, поскольку в сетях различного размера применяется различная техника. Сети по этому признаку можно разделить на локальные, муниципальные и глобальные.

Локальными сетями (ЛВС – локальные вычислительные сети или LAN – Local Area Network) называют сети, размещающиеся, как правило, в одном здании или на территории какой-либо организации размерами до нескольких километров. Их часто используют для предоставления совместного доступа компьютеров к ресурсам (например, принтерам) и обмена информацией. Локальные сети отличаются от других сетей тремя характеристиками: размерами, технологией передачи данных и топологией. Обычные ЛВС имеют пропускную способность канала связи от 10 до 100 Мбит/с, небольшую задержку – десятые доли мкс и очень мало ошибок.

Муниципальные или региональные сети (MAN – Metropolitan AN) являются увеличенными версиями локальных сетей и обычно используют схожие технологии. Такая сеть может объединять несколько предприятий корпорации или город. Муниципальная сеть может поддерживать передачу цифровых данных, звука и включать в себя кабельное телевидение. Обычно муниципальная сеть не содержит переключающих элементов для переадресации пакетов во внешние линии, что упрощает структуру сети.

Глобальные сети (Wide AN или ГВС) охватывают значительную территорию, часто целую страну или даже континент. Они объединяют множество машин, предназначенных для выполнения приложений. Эти машины называются хостами. Хосты соединяются коммуникационными подсетями или просто подсетями. Задачей подсети является передача сообщений от хоста хосту, подобно тому, как телефонная система переносит слова говорящего слушающему. То есть коммуникативный аспект сети – подсеть отделен от прикладного аспекта – хостов, что значительно упрощает структуру сети.

Сети также подразделяются на два типа: одноранговые и на основе сервера. Между этими двумя типами сетей существуют принципиальные различия, которые определяют их разные возможности. Выбор типа сети зависит от многих факторов: размера предприятия и вида его деятельности, необходимого уровня безопасности, доступности административной поддержки, объема сетевого трафика, потребностей сетевых пользователей, финансовых возможностей.

В одноранговой сети все компьютеры равноправны. Каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер. Нет отдельного компьютера, ответственного за администрирование всей сети. Пользователи сами решают, какие ресурсы на своем компьютере сделать доступными в сети. Одноранговые сети, как правило, объединяют не более 10 компьютеров. Отсюда их другое название – рабочие группы. Одноранговые сети относительно просты, дешевле сетей на основе сервера, но требуют более мощных компьютеров. Требования к производительности и уровню защиты сетевого программного обеспечения (ПО) ниже, чем в сетях с выделенным сервером. Поддержка одноранговых сетей встроена во многие операционные системы (ОС), поэтому для организации одноранговой сети дополнительного ПО не требуется.

Если в сети более 10 компьютеров, то одноранговая сеть становится недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей имеют другую конфигурацию – они работают на основе выделенного сервера. Выделенным сервером называется такой компьютер, который функционирует только как сервер и не используется в качестве клиента или рабочей станции. Он специально оптимизирован для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и обеспечивает защиту файлов и каталогов. Сети на основе сервера стали промышленным стандартом. Основным аргументом при выборе сети на основе сервера является защита данных. Проблемами безопасности занимается один администратор: он формирует единую политику безопасности и применяет ее в отношении каждого пользователя сети. Сети на основе сервера, в отличие от одноранговых сетей, способны поддерживать тысячи пользователей. При этом к характеристикам компьютеров и квалификации пользователей предъявляются более мягкие требования, чем в одноранговых сетях.

Термин топология сети характеризует способ организации физических связей компьютеров и других сетевых компонентов. Выбор той или иной топологии влияет на состав необходимого сетевого оборудования, возможности расширения сети и способ управления сетью. Топология – это стандартный термин. Все сети строятся на основе базовых топологий: шина, звезда, кольцо, ячеистая. Сами по себе базовые топологии не сложны, однако на практике часто встречаются довольно сложные их комбинации.

Топология шина наиболее простая из всех топологий и весьма распространенная. В ней используется один кабель, называемый магистралью или сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры. В сети с топологией шина данные в виде электрических сигналов передаются всем компьютерам сети, но принимает их тот, адрес которого совпадает с адресом получателя, зашифрованном в этих сигналах. Причем в каждый момент времени передачу может вести только один компьютер. Поэтому производительность такой сети зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем больше компьютеров, ожидающих передачи данных, тем медленнее сеть. На быстродействие сети также влияют:

· тип аппаратного обеспечения сетевых компьютеров;

· частота, с которой компьютеры передают данные;

· тип работающих сетевых приложений;

· тип сетевого кабеля;

· расстояние между компьютерами в сети.

Шина – пассивная топология: компьютеры только слушают передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Поэтому выход одного или нескольких компьютеров из строя никак не сказывается на работе сети. Электрические сигналы распространяются по всему кабелю – от одного конца к другому. Сигналы, достигшие концов кабеля, отражаются от них. Возникает наложение сигналов, находящихся в разных фазах, и, как следствие, их искажение и ослабление. Поэтому сигналы, достигшие конца кабеля, следует погасить. Для гашения сигналов на концах кабеля устанавливают терминаторы . При разрыве кабеля или отсутствии терминаторов функционирование сети прекращается. Сеть падает.

При топологии звезда все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному устройству, называемому концентратором (hub). Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным.

Недостатки этой топологии: дополнительный расход кабеля, установка концентратора. Главное преимущество этой топологии перед шиной – более высокая надежность. Выход из строя одного или нескольких компьютеров на работу сети не влияет. Любые неприятности с кабелем касаются лишь того компьютера, к которому этот кабель присоединен, и только неисправность концентратора приводит к падению сети. Кроме того, концентратор может играть роль интеллектуального фильтра информации, поступающей от узлов в сеть, и при необходимости блокировать запрещенные администратором передачи.

В топологии кольцо компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер. В отличие от пассивной топологии шина, здесь каждый компьютер выступает в роли репитера (повторителя), усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру. Поэтому выход из строя хотя бы одного компьютера приводит к падению сети. Способ передачи данных по кольцу называется передачей маркера. Маркер (token) – это специальная последовательность бит, передающаяся по сети. В каждой сети существует только один маркер. Маркер передается по кольцу последовательно от одного компьютера к другому до тех пор, пока его не захватит тот компьютер, который хочет передать данные. Передающий компьютер добавляет к маркеру данные и адрес получателя, и отправляет его дальше по кольцу. Данные проходят через каждый компьютер, пока не окажутся у того, чей адрес совпадает с адресом получателя. Затем принимающий компьютер посылает передающему сообщение, в котором подтверждает факт приема. Получив подтверждение, передающий компьютер восстанавливает маркер и возвращает его в сеть. Скорость движения маркера сопоставима со скоростью света.

На сегодня подавляющая часть компьютерных сетей использует для соединения кабели. Это среда передачи сигналов между компьютерами. В большинстве сетей применяются три основные группы кабелей:

· коаксиальный кабель (тонкий, толстый);

· витая пара (twisted pair) (неэкранированная – unshielded, экранированная – shielded);

· оптоволоконный кабель.

Коаксиальный кабель до недавнего времени был самым распространенным. Недорогой, легкий, гибкий, удобный, безопасный и простой в установке. Существует два типа коаксиальных кабелей: тонкий (спецификация 10Base2) и толстый (спецификация 10Base5). Тонкий – гибкий, диаметр 0,64 см (0,25"). Прост в применении и подходит практически для любого типа сети. Подключается непосредственно к плате сетевого адаптера. Передает сигнал на 185 м практически без затухания. Волновое сопротивление – 50 ом. Толстый – жесткий, диаметр 1,27 см (0,5"). Его иногда называют стандартный Ethernet (первый кабель в популярной сетевой архитектуре). Жила толще, затухание меньше. Передает сигнал без затухания на 500 м. Используют в качестве магистрали, соединяющей несколько небольших сетей. Волновое сопротивление – 75 ом. Для подключения к толстому коаксиальному кабелю применяется специальное устройство – трансивер (transceiver – приемопередатчик). Он снабжен коннектором, который называется вампир или пронзающий ответвитель . К сетевой плате трансивер подключается с помощью кабеля с разъемом. Для подключения тонкого коаксиального кабеля используются BNC-коннекторы (British Naval Connector). Применяются BNC–Т-коннекторы для соединения сетевого кабеля с сетевой платой компьютера, BNC–баррел-коннекторы для сращивания двух отрезков кабеля, BNC-терминаторы для поглощения сигналов на обоих концах кабеля в сетях с топологией шина.

Витая пара – это два перевитых изолированных медных провода. Несколько витых пар проводов часто помещают в одну защитную оболочку. Переплетение проводов позволяет избавиться от электрических помех, наводимых соседними проводами и другими внешними источниками, например двигателями, трансформаторами, мощными реле. Неэкранированная витая пара (UTP) широко используется в ЛВС, максимальная длина 100 м. UTP определена особым стандартом, в котором указаны нормативные характеристики кабелей для различных применений, что гарантирует единообразие продукции. Экранированная витая пара (STP) помещена в медную оплетку. Кроме того, пары проводов обмотаны фольгой. Поэтому STP меньше подвержены влиянию электрических помех и может передавать сигналы с более высокой скоростью и на большие расстояния. Преимущества витой пары – дешевизна, простота при подключении. Недостатки – нельзя использовать при передаче данных на большие расстояния с высокой скоростью.

В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов. Это надежный способ передачи, так как электрические сигналы при этом не передаются. Следовательно, оптоволоконный кабель нельзя вскрыть и перехватить данные. Оптоволоконные линии предназначены для перемещения больших объемов данных на очень высоких скоростях, так как сигнал в них практически не затухает и не искажается. Оптоволокно передает сигналы только в одном направлении, поэтому кабель состоит из двух волокон с отдельными коннекторами: одно – для передачи, другое – для приема. Скорость передачи данных в настоящее время составляет от 100 Мбит/с. Между тем, получает все большее распространение скорость 1 Гбит/с, теоретически – до 200 Гбит/с. Расстояние – многие километры. Кабель не подвержен электрическим помехам. Существенным недостатком этой технологии является дороговизна и сложность в установке и подключении. Типичная оптическая сеть состоит из лазерного передатчика света, мультиплексора/демультиплексора для объединения оптических сигналов с разными длинами волн, усилителей оптических сигналов, демультиплексоров и приемников, преобразующих оптический сигнал обратно в электрический. Все эти компоненты обычно собираются вручную.

Для передачи по кабелю кодированных сигналов используют две технологии – немодулированную и модулированную передачу. Немодулированные системы передают данные в виде цифровых сигналов, которые представляют собой дискретные электрические или световые импульсы. При таком способе цифровой сигнал использует всю полосу пропускания кабеля (полоса пропускания – разница между максимальной и минимальной частотой, которую можно передать по кабелю). Устройство в сетях с немодулированной передачей посылает данные в обоих направлениях. Для того, чтобы избежать затухания и искажения сигнала в смодулированных системах, используют репитеры, которые усиливают и ретранслируют сигнал. Модулированные системы передают данные в виде аналогового сигнала (электрического или светового), занимающего некоторую полосу частот. Если полосы пропускания достаточно, то один кабель могут одновременно использовать несколько систем (например, транслировать передачи кабельного телевидения и передавать данные). Каждой передающей системе выделяется часть полосы пропускания. Для восстановления сигнала в модулированных системах используют усилители. В модулированной системе устройства имеют раздельные тракты для приема и передачи сигнала, так как передача идет в одном направлении. Чтобы устройства могли и передавать, и принимать данные, используют разбиение полосы пропускания на два канала, которые работают с разными частотами для передачи и приема, или прокладку двух кабелей – для передачи и приема.

Работа сети заключается в передаче данных от одного компьютера к другому. В этом процессе можно выделить следующие задачи:

· распознавание данных;

· разбиение данных на управляемые блоки;

· добавление информации к каждому блоку о местонахождении данных и получателе;

· добавление информации для синхронизации и проверки ошибок;

· перемещение данных в сеть и отправка их по заданному адресу;

Сетевая ОС при выполнении этих задач строго следует определенному набору процедур. Эти процедуры называются протоколами . Они регламентируют каждую сетевую операцию. Стандартные протоколы позволяют программному и аппаратному обеспечению разных производителей нормально взаимодействовать. Существует два главных набора стандартов: эталонная модель OSI и ее модификация Project 802. Для понимания технической стороны функционирования сетей необходимо иметь представление об этих моделях.

В 1978 г. ISO (International Standards Organization) выпустила набор спецификаций, описывающих модель взаимодействия открытых систем, т.е. систем, доступных для связи с другими системами. Это был первый шаг к международной стандартизации протоколов. Все системы могли теперь использовать одинаковые протоколы и стандарты для обмена информацией. В 1984 г. ISO выпустила новую версию своей модели, названную эталонной моделью взаимодействия открытых систем ISO. Эта версия стала международным стандартом. Ее спецификации используют производители при разработке сетевых продуктов, ее придерживаются при построении сетей. Полностью модель носит название ISO/OSI (Open System Interconnection Reference Model). Для краткости будем ее называть модель OSI.

Модель OSI имеет семь уровней (рис. 26). Каждому уровню соответствуют различные сетевые операции, оборудование и протоколы. Появление именно семи уровней было обусловлено функциональными особенностями модели.

Фиг. 26 Эталонная модель взаимодействия открытых систем

Определенные сетевые функции, выполняемые на каждом уровне, взаимодействуют только с функциями соседних уровней – вышестоящего и нижележащего. Каждый уровень выполняет несколько операций при подготовке данных для доставки по сети на другой компьютер. Уровни отделяются друг от друга границами – интерфейсами . Все запросы от одного уровня к другому передаются через интерфейс. Каждый уровень, выполняя свои функции, пользуется услугами нижележащего уровня. Самые нижние уровни – 1-й и 2-й – определяют физическую среду при передаче битов данных через сетевую плату и кабель. Самые верхние уровни определяют, каким способом реализуется доступ приложений к услугам связи.

Задача каждого уровня – предоставление услуг вышележащему уровню, маскируя при этом детали реализации этих услуг. Каждый уровень на компьютере-отправителе работает так, как будто он напрямую связан с соответствующим уровнем на компьютере-получателе. Эта виртуальная связь показана на рисунке пунктирными линиями. В действительности же связь осуществляется между соседними уровнями одного компьютера. ПО каждого уровня реализует определенные сетевые функции в соответствии с набором протоколов.

Перед отправкой в сеть данные разбиваются на пакеты, передаваемые между устройствами сети как единое целое. Пакет проходит последовательно все уровни ПО от прикладного до физического, при этом на каждом уровне к пакету добавляется форматирующая или адресная информация, необходимая для безошибочной передачи данных по сети. На принимающей стороне пакет также проходит через все уровни, но в обратном порядке. ПО каждого уровня анализирует информацию пакета, удаляет ту информацию, которая добавлена к пакету на, таком же уровне отправителем, и передает пакет следующему уровню. По достижении пакетом Прикладного уровня вся служебная информация будет удалена, и данные примут свой первоначальный вид.

Рассмотрим каждый из семи уровней модели OSI и услуги, которые они предоставляют смежным уровням.

Прикладной (Application) уровень представляет собой окно для доступа прикладных процессов к сетевым услугам. Услуги, которые он обеспечивает, напрямую поддерживают приложения пользователя. Прикладной уровень управляет общим доступом к сети, потоком данных и восстановлением данных после сбоев связи.

Уровень представления (Presentation) определяет формат, используемый для обмена данными между сетевыми компьютерами. Типичный пример работы служб представительского уровня – кодирование передаваемых данных определенным стандартным образом. Уровень представления отвечает за преобразование протоколов, трансляцию и шифрование данных, смену кодовой таблицы и расширение графических команд. Кроме того, он управляет сжатием данных для уменьшения объема передаваемых бит.

Сеансовый уровень (Session) позволяет двум приложениям разных компьютеров устанавливать, использовать и завершать соединение, называемое сеансом . Сеанс может предоставлять еще и расширенный набор услуг, полезный для некоторых приложений. сеансовый уровень управляет диалогом между взаимодействующими процессами, устанавливая, какая из сторон, когда, как долго и т.д. должна осуществлять передачу.

Основная функция транспортного уровня (Transport) – принять данные от сеансового уровня, разбить их при необходимости на небольшие части и передать сетевому уровню, гарантируя, что эти части в правильном порядке прибудут по назначению. Все это должно быть сделано эффективно и так, чтобы изолировать более высокие уровни от каких-либо изменений в аппаратной технологии. Транспортный уровень также следит за созданием и удалением сетевых соединений, управляет потоком сообщений, проверяет ошибки и участвует в решении задач, связанных с отправкой и получением пакетов. Примеры протоколов транспортного уровня – TCP и SPX.

Сетевой уровень (Network) управляет операциями подсети. Он отвечает за адресацию сообщений и перевод логических адресов и имен в физические. Сетевой уровень разрешает также проблемы, связанные с разными способами адресации и разными протоколами при переходе пакетов из одной сети в другую, позволяя объединять разнородные сети. Примеры протоколов сетевого уровня – IP и IPX.

Основная задача уровня передачи данных или канального (Data Link) – преобразовать способность физического уровня передавать данные в надежную линию связи, свободную от необнаруженных ошибок с точки зрения вышестоящего сетевого уровня. Эту задачу канальный уровень выполняет при помощи разбиения входных данных на кадры размером от нескольких сот до нескольких тысяч байтов. Каждый следующий кадр данных передается только после получения и обработки кадра подтверждения, посылаемого обратно получателем. Кадр – это логически организованная структура, в которую можно помещать данные.Фиг. 27 представлен простой кадр данных, где идентификатор отправителя – адрес компьютера-отправителя, а идентификатор получателя – адрес компьютера-получателя. Управляющая информация используется для маршрутизации, указания типа пакета и сегментации. CRC (Cyclical Redundancy Check – циклический код) позволяет выявить ошибки и гарантирует правильный прием информации.

Фиг. 27 Кадр данных

Физический уровень (Physical) осуществляет передачу неструктурированного, сырого, потока бит по физической среде (например, по сетевому кабелю). На этом уровне реализуются электрический, оптический, механический и функциональный интерфейсы с кабелем. Физический уровень также формирует сигналы, которые переносят данные, поступившие ото всех вышележащих уровней. На этом уровне определяется способ соединения сетевого кабеля с сетевой платой и способ передачи сигналов по сетевому кабелю. Физический уровень отвечает за кодирование данных и синхронизацию бит, гарантируя, что переданная единица будет воспринята именно как единица, а не как ноль. Уровень устанавливает длительность каждого бита и способ перевода в электрические или оптические импульсы, передаваемые по сетевому кабелю.

Сетевые архитектуры – это комбинация стандартов, топологий и протоколов, необходимых для создания работоспособной сети.

Для использования сетевого ресурса необходимо получить доступ к нему. Существуют три метода доступа: множественный доступ с контролем несущей, доступ с передачей маркера, доступ по приоритету запроса. Метод доступа – набор правил, которые определяют, как компьютер должен отправлять и принимать данные по сетевому кабелю.

Компютрите могат да имат достъп до мрежата, от своя страна, за кратко време.Обикновено, множество компютри в мрежата имат достъп до кабелна ставата.Въпреки това, ако двата компютъра се опитат да предават данни в същото време, техните пакети ще се изправят и ще бъдат разбити.Има така наречената сблъсък.Всички компютри в мрежата, трябва да използват един и същ метод за достъп, в противен случай няма да има прекъсване на мрежата, когато отделните компютри, чиито методи доминират, не позволяват на други да извършват прехвърлянето.Multiple контрол на достъпа с превозвач е разделена на:

· Множествен достъп с откриване на сблъсък;

· Множествен достъп с избягване на сблъсък.

Да разгледаме характеристиките на всеки метод за достъп.Multiple Access с Collision Detection Carrier (Carrier-Sense Multiple Access с Collision Detection, CSMA / CD).Всички компютри в мрежата - клиенти, така и за сървъри - слушат кабел, опитвайки се да открие предадените данни, т.е.трафик.Компютърът може да започне прехвърлянето само когато прецени, че кабелът е безплатно - няма трафик.Докато кабела е зает, нито един от компютрите, не може да предава.Ако има конфликт, тези компютри да спре предаване за произволен период от време и след това се опитват да възстановят контакт.И периоди на изчакване са различни, което намалява вероятността за едновременното възобновяване на предаване.Метод име разкрива същността си: компютрите сякаш слушане на кабела, а оттам - и на контрола носител.Най-често, няколко компютъра в мрежа иска да изпрати данни, откъдето идва и множествена достъп.Слушането на кабела осигурява възможността за откриване на колизии, следователно сблъсък откриване.

Способността за откриване сблъсъци ограничава обхвата на CSMA / CD.За кабели с дължина> механизъм сблъсък откриване 2.5 km става неефективна - някои компютри не могат да чуят алармата и да започне прехвърлянето, което ще доведе до конфликт и унищожаване на данни.CSMA / CD е спорен метод, като компютри, състезаващи се за правото за предаване на данни.Тя е тромава, но текущите реализации са толкова бързи, че потребителите не забелязват, че мрежата е използването на спорен метод.Въпреки това, повече компютри в мрежата, мрежовият трафик и броя на сблъсък се увеличава, а това води до намаляване на капацитета на мрежата.Следователно, в някои случаи, методът на CSMA / CD все още не е достатъчно бързо.По този начин, увеличението на лавина препредаването в състояние да парализира работата на цялата мрежа.Вероятността от тази ситуация зависи от броя на потребителите в мрежата, както и приложенията, с които те работят.Например, базата данни използва мрежата по-интензивно, отколкото TP.

Множествен достъп с носител и избягване на сблъсък (Carrier-Sense Multiple Access с избягване на сблъсък, CSMA / CA).Този метод е най-непопулярните на всички методи за достъп.Всеки компютър, преди мрежа за пренос на данни съобщи за намерението си, така че другите компютри "учат" за предстоящото прехвърляне и да се избягват сблъсъци.Въпреки това, излъчен сигнал, увеличава общата пропускателна способност и намалява мрежовия трафик.Ето защо, CSMA / CA е по-бавен от CSMA / CD.

Достъп символичен преминаване.Методът се състои в следното: особен вид пакет токен (знак), циркулира от компютър на компютър.За изпращане на данни към мрежата, всеки компютър, трябва първо да "изчака" пристигането на свободен маркер и "вземете" го.Grabber, компютърът може да предава данни.Когато един компютър запълване справя вашата информация и да го изпрати по мрежовия кабел, другите компютри няма да могат да се предават данни, тъй като във всеки даден момент само един компютър използва маркер.Мрежата не възниква никаква конкуренция или конфликти или закъснения.

искане за достъп приоритет (приоритет на търсенето).Сравнително нов метод за достъп, предназначени за Ethernet мрежа със скорост на предаване на 100 Mbit / сек - 100 VG-AnyLan.Той е стандартизиран от IEEE в категорията 802.12.Този метод отчита особените конфигурационни 100 VG-AnyLan мрежи, които се състоят само от главината и крайни възли.Хъбове контролират достъпа до кабела, последователно избирателните всеки възел в мрежата, както и установяването на заявки за трансфери.Центърът трябва да знаете адреса и всички комуникационни компоненти и проверява тяхното изпълнение.Крайната точка в съответствие със спецификацията 100 VG-AnyLan може да бъде компютър, мост, маршрутизатор или комутатор.Когато искането приоритетен достъп, като в CSMA / CD, два компютъра, могат да се състезават за правото да предава данни.Въпреки това, този метод се осъществява на принципа, че някои видове данни, ако е имало мач, имат съответния приоритет.Едновременно получаване две заявки концентратор първоначално предпочита да поиска с по-висок приоритет.Ако исканията имат еднакъв приоритет, те се изпълняват в случаен ред.

разработена специална кабелна верига, така че всеки компютър може едновременно да предават и получават данни за мрежа с искане приоритетен достъп.Подходящи vosmiprovodny кабел, всяка двойка проводници който сигнал се предава с честота 25 MHz.

За бързо, без да губите време за изчакване, прехвърляне на информация по мрежата, данните се разбива на малки управляеми единици, съдържащи цялата необходима информация за тяхното прехвърляне.Тези единици са наречени пакети.Терминът "пакет" означава единица на информацията, предавана между устройствата в мрежата като цяло.Когато разделянето на пакетите с данни на мрежова операционна система добавя към всеки пакет, посветен на информация за контрол, която предава на първоначалните данни в малки блокове, събирането на данни в определен ред (тъй като те са получили), проверка на данните за грешки (след монтажа).

Пакет компоненти са групирани в три раздела: заглавният, данни, и ремаркето.

Дял включва:

· A сигнал, че пакетът се предава,

· Източник адрес,

· На адреса на получателя,

· Синхронизация Информация предаване.

За повечето мрежи, размера на пакета е 512 байта до 4 килобайта.

Съдържанието на ремаркето зависи от протокола за комуникация (протокол - набор от правила или стандарти за комуникация и обмен на информация между компютри).В повечето случаи ремаркето съдържа грешка проверка на информацията за нарича цикличен излишък (Циклично Redundancy Check, CRC).CRC - редица получени в резултат на математически манипулации на пакета данни и референтната информация.Когато пакетът достигне до местоназначението си, тези трансформации се повтарят.Ако резултатът е същият като CRC - пакет е получен без грешка.В противен случай, прехвърлянето на пакет се повтаря.

Формата и размера на пакета зависи от типа на мрежа.Максималният размер на пакет определя броя на пакетите, които ще бъдат създадени от операционната система на мрежата за предаване на големи блокове данни.

Интернет дума произлиза от експресивни взаимосвързани мрежи (свързана мрежа).Тази глобална общност на малки и големи мрежи.В най-широк смисъл - е глобална спътникова информация, че притежава богата информация за милиони компютри, които комуникират.

информация за доставка на правилния адрес се извършва с помощта на маршрутизатори, които определят предава информация по всеки маршрут.Router - устройство, което работи с множество канали, насочени към избрания канал веднъж информационния блок.избор на канал се извършва на адреса, посочен в заглавието на входящи съобщения.

Има два вида на интернет протоколи: фундаментални и приложни.Основните протоколи са отговорни за физическото превоза на съобщения между компютри в интернет.Това е протоколите IP и TCP.Приложни посочено протоколи по-високо ниво, те са отговорни за извършването на специализирани услуги.Например, HTTP протокол се използва за прехвърляне на хипертекст съобщения, FTP протокол - за прехвърляне на файлове, SMTP - за изпращане на електронна поща.

Набор от протоколи на различни нива, работещи едновременно, се нарича протокол стека.Всеки по-нисък стак протокол слой има своя собствена система от правила и осигурява обслужване съкращават.По същия начин, всеки протокол в протокола стека изпълнява своята функция, без да се притеснявате за друга ниво функциите на протокола.

Всеки компютър, свързан с Интернет се определя идентификационен номер, който се нарича IP-адрес.Ако сесия-връзка към Интернет IP-адреса на компютъра, се разпределят само за продължителността на сесията.Присвояване на адреси на време с компютър сесия се нарича динамично разпределение на IP-адреси.Той е удобен за доставчика, тъй като една и съща IP-адреса, на различни периоди от време могат да бъдат разпределени на различни потребители.По този начин, доставчикът на интернет трябва да има един IP-адрес за всеки модем, обслужвана от тях, а не на всеки клиент.IP-адрес е hhh.hhh.hhh.hhh формат, където ххх - число между 0 и 255. Помислете типичен IP-адрес: 193.27.61.137.За да се улесни запаметяването на IP-адреса, обикновено е поредица от числа, изразени в десетичен вид, разделени с точки.Но компютри се съхраняват в двоичен вид.

Четирите номера в IP-адреса, се наричат октета, защото във всяка една от тях в двоичното представяне, има осем бита.На октета са разделени в две секции: Net и домакин.Net-точка се използва за определяне на мрежата, към която принадлежи компютъра.Водещ, който се нарича възел идентифицира конкретен компютър в мрежата.

На ранен етап от развитието на Интернет, се състои от малък брой компютри, свързани с модеми и телефонни линии.След това, потребителите могат да се свързват към компютъра чрез въвеждане на цифров адрес.С увеличаване на броя на имената им бяха заменени с цифров текст, защото името на текст е по-лесно да се запомни от цифрова.Има проблем на автоматизация на този процес, а през 1983 г. е създадена така наречената система-на DNS (Domain Name System) в Университета на Уисконсин, САЩ, което автоматично отговаря на имената на текстови и IP-базирани.Вместо номера се предложи днес се превърна в познатия тип WWW рекорд за нас.myname.Город.RU.

принципа на именуване определяне на отговорност се реализира в системата за имена на домейни за подмножество на съответните мрежови групи.Всяка група следва това просто правило.Имена, че тя задава, са уникални сред много от преките си доклади, така че няма две системи, където и да са в интернет, няма да бъде в състояние да получи същото име.

За да се превърне азбучен име на домейн в IP-адреса на цифров формат са DNS сървъри.

Всяка страна има своя собствен домейн: о - Австралия, да бъде - Белгия, и т.н.Тази географска домейни от първо ниво.В допълнение към географското указание се използва организационната черта, според която има следните имена на домейни от първо ниво:

· Com - търговски предприятия,

· EDU - образователни институции,

· Пра - правителствени агенции,

· Mil - военни организации,

· Net - мрежа на образованието,

· Org - организации и институции на други мрежови ресурси.

В рамките на всеки домейн от първо ниво е няколко имена на домейни от второ ниво.име на домейн от първо ниво е в правото, и домейна на по-ниското ниво - вляво.

За да се намери документ в интернет е достатъчно, за да се запознаят с линк към него - така наречения универсален показалеца на URL адреса на ресурсите (Uniform Resource Locator - Uniform Resource Locator), което показва местоположението на всеки файл, съхраняван на свързан компютър към интернет.URL адресът е разширяването на мрежата на концепцията за пълното име на ресурса, като например файл или приложение и пътя до него в операционната система.В URL адреса, в допълнение към името на файла и директорията, в която се намира, е името на мрежата на компютъра, на който се намира на ресурса, и протокола за достъп до ресурс, който може да се използва за достъп до нея.

Сред най-често използваните интернет услуги включват електронна поща, WWW, Интернет услуги новини, прехвърляне на файлове чрез FTP, терминал за достъп чрез Telnet и редица други услуги.

Email появила преди интернет, но това не е само остарял, но, напротив, е най-широко разпространените мрежови услуги и непрекъснато усвояване на нови потребители.На електронната поща, както обикновено, съдържа подателя и получателя адреси.Възможно е да се постави графично изображение или друг файл.На него можете да поставите цифров подпис, който играе същата роля като подписа в обикновена писмена форма.Е-мейл адрес е име на домейн име @ формат, например Ivanov@abc.rst.ru.Някои от ляво на знака @ - име на пощенска кутия (имейл акаунт име) на сървъра, от който собственикът на адреса взема писмото (в този пример - Иванов).Обикновено, потребителското име съвпада с името на пощенската кутия.Част от правото на знака @ се нарича областта и показва местоположението на пощенската кутия.Трябва да се отбележи, че подкрепата на имейл адрес не е крайната точка на доставка, т.е.не на адреса на домашния си компютър, както и адреса на сървъра, на който вие получавате поща.За да изпращате съобщения, използвайки протокола SMTP (Simple Mail Transfer Protocol - Simple Mail Transfer Protocol) и SMTP-сървърите, съответно.За да получите е-мейл съобщения в момента са най-често се използва Rohrsen протокол (Post Office Protocol - Post Office Protocol), който следи на правото на потребителя да събира пощата от кутията и следователно изисква предоставяне на потребителско име и парола.

WWW - е най-популярната интернет услуга.Именно той, защото на тяхната относителна простота и яснота за потребителя, така че направих масовото прибягване до мрежовите ресурси.В най-общи линии, на WWW - система на уеб сървъри, поддържащи документи форматирани по специален начин.Потребителят с помощта на програмата за клиент (браузър) прави искане на сървър на данни и уеб-сървър подкрепя искането на браузъра.Browser - програма, която осигурява лечение на желания ресурс на сървъра, от URL адреса му, тълкуването на резултатите и да я показва на клиентския компютър.Протоколът, който се доставя на уеб-сървър документ уеб-браузър, е името на HTTP (Hypertext Transfer Protocol - Hypertext Transfer Protocol) Най.Хипертекст - един текст, съдържащ хипервръзките, свързващи думи или изображения на документа с други средства (с някои друг документ или друг раздел на същия документ), и други подобни, свързани с дума или документни изображения обикновено са разграничени, обикновено с подчертаване ,Потребителят може да активира тази връзка кликване.Тъй като съвременните електронни документи, които съдържат не само текст, но и всяка мултимедийна информация (текст, графика, звук) като референтен стомана се използва не само текст, но и графика.С течение на времето, на концепцията за хипертекст е удължен до концепцията за хипермедия.Хипермедия - метод за организиране на мултимедийна информация на базата на различни видове референтни данни.

Ние се въведе редица определения, използвани в описанието на средства и методи за защита на информацията в автоматизираните системи за обработка, които се основават на компютърна техника.

Компютърната система (COP) - организационна и техническа система, представляваща сумата от следните взаимосвързани компоненти: технически средства за обработка и предаване на данни;Методи и алгоритми под формата на съответния софтуер;данни - информация за различни медии и е в процес на обработка;крайните потребители - служители и потребители, които използват на Конференцията на страните, за да отговори на нуждите от информация;Достъп обект - всеки член на Конференцията на страните, достъп до която може да бъде произволно ограничава (файлове, устройства, канали);Заглавие достъп - всяко лице, което може да започне изпълнението на операциите на обекти (потребители, процеси).

Информационната сигурност - състояние COP, в която тя е в състояние да издържат на дестабилизиращи последици от вътрешни и външни ИТ заплахи и не създава такива заплахи за самите елементи на Конференцията на страните и на околната среда.

Поверителност на информацията - информация за свойство да бъде достъпна само за ограничен брой краен потребител достъп и други лица, които са преминали съответния изпит и допуснати до използването му.

Целостта на информацията - имотът да запази своята структура и съдържание по време на съхранение, използване и трансфер.

Надеждност на информация - имот, по отношение на стриктното информационни съоръжения предмет, който е неин източник.

Достъп до информация - предмет на възможността за извършване на определени действия с информацията.

Оторизиран достъп до информация - достъп до прилагането на правилата за ограничаване на достъпа до информация.

Неразрешен достъп (неоторизиран достъп) - Достъп до нарушаване на правилата за ограничаване на достъпа до информацията на обекта, използвайки ресурсите на персонала (софтуер или хардуер), предоставени от Конференцията на страните.

Правила разграничения доступа – регламентация прав доступа субъекта к определенному компоненту системы.

Идентификация – получение от субъекта доступа к сведениям (имя, учетный номер и т.д.), позволяющим выделить его из множества субъектов.

Аутентификация – получение от субъекта сведений (пароль, биометрические параметры и т.д.), подтверждающих, что идентифицируемый субъект является тем, за кого себя выдает.

Угроза информационной безопасности КС – возможность воздействия на информацию, обрабатываемую КС, с целью ее искажения, уничтожения, копирования или блокирования, а также возможность воздействия на компоненты КС, приводящие к сбою их функционирования.

Уязвимость КС – любая характеристика, которая может привести к реализации угрозы.

Атака КС – действия злоумышленника, предпринимаемые с целью обнаружения уязвимости КС и получения несанкционированного доступа к информации.

Безопасная, или защищенная, КС – КС, снабженная средствами защиты для противодействия угрозам безопасности.

Комплекс средств защиты – совокупность аппаратных и программных средств, обеспечивающих информационную безопасность.

Политика безопасности – совокупность норм и правил, регламентирующих работу средств защиты от заданного множества угроз.

Дискреционная модель разграничения доступа – способ разграничения доступа субъектов к объектам, при котором права доступа задаются некоторым перечнем прав доступа субъекта к объекту. При реализации представляет собой матрицу, строками которой являются субъекты, а столбцами – объекты; элементы матрицы характеризуют набор прав доступа.

Полномочная (мандатная) модель разграничения доступа – способ разграничения доступа субъектов к объектам, при котором каждому объекту ставится в соответствие уровень секретности, а каждому субъекту уровень доверия к нему. Субъект может получить доступ к объекту, если его уровень доверия не меньше уровня секретности объекта.

Классификация угроз может быть проведена по ряду базовых признаков.

· по природе возникновения: объективные природные явления, не зависящие от человека; субъективные действия, вызванные деятельностью человека.

· по степени преднамеренности: ошибки конечного пользователя или персонала; преднамеренного действия, для получения НСД к информации.

· по степени зависимости от активности КС: проявляющиеся независимо от активности КС (вскрытие шифров, хищение носителей информации); проявляющиеся в процессе обработки данных (внедрение вирусов, сбор «мусора» в памяти, сохранение и анализ работы клавиатуры и устройств отображения).

· по степени воздействия на КС: пассивные угрозы (сбор данных путем выведывания или подсматривания за работой пользователей); активные угрозы (внедрение программных или аппаратных закладок и вирусов для модификации информации или дезорганизации работы КС).

· по способу доступа к ресурсам КС: получение паролей и прав доступа, используя халатность владельцев и персонала, несанкционированное использование терминалов пользователей, физического сетевого адреса, аппаратного блока кодирования и др.; обход средств защиты, путем загрузки посторонней операционной защиты со сменного носителя; использование недокументированных возможностей операционной системы.

· по текущему месту расположения информации в КС: внешние запоминающие устройства; оперативная память; сети связи; монитор или иное отображающее устройство (возможность скрытой съемки работы принтеров, графопостроителей, световых панелей и т.д.).


[1] История и методология информатики / Новосибирский государственный университет; РАН, Сибирское отделение, Институт вычислительных технологий [Электронный ресурс] // www.sbras.ru / NSKseminar / upload / 200704091527140.hystory.pdf.

[2] Закарлюк, Н.М. Информатика как наука и как вид практической деятельности / Н.М. Закарлюк [Электронный ресурс] // www.ict.edu.ru/ft/004336/15.pdf

[3] Федеральный закон № 149-ФЗ от 27.07.2006 «Об информации, информационных технологиях и о защите информации» (принят ГД ФС РФ 08.07.2006)

[4] Сигнал – это изменяющийся во времени физический процесс. Такой процесс может содержать различные характеристики

[5] Носитель информации – среда для записи и хранения информации. Носителем информации может быть:

- любой материальный предмет: бумага, камень, дерево, стол, классная доска, звездная пыль, мусор на полу и т. д.;

- волны различной природы: акустическая (звук), электромагнитная (свет, радиоволна), гравитационная (давление, притяжение) и т. д.;

- вещество в различном состоянии: концентрация молекул в жидком растворе, температура и давление газа и т. д.

К машинным носителям информации относятся: перфоленты, перфокарты, магнитные ленты, магнитные диски, оптические диски и т. д.

[6] Клод Шеннон – американский инженер и математик, один из основоположников теории информации.

[7] Форм-фактор – спецификация, определяющая размеры материнской платы, расположение крепежных отверстий, сокета центрального процессора, слотов оперативной памяти, интерфейсов шин, портов ввода/вывода, разъемов для подключения питанияы

<== Предишна лекция | На следващата лекция ==>
| Поколения компютри и техните функции

; Дата: 06.01.2014;; Прегледи: 1458; Нарушаването на авторските права?;


Ние ценим Вашето мнение!Беше ли полезна публикуван материал?Да |не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



ailback.ru - Edu Doc (2013 - 2017) на година.Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва!Най-новото допълнение , Al IP: 11.45.9.24
Page генерирана за: 0.351 сек.