ИНФОРМАТИКА ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ УСТРОЙСТВА И АРХИТЕКТУРЫ КОМПЬЮТЕРА

КЛАССЫ КОМПЬЮТЕРОВ q. По классу выполняемых задач ØКомпьютер общего назначения — компьютер, способный решить любую задачу, которая может быть выражена в виде программы и выполнена в рамках разумных ограничений, накладываемых ёмкостью системы хранения компьютера, допустимым размером программы, скоростью её выполнения и надёжностью оборудования ØСпециализированная вычислительная машина — вычислительная машина, предназначенная для решения одной задачи или узкого круга задач

КЛАССЫ КОМПЬЮТЕРОВ q. По виду вычислительного процесса Ø Аналоговый компьютер —вычислительная машина, которая представляет числовые данные при помощи аналоговых физических переменных (скорость, длина, напряжение, ток, давление), в чём и состоит его главное отличие от цифрового компьютера Ø Гибридный компьютер, гибридная вычислительная машина, аналого-цифровая система — вид гибридной вычислительной системы (ГВС), сочетающий в себе свойства аналоговых и цифровых вычислительных устройств Ø Цифровые вычислительные машины • двоичные • троичные • Десятичные

КЛАССЫ КОМПЬЮТЕРОВ q По виду рабочей среды Ø Квантовый компьютер — вычислительное устройство, работающее на основе квантовой механики. Квантовый компьютер принципиально отличается от классических компьютеров, работающих на основе классической механики Ø Механический компьютер — построен из механических компонентов, таких как рычаги и механизмы, а не электронные микросхемы Ø Оптический компьютер — компьютер, основанный на использовании оптических процессоров Ø Электронный компьютер (ЭВМ) — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач Ø Биологический компьютер — компьютер, который функционирует как живой организм или содержит биологические компоненты

КЛАССЫ КОМПЬЮТЕРОВ q. По назначению ØСервер — компьютер, выделенный из группы персональных компьютеров (или рабочих станций) для выполнения какой либо сервисной задачи без непосредственного участия человека ØРабочая станция — комплекс аппаратных и программных средств, предназначенных для решения определённого круга задач ØПерсональный компьютер — компьютер, предназначенный для эксплуатации одним пользователем, то есть для личного использования

КЛАССЫ КОМПЬЮТЕРОВ q В зависимости от размера Ø Мейнфрейм — высокопроизводительный компьютер со значительным объёмом оперативной и внешней памяти, предназначенный для организации централизованных хранилищ данных большой ёмкости и выполнения интенсивных вычислительных работ Ø Миникомпьютер (термин уже не используется) — термин, распространённый в 1960— 1980 х гг. , относящийся к классу компьютеров, размеры которых варьировались от шкафа до небольшой комнаты Ø Карманный персональный компьютер (КПК) — портативное вычислительное устройство, обладающее широкими функциональными возможностями Ø Ноутбук, нетбук — портативный персональный компьютер, в корпусе которого объединены типичные компоненты ПК. Нетбук — субноутбук с относительно невысокой производительностью, предназначенный в основном для выхода в Интернет и работы с офисными приложениями Ø Нанокомпьютер — вычислительное устройство на основе электронных (механических, биохимических, квантовых) технологий с размерами логических элементов порядка нескольких нанометров

КЛАССЫ КОМПЬЮТЕРОВ q По другим признакам Ø Встраиваемая система — специализированная микропроцессорная система управления, концепция разработки которой заключается в том, что такая система будет работать, будучи встроенной непосредственно в устройство, которым она управляет Ø Параллельные вычислительные системы — это физические компьютерные, а также программные системы, реализующие тем или иным способом параллельную обработку данных на многих вычислительных узлах Ø Компьютер для операций с функциями — оперирует с функциями на аппаратном уровне (то есть без программирования этих операций) Ø Суперкомпьютер — вычислительная машина, значительно превосходящая по своим техническим параметрам большинство существующих компьютеров Ø Нейрокомпьютер — устройство переработки информации на основе принципов работы естественных нейронных систем Ø Биокомпьютер — компьютер, который функционирует как живой организм или содержит биологические компоненты Ø Молекулярный компьютер — вычислительные системы, использующие вычислительные возможности молекул (преимущественно, органических). Молекулярными компьютерами используется идея вычислительных возможностей расположения атомов в пространстве Ø ДНК-компьютер — вычислительная система, использующая вычислительные возможности молекул ДНК

ОБЩАЯ СХЕМА КОМПЬЮТЕРА

ОБЩАЯ СХЕМА КОМПЬЮТЕРА q. Память (ЗУ) q. Процессор • устройство управления (УУ) • арифметико-логическое устройство (АЛУ) qустройство ввода qустройство вывода

ОБЩАЯ СХЕМА КОМПЬЮТЕРА

ОБЩАЯ СХЕМА КОМПЬЮТЕРА q. Функции памяти • приём информации • запоминание информации • выдача информации q. Функции процессора • обработка данных по заданной программе • программное управление работой устройств

РЕГИСТРЫ • сумматор • счетчик команд • регистр команд

ПРИНЦИПЫ ФОН НЕЙМАНА • Принцип программного управления • Принцип однородности памяти • Принцип адресности

КОМАНДА q. Команда — это описание элементарной операции, которую должен выполнить компьютер q. Команды • • Одноадресные Двухадресные Трехадресные Переменноадресные

КОМАНДА СЛОЖЕНИЯ • одноадресная команда add x (содержимое ячейки x сложить с содержимым сумматора, а результат оставить в сумматоре) add x • двухадресная команда add x, y (сложить содержимое ячеек x и y, а результат поместить в ячейку y) add x y трехадресная команда add x, y, z (содержимое ячейки x сложить с содержимым ячейки y, сумму поместить в ячейку z) add x y z

АРХИТЕКТУРА С СТРУКТУРА КОМПЬЮТЕРА q. Архитектура компьютера — описание на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, системы адресации, организации памяти и т. д. q. Структура компьютера — это совокупность его функциональных элементов и связей между ними.

АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРА • Классическая архитектура

АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРА • Многопроцессорная архитектура

АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРА • Многомашинная вычислительная система

АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРА • Архитектура с параллельными процессорами

СИСТЕМНЫЙ БЛОК

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ РАЗЪЕМОВ

ПРОЦЕССОР арифметико логическое устройство; шины данных и шины адресов; регистры; счетчики команд; кэш — очень быструю память малого объема (от 8 до 512 Кбайт); • математический сопроцессор чисел с плавающей точкой • • •

ПРОЦЕССОР

ПРОЦЕССОРЫ

МАШИННЫЙ ЦИКЛ

СТРУКТУРА ЦП

КОНВЕЙЕРНАЯ ОБРАБОТКА КОМАНД

ПАМЯТЬ q. Внутрипроцессорная память • Регистровая память • Кэш (1 и 2 го уровней) q. Оперативная память q. Постоянная память q. Дисковая или на память на внешних носителях

ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ • Оперативная память (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory — память с произвольным доступом) — это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами

ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ

СПЕЦИАЛЬНАЯ ПАМЯТЬ q. Постоянная память • Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory — память только для чтения) — энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения • PROM (англ. Programmable Read-Only Memory) — класс полупроводниковых запоминающих устройств, постоянная память с пережигаемыми перемычками • EEPROM (англ. Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) — электрически стираемое перепрограммируемое ПЗУ (ЭСППЗУ) • Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) — энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого q. Видеопамять (VRAM) — разновидность оперативного ЗУ, в котором хранятся закодированные изображения.

ВНЕШНЯЯ ПАМЯТЬ

ВНЕШНЯЯ ПАМЯТЬ накопители на жёстких магнитных дисках флэш накопители на компакт-дисках накопители на гибких магнитных дисках накопители на магнито оптических компакт дисках • накопители на магнитной ленте (стримеры) и др. • • •

ЖЕСТКИЙ ДИСК

ВИДЕОКАРТА Видеокарта (также видеоадаптер, графический адаптер, графическая плата, графическая карта, графический ускоритель) — электронное устройство, преобразующее графический образ, хранящийся, как содержимое памяти компьютера (или самого адаптера), в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора

ВИДЕОКАРТА

ЗВУКОВАЯ КАРТА • Звуковая карта (звуковая плата, аудиокарта; англ. sound card) — дополнительное оборудование персонального компьютера, позволяющее обрабатывать звук (выводить на акустические системы и/или записывать)

ЗВУКОВАЯ КАРТА

УСТРОЙСТВА ВВОДА q Устройства ввода графической информации • • • Сканер Видео и Веб камера Цифровой фотоаппарат Плата видеозахвата Сенсорные экраны q Устройства ввода звуковой информации • • Микрофон Цифровой диктофон q Устройства ввода текстовой информации • Клавиатура q Указательные (координатные) устройства • • • Мышь Тачскрин Джойстик q Игровые устройства ввода • • • Джойстик Педаль Геймпад Руль Танцевальная платформа

УСТРОЙСТВА ВЫВОДА q Устройства для вывода визуальной информации • • Монитор (дисплей) Проектор Принтер Графопостроитель q Устройства для вывода звуковой информации • Встроенный динамик • Колонки • Наушники q Устройства для вывода прочей информации • Игровой джойстик (при столкновении с препятствием вибрирует) • Видеокарта q Устройства ввода/вывода • • • Магнитный барабан Стример Дисковод Жёсткий диск Различные порты Различные сетевые интерфейсы

МАТЕРИНСКАЯ ПЛАТА • Материнская плата сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера либо сервера начального уровня (центральный процессор, контроллер оперативной памяти и собственно ОЗУ, загрузочное ПЗУ, контроллеры базовых интерфейсов ввода вывода

МАТЕРИНСКАЯ ПЛАТА

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДАННЫХ В КОМПЬЮТЕРЕ • Данные в компьютере – это сигналы, зафиксированные на физическом носителе в форме, пригодной для постоянного хранения, передачи и обработки

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЦЕЛЫХ ЧИСЕЛ

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЗВУКОВОГО СИГНАЛА

МЕЖКОМПЬЮТЕРНАЯ СВЯЗЬ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ • Перенос информации на большие расстояния • Совместный доступ к информационным, аппаратным и вычислительным ресурсам • Обмен информацией

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ • Компьютерная сеть (вычислительная сеть, сеть передачи данных) — система связи компьютеров или компьютерного оборудования (серверы, маршрутизаторы и другое оборудование). Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления, как правило — различные виды электрических сигналов, световых сигналов или электромагнитного излучения • Сервер (англ. serve — обслуживать) — это высокопроизводительный компьютер с большим объёмом внешней памяти, который обеспечивает обслуживание других компьютеров путем управления распределением дорогостоящих ресурсов совместного пользования (программ, данных и периферийного оборудования) • Клиент (иначе, рабочая станция) — любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера

ТЕРМИНАЛЬНАЯ СЕТЬ

КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ q По технологии предачи данных q Широковещательная q От узла к узлу q По типу коммутации q Коммутация каналов q Коммутация пакетов q По иерархической организации q Одноранговые q С выделенным сервером q По скорости передачи q Низкоскоростные q Среднескоростные q Высокоскоростные q Сверхвысокоскоростные q По среде передачи q По территориальному охвату

КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ q. По среде передачи q Проводные q Провода q Кабельные q Коаксиальные q Оптоволоконные q Беспроводные q Наземные q Спутниковые q Другие q. По территориальному охвату q Персональная q Локальная q Муниципальная q Глобальная q Интернет

ТОПОЛОГИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ q. Топология компьютерной сети логический и физический способы соединения компьютеров, кабелей и других компонентов, в целом составляющих сеть ü Топология как математическое понятие: Топология (от греч. topos — место и. . . логия), раздел математики, изучающий топологические свойства фигур, т. е. свойства, не изменяющиеся при любых деформациях, производимых без разрывов и склеиваний. Примерами топологических свойств фигур являются размерность, число кривых , ограничивающих данную область и т. д. Так, окружность, эллипс, контур квадрата имеют одни и те же топологические свойства, т. к. эти линии могут быть деформированы одна в другую описанным выше образом; в то же время кольцо и круг обладают различными топологическими свойствами: круг ограничен одним контуром, а кольцо —двумя. (Советский энциклопедический словарь. "Советская энциклопедия", 1979 )

ТОПОЛОГИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ

АРХИТЕКТУРА СЕТИ • Ethernet (англ. ether — эфир) — широковещательная сеть. Это значит, что все станции сети могут принимать все сообщения. Топология — линейная или звездообразная. Скорость передачи данных 10 или 100 Мбит/сек. • Arcnet (Attached Resource Computer Network — компьютерная сеть соединённых ресурсов) — широковещательная сеть. Физическая топология — дерево. Скорость передачи данных 2, 5 Мбит/сек. • Token Ring (эстафетная кольцевая сеть, сеть с передачей маркера) — кольцевая сеть, в которой принцип передачи данных основан на том, что каждый узел кольца ожидает прибытия некоторой короткой уникальной последовательности битов — маркера — из смежного предыдущего узла. Поступление маркера указывает на то, что можно передавать сообщение из данного узла дальше по ходу потока. Скорость передачи данных 4 или 16 Мбит/сек. • FDDI (Fiber Distributed Data Interface) — сетевая архитектура высокоскоростной передачи данных по оптоволоконным линиям. Скорость передачи — 100 Мбит/сек. Топология — двойное кольцо или смешанная (с включением звездообразных или древовидных подсетей). Максимальное количество станций в сети — 1000. • АТМ (Asynchronous Transfer Mode) — обеспечивает передачу цифровых данных, видеоинформации и голоса по одним и тем же линиям. Скорость передачи до 2, 5 Гбит/сек. Линии связи оптические

УСТРОЙСТВА • • • Витая пара —вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой Коаксиальный кабель (от лат. co — совместно и axis — ось, то есть «соосный» ), также известный как коаксиал (от англ. coaxial), — электрический кабель, состоящий из расположенных соосно центрального проводника и экрана. Обычно служит для передачи высокочастотных сигналов. Коннекторы (соединители) для подключения кабелей к компьютеру; разъёмы для соединения отрезков кабеля. Сетевые интерфейсные адаптеры для приёма и передачи данных. В соответствии с определённым протоколом управляют доступом к среде передачи данных. Размещаются в системных блоках компьютеров, подключенных к сети. К разъёмам адаптеров подключается сетевой кабель. Трансиверы повышают уровень качества передачи данных по кабелю, отвечают за приём сигналов из сети и обнаружение конфликтов. Хабы (концентраторы) и коммутирующие хабы (коммутаторы) расширяют топологические, функциональные и скоростные возможности компьютерных сетей. Повторители (репитеры) усиливают сигналы, передаваемые по кабелю при его большой длине. Мост (англ. Bridge) — связывает две локальные сети. Передаёт данные между сетями в пакетном виде, не производя в них никаких изменений. Маршрутизатор (англ. Router) объединяет сети с общим протоколом более эффективно, чем мост. Он позволяет, например, расщеплять большие сообщения на более мелкие куски, обеспечивая тем самым взаимодействие локальных сетей с разным размером пакета Мостовой маршрутизатор (англ. Brouter) — это гибрид моста и маршрутизатора, который сначала пытается выполнить маршрутизацию, где это только возможно, а затем, в случае неудачи, переходит в режим моста Шлюз (англ. Gate. Way), в отличие от моста, применяется в случаях, когда соединяемые сети имеют различные сетевые протоколы. Поступившее в шлюз сообщение от одной сети преобразуется в другое сообщение, соответствующее требованиям следующей сети. Таким образом, шлюзы не просто соединяют сети, а позволяют им работать как единая сеть. C помощью шлюзов также локальные сети подсоединяются к мэйнфреймам — универсальным мощным компьютерам

УСТРОЙСТВА

СЕТЕВЫЕ ПРОТОКОЛЫ • Сетевой протокол – набор правил и действий (очерёдности действий), позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между двумя и более включёнными в сеть устройствами. Разные протоколы, зачастую, описывают лишь разные стороны одного типа связи • Сетевая модель – соглашения на концептуальном уровне о том, как принимать и передавать данные для всех этапов сетевого взаимодействия • Стек протоколов – это иерархически организованная совокупность протоколов для обеспечения взаимодействия узлов компьютерной сети • Стек протоколов TCP/IP (англ. Transmission Control Protocol/Internet Protocol — протокол управления передачей) — набор сетевых протоколов разных уровней модели сетевого взаимодействия DOD, используемых в сетях. Протоколы работают друг с другом в стеке (англ. stack, стопка) — это означает, что протокол, располагающийся на уровне выше, работает «поверх» нижнего, используя механизмы инкапсуляции. Например, протокол TCP работает поверх протокола IP

УРОВНИ ПРОТОКОЛОВ (OSI) • • Прикладной уровень Уровень представления Сеансовый уровень Транспортный уровень Сетевой уровень Уровень звена данных (канальный) Физический уровень

ПРОТОКОЛЫ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ • • IPX/SPX Net. BEUI Apple. Talk TCP/IP SNA DLC DNA

TCP/IP • Transmission Control Protocol/Internet Protocol, TCP/IP (Протокол управления передачей/Протокол Интернета) • Уровень межсетевого взаимодействия • Internet Protocol (IP) — межсетевой протокол. Относится к маршрутизируемым протоколам сетевого уровня семейства TCP/IP. Именно IP стал тем протоколом, который объединил отдельные подсети во всемирную сеть Интернет. Неотъемлемой частью протокола является адресация сети • Routing Information Protocol — один из самых простых протоколов маршрутизации. Применяется в небольших компьютерных сетях, позволяет маршрутизаторам динамически обновлять маршрутную информацию (направление и дальность в хопах), получая ее от соседних маршрутизаторов • OSPF (Open Shortest Path First) — протокол динамической маршрутизации, основанный на технологии отслеживания состояния канала (link state technology) и использующий для нахождения кратчайшего пути Алгоритм Дейкстры ( алгоритм на графах, изобретённый нидерландским ученым Э. Дейкстрой в 1959 году. Находит кратчайшее расстояние от одной из вершин графа до всех остальных. Алгоритм работает только для графов без рёбер отрицательного веса. Алгоритм широко применяется в программировании и технологиях, например, его использует протокол OSPF для устранения кольцевых маршрутов ) • ICMP ( Internet Control Message Protocol — протокол межсетевых управляющих сообщений) — сетевой протокол. В основном ICMP используется для передачи сообщений об ошибках и других исключительных ситуациях, возникших при передаче данных, например, запрашиваемая услуга недоступна, или хост, или маршрутизатор не отвечают. Также на ICMP возлагаются некоторые сервисные функции

TCP/IP • Transmission Control Protocol/Internet Protocol, TCP/IP (Протокол управления передачей/Протокол Интернета) • Транспортный уровень • TCP — это транспортный механизм, предоставляющий поток данных, с предварительной установкой соединения, за счёт этого дающий уверенность в достоверности получаемых данных, осуществляет повторный запрос данных в случае потери данных и устраняет дублирование при получении двух копий одного пакета. В отличие от UDP гарантирует целостность передаваемых данных и уведомление отправителя о результатах передачи • UDP (User Datagram Protocol — протокол пользовательских датаграмм). С UDP компьютерные приложения могут посылать сообщения (в данном случае называемые датаграммами) другим хостам по IP сети без необходимости предварительного сообщения для установки специальных каналов передачи или путей данных

TCP/IP • Transmission Control Protocol/Internet Protocol, TCP/IP (Протокол управления передачей/Протокол Интернета) • Прикладной уровень • FTP — протокол передачи файлов • TFTP (Trivial File Transfer Protocol) — простейший протокол пересылки файлов • Telnet — протокол, используемый для эмуляции удаленной станции • SMTP — простой протокол передачи сообщений. • HTTP — протокол передачи гипертекста • Уровень сетевых интерфейсов

УРОВНИ СТЕКА TCP/IP 1. Прикладной уровень (Application) WWW, FTP, TFTP, SNMP, Telnet, SMTP, DNS, DHCP, WINS 2. Транспортный уровень (Transport) TCP, UDP 3. Уровень межсетевого взаимодействия (Internet) ARP, ICMP, RIP, OSPF 4. Уровень сетевого интерфейса (Network Interface) Не регламентируется спецификациями стека TCP/IP (Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM, X. 25, Frame Relay, SLIP, PPP)

СООТВЕТСТВИЕ УРОВНЕЙ СТЕКА TCP/IP И МОДЕЛИ OSI 7. Прикладной (Application) 1. Прикладной уровень (Application) 6. Представления (Presentation) 5. Сеансовый (Session) 4. Транспортный (Transport) 2. Транспортный уровень (Transport) 3. Сетевой (Network) 3. Уровень межсетевого взаимодействия (Internet) 2. Канальный (Data Link) 4. Уровень сетевого интерфейса (Network Interface) 1. Физический (Physical)

СООТВЕТСТВИЕ УРОВНЕЙ СТЕКА TCP/IP И МОДЕЛИ OSI 7 WWW, Gopher, WAIS SNMP FTP Telnet TFTP SMTP I 6 5 TCP UDP II 4 3 IP ICMP RIP OSPF ARP III 2 не регламентируется: Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, PPP, FDDI, X. 25, SLIP, frame relay. . . IV 1 уровни OSI уровни TCP/IP

СХЕМА ВЗАИМОЗАВИСИМОСТИ ПРОТОКОЛОВ СЕМЕЙСТВА TCP/IP

ПАКЕТ С ДАННЫМИ

СТРУКТУРА ПАКЕТА IP

СТРУКТУРА TCP-ПАКЕТА

ИНТЕРНЕТ • Интернет(англ. Internet, МФА: [ˈɪn. tə. net) — всемирная система объединённых компьютерных сетей. Часто упоминается как Всемирная сеть и Глобальная сеть, а также просто Сеть. Построена на базе протокола IP и маршрутизации IP пакетов. На основе Интернет работает Всемирная паутина (World Wide Web, WWW) и множество других систем передачи данных • Всемирная паутина (англ. World Wide Web) — распределенная система, предоставляющая доступ к связанным между собой документам, расположенным на различных компьютерах, подключенных к Интернету. Для обозначения Всемирной паутины также используют слово веб (англ. web «паутина» ) и аббревиатуру WWW • Консорциум Всемирной паутины (англ. World Wide Web Consortium, W 3 C) — организация, разрабатывающая и внедряющая технологические стандарты для Всемирной паутины. Консорциум возглавляет сэр Тимоти Джон Бернерс Ли, автор множества разработок в области информационных технологий • Краудсорсинг (англ. crowdsourcing, crowd — «толпа» и sourcing — «использование ресурсов» ) — передача определённых производственных функций неопределённому кругу лиц. Решение общественно значимых задач силами множества добровольцев, часто координирующих при этом свою деятельность с помощью информационных технологий

ИНТЕРНЕТ Информационная среда Время, лет Радио 38 Телевидение 13 Кабельное телевидение 10 Интернет 5

ИНТЕРНЕТ • Сервис DNS, или система доменных имен, обеспечивающий возможность использования для адресации узлов сети мнемонических имен вместо числовых адресов; • Электронная почта (E mail), обеспечивающая возможность обмена сообщениями одного человека с одним или несколькими абонентами; • Сервис IRC, предназначенный для поддержки текстового общения в реальном времени (chat); • Телеконференции, или группы новостей (Usenet), обеспечивающие возможность коллективного обмена сообщениями; • Сервис FTP — система файловых архивов, обеспечивающая хранение и пересылку файлов различных типов; • Сервис Telnet, предназначенный для управления удаленными компьютерами в терминальном режиме; • World Wide Web (WWW, W 3, «Всемирная паутина» ) — гипертекстовая (гипермедиа) система, предназначенная для интеграции различных сетевых ресурсов в единое информационное пространство; • Потоковое мультимедиа

ИНТЕРНЕТ • Всемирная паутина • • • Веб форумы Блоги Вики проекты (и, в частности, Википедия) Интернет магазины Интернет аукционы Социальные сети Электронная почта и списки рассылки Группы новостей (в основном, Usenet) Файлообменные сети Электронные платёжные системы Интернет радио Интернет телевидение IPTV

ИНТЕРНЕТ • • • IP телефония Мессенджеры FTP серверы IRC (реализовано также как веб чаты) Поисковые системы Интернет реклама Удалённые терминалы Удалённое управление Многопользовательские игры Веб 2. 0

ВСЕМИРНАЯ ПАУТИНА • Гипертекст — представляется набором текстов, содержащих узлы перехода между ними, которые позволяют избирать читаемые сведения или последовательность чтения • Гиперссылка (англ. hyperlink) — часть гипертекстового документа, ссылающаяся на другой элемент (команда, текст, заголовок, примечание, изображение) в самом документе, на другой объект (файл, каталог, приложение), расположенный на локальном диске или в компьютерной сети, либо на элементы этого объекта • Единый указатель ресурсов (англ. URL — Uniform Resource Locator) — единообразный локатор (определитель местонахождения) ресурса. Стандартизированный способ записи адреса ресурса в сети Интернет • Семантическая паутина (англ. Semantic Web) — это направление развития Всемирной паутины, целью которого является представление информации в виде, пригодном для машинной обработки • CSS (англ. Cascading Style Sheets — каскадные таблицы стилей) — формальный язык описания внешнего вида документа, написанного с использованием языка разметки. Преимущественно используется как средство описания, оформления внешнего вида веб страниц, написанных с помощью языков разметки HTML и XHTML, но может также применяться к любым XML документам, например, к SVG или XUL • WYSIWYG (является аббревиатурой от англ. What You See Is What You Get, «что видишь, то и получишь» ) — свойство прикладных программ или веб интерфейсов, в которых содержание отображается в процессе редактирования и выглядит макcимально близко похожим на конечную продукцию, которая может быть печатным документом, веб страницей или презентацией. В настоящее время для подобных программ также широко используется понятие «визуальный редактор»

ВСЕМИРНАЯ ПАУТИНА

ВСЕМИРНАЯ ПАУТИНА • Les Horribles Cernettes ( «Страшненькие девушки из CERN» ) — пародийная поп группа, называющая себя «первым и единственным рок коллективом высоких энергий» . Их музыкальный стиль чаще всего описывается как doo wop, а тексты песен в основном посвящены физическим явлениям или образу жизни учёных.

ВОПРОСЫ 1. Принципы Фон Неймана. Определение, формулировка. 2. Перечислите основные виды топологии сетей.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОИСК § Информационный поиск — процесс поиска неструктурированной документальной информации, удовлетворяющей информационные потребности и наука об этом поиске § Информационный поиск — большая междисциплинарная область науки, стоящая на пересечении когнитивной психологии, информатики, информационного дизайна, лингвистики, семиотики, и библиотечного дела § Поиск информации — процесс выявления в массиве информации записей, удовлетворяющих заранее определенному условию поиска или запросу

ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОИСК • Запрос — это формализованный способ выражения информационных потребностей пользователем системы • Объект запроса — это информационная сущность, которая хранится в базе автоматизированной системы поиска

ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОИСК § Информационные ресурсы в широком смысле совокупность данных, организованных для эффективного получения достоверной информации. § Информационные ресурсы по законодательству РФ отдельные документы и отдельные массивы документов, документы и массивы документов в информационных системах: библиотеках, архивах, фондах, банках данных, других видах информационных систем § Релевантность — объективно существующее смысловое соответ ствие между содержанием документа и запроса § Пертинентность — это субъективно оцениваемое соответствие со держания документов или текстов информационным интересам по требителя. Пертинентность может оценить только автор запроса, ра ботающий с информационной системой

ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОИСК • • web-страницы файловые серверы телеконференции базы данных

ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОИСК • • Адресный поиск Семантический поиск Документальный поиск Фактографический поиск

ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОИСК • • ПВ = a / (а + в) * 100% ТВ = a / (а + б) * 100% ПИ = в / (а + в) * 100% ИШ = б / (а + б) * 100% а — множество релевантных и выданных системой документов б — множество нерелевантных, но выданных системой документов в — множество релевантных, но не выданных системой документов

ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОИСК • робот — программа, которая посещает web серверы, считывает и индексирует полностью или частично их содержимое и далее следует по ссылкам, найденным на сервере. Просмотры серверов осуществляются периодически, например раз в месяц, раз в две недели • индексные массивы и копии текстов просмотренных страниц, хранящиеся в поисковой системе • программа, которая, просматривая в соответствии с запросом пользователя индексные массивы, отбирает и выдает потребите лю найденные документы

ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОИСК • ИНФОРМАЦИОННО-ПОИСКОВЫЕ СИСТЕМЫ (ИПС) в химии, совокупность лингвистических, программно-информационных, технологических и технических ср-в для ввода, хранения, накопления, обработки, поиска и выдачи необходимой специалистам информации (документов или фактов)

ПУБЛИКАЦИИ. СТРУКТУРА ПУБЛИКАЦИЙ. ТИПЫ ПУБЛИКАЦИЙ. • • Analytical Cemistry Jornal of Analytical Chemistry ЖЭТФ Вестник Томского государственного университета

ПУБЛИКАЦИИ. СТРУКТУРА ПУБЛИКАЦИЙ. ТИПЫ ПУБЛИКАЦИЙ. • • • Статья (Article, Paper) Краткое сообщение (Communication, Short Note) Обзор (Rewiew) Сообщения редакции Письма к редактору Исправление опечаток и ошибок Аннотации книг Новости, реклама Оглавление Авторский указатель Правила для авторов

ПУБЛИКАЦИИ. СТРУКТУРА ПУБЛИКАЦИЙ. ТИПЫ ПУБЛИКАЦИЙ. • • • Название Сведения об авторах Реферат или аннотация Основной текст Ссылки и список использованной литературы Вспомогательные элементы статьи

ПУБЛИКАЦИИ. СТРУКТУРА ПУБЛИКАЦИЙ. ТИПЫ ПУБЛИКАЦИЙ. • • • Материалы конференций Диссертации Научные отчеты Препринты Депонированная рукопись

ПУБЛИКАЦИИ. СТРУКТУРА ПУБЛИКАЦИЙ. ТИПЫ ПУБЛИКАЦИЙ. • ПРИМЕР документа из Реферативного Журнала показывает типичную структуру и поля записи ВИНИТИ: • 97. 03 -04 М 5. 961. Гепатит С как опасность для работников здравоохранения. Hepatitis C infection as an occupational hazard for healthcare workers / Prakash Charu, Bhatia Rajesh, Kumari S. , Verghese T. , Datta K. K. // J. Commun. Diseases. - 1995. - 27, № 4. - С. 272 -274. Англ. Исследованы сыворотки 57 мед. работников из госпиталей г. Дели, непосредственно не соприкасавшимися с лицами из групп высокого риска в отношении гепатита С (подвергавшихся диализу, трансплантации органов, многократным гемотрансфузиям). Маркеры гепатита В обнаружены не были, АТ к вирусу гепатита С методом ИФА были найдены в 4 (7%) проб. Этот показатель оказался выше, чем при заражении от укола инфицированной иглой или в результате семейных контактов с больными хроническим гепатитом С. Индия, Nat. Inst. Of Communicable diseases 22, Sham Nath Marg, Delhi-110054. Библ. 2 Отдельные поля этого реферата - (в том же самом порядке): Порядковый номер реферата

ПУБЛИКАЦИИ. СТРУКТУРА ПУБЛИКАЦИЙ. ТИПЫ ПУБЛИКАЦИЙ. • • • Заглавие на русском языке Заглавие на языке оригинала Aвторы Сокращенное название издания Год публикации Том Выпуск Страницы статьи Язык первоисточника Реферат Адрес первого автора Библиография

ОНЛАЙНОВЫЕ НАУЧНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ. • Electronic Journal (электронный журнал) • Online Journal • e – Journal

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ • Программное обеспечение (ПО) – совокупность программ регулярного применения и сопровождающей их документации, предназначенная для решения задач пользователей на компьютерной технике. Программное обеспечение в англоязычной литературе (сейчас и повсеместно) принято называть словосочетанием software. Этот термин является игрой слов и может быть дословно переведен как "мягкий товар". Однако термин закрепился, о чем свидетельствует использование его составных частей в названиях известных компаний и фирм, производящих и распространяющих ПО, как зарубежных, так и отечественных (Microsoft, Netware, Софт. Бит, Auto. Soft и др. ). • Пользователь – лицо, заинтересованное в решении некоторой задачи средствами вычислительной техники

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ • • системные программисты прикладные программисты конечные пользователи администраторы

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ • Задача (problem, task) – проблема, подлежащая решению в интересах пользователя • Приложение (application) – программная реализация решения задачи на компьютере. Приложение может состоять из одной или нескольких взаимосвязанных и взаимодействующих программ • Программа • Простая • Сложная

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ • постановка задачи; • алгоритмизация решения задачи; • программирование

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ • Постановка задачи (problem definition) – это точная формулировка требований (функциональных и нефункциональных), предъявляемых к работе программы, с описанием входной и выходной информации, и, возможно, описание подходов к решению задачи. • Алгоритм – точный набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя (компьютера), от допустимых исходных данных для достижения результата решения задачи за конечное время • Программирование (programming) – теоретическая и практическая деятельность, связанная с созданием программ

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ • Технология программирования (programming technology) – совокупность производственных процессов, приводящая к созданию требуемой программной системы, а также описание этой совокупности процессов

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ. ТЕХНОЛОГИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ.

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ. КАЧЕСТВО. ХАРАКТЕРИСТИКИ. • Качество ПО – это совокупность свойств, определяющих полезность изделия (программы) для пользователей в соответствии с функциональным назначением и предъявленными требованиями

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ. КАЧЕСТВО. ХАРАКТЕРИСТИКИ. • • функциональность надежность легкость применения эффективность сопровождаемость, модифицируемость мобильность (многоплатформенность) коммуникативность

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ. КАЧЕСТВО. ХАРАКТЕРИСТИКИ • Метрика программного обеспечения (англ. software metric) — мера, позволяющая получить численное значение некоторого свойства программного обеспечения или его спецификаций • метрики размера программ • метрики сложности потока управления программ • метрики сложности потока данных программ

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МЕТРИКА ХОЛСТЕДА • n 1 – число уникальных операторов программы, включая символы разделители, имена процедур и знаки операций (словарь операторов) • n 2 – число уникальных операндов программы (словарь операндов) • N 1 – общее число операторов в программе • n = n 1+n 2 – словарь программы • N = N 1+N 2 – длина программы • V=N*log 2(n) (бит)– объем программы • n* – теоретический словарь программы • V* = n* * log 2 n*

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МЕТРИКА МАККЕЙБА • G = (V, E) V – вершины, соответствующие операторам E – дуги, соответствующие переходам • Z(G)=e-v+2 p где e число дуг ориентированного графа G v число вершин; p число компонентов связности графа

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МЕТРИКА ДЖИБЛА • CL абсолютная сложность программы, характеризующаяся количеством операторов условия • cl относительная сложность программы, характеризующаяся насыщенностью программы операторами условия, т. е. cl определяется как отношение CL к общему числу операторов

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МЕТРИКА ОБРАЩЕНИЯ К ГЛОБАЛЬНЫМ ПЕРЕМЕННЫМ • (p, r) – пара "модуль глобальная переменная" где p – модуль, имеющий доступ к глобальной переменной r • Характеристика Aup говорит о том, сколько раз модули Up действительно получали доступ к глобальным переменным, а число Pup – сколько раз они могли бы получить доступ • Rup = Aup/Pup – отношение числа фактических обращений к возможным

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МЕТРИКА УРОВНЯ КОММЕНТИРОВАННОСТИ ПРОГРАММ • F=Nком/Nстр где Nком количество комментариев в программе; Nстр количество строк или операторов исходного текста

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ üсостав функций обработки информации, определенный функциональными требованиями к программной системе; üобъем файлов, используемых программной системой; üтребования к операционной системе и компьютерной технике и др

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КЛАССИФИКАЦИЯ

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КЛАССИФИКАЦИЯ q Степень взаимодействия с аппаратной частью q Прикладное программное ПО q Системное ПО q Промежуточное ПО q Инструментальные средства программирования q Вид лицензирования q Свободное ПО § Свобода использования § Свобода изучения и модификации § Свобода распространения модификаций q Несвободное ПО § Проприеритарное ПО § Пробные версии проприоретарного ПО § Условно бесплатное ПО § Бесплатное ПО с рекламной добавкой § Бесплатное ПО § ПО с открытым исходным кодом, но выпущено не под лицензией GPL

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КЛАССИФИКАЦИЯ q Платформа назначения q Одноплатформенное q Переносимое q Межплатформенное q Способ взаимодействия с пользователем q Программы с графическим оконным интерфейсом q Консольные программы q Программы системного лотка q Виджеты рабочего стола q Отношение к сети q Администрирование q Предназначенные для работы с сетью q Предполагающие наличие сети q Обновляемые (устанавливаемые) по сети q Не связанные с сетью

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КЛАССИФИКАЦИЯ q Способ установки q Требующие q Не требующие q Переносимые q Цели разработки q Для массового распространения q Заказное q Целевое q Индивидуальное q Аппаратная платформ q Супер. ЭВМ, СПВ q Серверы, мейнфреймы q Десктопы, рабочие станции q Наладонные компьютеры, коммуникаторы q Встраиваемые микропроцессорные устройства q Степень опасности

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КЛАССИФИКАЦИЯ q Промежуточное ПО q Серверы БД и их клиентские части q Серверы приложений q Веб серверы q Программное обеспечение процесса разработки ПО q Область применения q q q q q Офисные Управление проектами Локальная сеть Интернет Научные исследования, расчеты Образовательные Организация работы учебных заведений Библиотеки Мультимедиа Бухгалтерия Финансы Проектирование Бизнес Органы государственной власти Безопасность Личные игры

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ q Офисные приложения q Текстовый процессор § Форматирование текста § Форматирование абзацев § Форматирование страниц § Поиск и замена фрагментов § Печать § Пересылка § Совместная работа § Вставка объектов § Экспорт в различные форматы § Средства программирования q Электронные таблицы § Хранение и обработка данных § Выполнение расчетов § Дополнительные функции q Программы презентаций q Программы управления проектами § § § § Определение ресурсов Определение задач Разработка и слежение за бюджетом Распределение ресурсов, задач Контроль выполнения работ Отчетность Модификация проектных конфигураций

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ q. Интернет (клиентские программы) q Браузер § § Загрузка интернет страниц Правильное отображение Защита конфиденциальной информации Взаимодействие с активными элементами q FTP § Хранение файлов q Электронная почта § § § § Прием и отправка сообщений Отправка вложений Воспроизведение мультимедиа Поиск внутри заголовков, тем, текстов сообщений Ведение базы данных адресов Создание дополнительных папок Выполнение автоматических операций над почтой Защита q. Одноранговые сети

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ q Образовательные программы q Для взаимодействия q Для передачи знаний q Для тестирования q Для организации работы учебных заведений § Составление расписаний § Учет посещаемости § Оценки и т. д. q Мультимедийные программы q Бухгалтерские программы q Программы для финансовых расчетов и прогнозирования § § § Бизнес план Проектирование развития Анализ Расчеты Отчеты Сравнения

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ q Программы для технического проектирования § Чертежи § Расчеты q. Бизнес q ПО управления работой промышленного предприятия q ПО управления технологическим процессом q Спец. ПО для отраслей q Спец. ПО по видам производства q Спец. ИС для видов бизнеса q ПО для малого бизнеса q ПО для сетевого бизнеса

СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ q. BIOS q. Тестирование аппаратного обеспечения q. Запуск загрузчика ОС q. Проверка аппаратных параметров q. Ядро ОС q. Драйверы устройств q. Службы ОС q. Оболочки ОС q. Службы администрирования q. Службы системного программирования

КЛАССИФИКАЦИЯ ОС q По количеству пользователей q Однопользовательские q Многопользовательские q По механизму обеспечения доступа q Пакетные q Интерактивные q Реального времени q По количеству одновременно решаемых задач q Однозадачные q Многозадачные q По функциональности q Общего применения q Многофункциональные q По возможности обслуживать разное количество процессоров q Однопроцессорные q С поддержкой многопроцессорности q С поддержкой распределенных вычислений

СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ ОС • • Суперкомпьютеры Мейнфреймы Серверы ПК Наладонные компьютеры Встраиваемые системы Системы реального времени

СТРУКТУРА. НАБОР ФУНКЦИЙ ОС q. Управление процессами q. Управление основной памятью q. Управление файлами q. Управление системой ввода вывода q. Управление дисковой памятью q. Управление сетевыми соединениями q. Обеспечение безопасности q. Интерпретатор команд

СТРУКТУРА. СИСТЕМНЫЕ СЛУЖБЫ ОС q. Выполнение программ q. Операции ввода вывода q. Взаимодействие с файловой системой q. Межпрограммное взаимодействие q. Обработка ошибок q. Распределение ресурсов q. Обеспечение безопасности

СТРУКТУРА. СЛОИ ОС Уровень 5 Пользовательские программы Уровень 4 Буфферизация устройств ввода вывода Уровень 3 Взаимодействие с консолью и оператором Уровень 2 Управление памятью Уровень 1 Управление ЦП Уровень 0 Аппаратное обеспечение

СТРУКТУРА. СЛОИ ОС • • • Оператор Программы пользователя Управление вводом выводом Связь оператор процесс Управление памятью и барабаном Распределение процессора и многозадачность

СТРУКТУРА. СЛОИ ОС • Обобщением подхода является организация операционных систем в виде иерархии уровней. Первой многоуровневой системой была система THE, созданная в Technische Hogeschool Eindhoven (Нидерланды) Э. Дейкстроем (Е. W. Dijkstra) и его студентами в 1968 г. Она была простой пакетной системой для голландского компьютера Electrologica X 8, память которого состояла из 32 Кб 27 разрядных слов. Система включала 6 уровней (рис. 2. 7): • – уровень 0 занимался распределением времени процессора, переключая процессы при возникновении прерывания или при срабатывании таймера, т. е. обеспечивал базовую многозадачность процессора; • – уровень 1 управлял памятью, он выделял процессам пространство в оперативной памяти и на магнитном барабане объемом 512 Кб слов для тех частей процессов (страниц), которые не помещались в оперативной памяти; • – уровень 2 управлял связью между консолью оператора и процессами, процессы, расположенные выше этого уровня, имели свою собственную консоль оператора; • – уровень 3 управлял устройствами ввода вывода и буферизовал потоки информации к ним и от них, поэтому любой процесс выше уровня 3, вместо того чтобы работать с конкретными устройствами, мог обращаться к абстрактным устройствам ввода вывода, обладающим удобными для пользователя характеристиками; • – уровень 4 был предназначен для работы пользовательских программ, которым не нужно было заботиться ни о процессах, ни о памяти, ни о консоли, ни об управлении устройствами ввода вывода; • – уровень 5 предназначался для процесса системного оператора.