ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПК
3. 1. Понятие и классификация программного обеспечения ПК Программное обеспечение (Software) — это программы, выполняемые вычислительной системой. Программное обеспечение Прикладное Системное Базовое ПО Инструментальное Сервисное Системное программное обеспечение — это совокупность программ для обеспечения работы аппаратной части компьютера и сетей ЭВМ.
3. 1. Понятие и классификация программного обеспечения ПК - базовое ПО содержит операционные системы (ОС) и операционные оболочки: Операционные системы (ОС) используются для управления выполнением пользовательских программ. ОС являются обязательной составляющей ПО любого компьютера. Операционные оболочки – это специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами ОС. - сервисное ПО: • программы диагностики работоспособности компьютера; • антивирусные программы; • программы обслуживания дисков; • программы архивирования данных; • программы обслуживания сетей.
3. 1. Понятие и классификация программного обеспечения ПК Прикладное программное обеспечение (пакеты прикладных программ - ППП) Прикладная программа — это любая конкретная программа, способствующая решению какой-либо задачи в пределах данной проблемной области. Виды ППП: • проблемно-ориентированные; • автоматизации проектирования или САПР; • общего назначения; • офисные; • настольные издательские системы; • системы искусственного интеллекта.
3. 1. Понятие и классификация программного обеспечения ПК Инструментальное программное обеспечение — это совокупность программ, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения программных продуктов. Виды программ: • средства для создания приложений (программ): -локальные (языки и системы программирования); -интегрированные среды разработки программ; • средства для создания информационных систем (позволяет поддерживать коллективную работу над проектом за счет возможности работы в локальной сети).
3. 1. Понятие и классификация программного обеспечения ПК Языки и системы программирования Машинно-ориентированные языки: машинные коды, ассемблеры Языки высокого уровня (алгоритмические): § для обучения: Бейсик (1965), Паскаль (1970), Лого, Рапира § профессиональные: Си (1972), Паскаль (Delphi), Фортран (1957), Visual Basic § для задач искусственного интеллекта: ЛИСП, Пролог § для параллельных вычислений: Ада § для программирования в Интернете: Java. Script, Java, PHP, Perl, ASP, …
3. 2. Операционные системы, их назначение и классификация Операционная система — это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого — организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ. Программный интерфейс – это совокупность средств, обеспечивающих взаимодействие устройств и программ в рамках вычислительной системы. Пользовательский интерфейс – это программные и аппаратные средства взаимодействия пользователя с программой или ЭВМ.
3. 2. Операционные системы, их назначение и классификация ОС классифицируются по: • количеству одновременно работающих пользователей: - однопользовательские (MS DOS, Windows. 3 x); - многопользовательские (UNIX, Windows NT, Windows 2000, Windows XP) • количеству решаемых задач: - однозадачные (MS DOS); - многозадачные (UNIX, Windows 95 -XP) • количеству поддерживаемых процессоров: - однопроцессорные (MS DOS, Windows 95, Windows 98); - многопроцессорные (Windows NT)
3. 2. Операционные системы, их назначение и классификация • типу интерфейса: - командный – предполагает выдачу на экран приглашения для ввода команды (MS DOS); - WIMP – (Window – окно, Image – изображение, Menu – меню, Pointer – указатель) (Windows 95/98/NT/2000/XP) • типу доступа пользователя к ЭВМ: - системы пакетной обработки (ОС ЕС); - системы разделения времени (UNIX); - системы реального времени • типу использования ресурсов: - сетевые (UNIX, Windows NT/2000/XP); - локальные (MS DOS, Windows 95, Windows 98)
3. 3. Функции операционных систем • осуществление диалога с пользователем; • ввод-вывод и управление данными; • планирование и организация процесса обработки программ; • распределение ресурсов (оперативной памяти и кэшпамяти, процессора, внешних устройств); • запуск программ на выполнение; • всевозможные вспомогательные операции обслуживания; • передача информации между различными внутренними устройствами; • программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др. ).
МОДЕЛИРОВАНИЕ И ФОРМАЛИЗАЦИЯ
4. 1. Моделирование как метод познания Модель – это объект, который отражает существенные особенности (свойства) изучаемого реального объекта, явления или процесса. Моделирование – метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.
4. 2. Классификация моделей 1) по области применения: Учебные модели – используются при обучении; Опытные – это уменьшенные или увеличенные копии проектируемого объекта Научно - технические – создаются для исследования процессов и явлений Игровые – репетиция поведения объекта в различных условиях Имитационные – отражение реальности в той или иной степени (это метод проб и ошибок) 2) по фактору времени: Статические – модели, описывающие состояние системы в определенный момент времени Динамические – модели, описывающие процессы изменения и развития системы
4. 2. Классификация моделей 3) по отрасли знаний 4) по форме представления: Материальные – это предметные (физические) модели Абстрактные (нематериальные) – не имеют реального воплощения По признаку реализации: Мысленные Вербальные (описательные) Объект изучения информатики – информационные модели Типы информационных моделей: табличные, иерархические, сетевые
4. 3. Формализация – процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков (представление объекта в определенной форме) Образно-знаковые модели (это зрительные образы объектов): - Геометрические - Структурные - Словесные - Алгоритмические Знаковые модели: - Математические - Специальные - Алгоритмические
4. 4. Этапы моделирования 1. Постановка задачи: описание задачи, цель моделирования, формализация задачи 2. Разработка модели: информационная модель, компьютерная модель 3. Компьютерный эксперимент – план эксперимента, проведение исследования 4. Анализ результатов моделирования Адекватность – совпадение существенных свойств модели и оригинала: q результаты моделирования согласуются с выводами теории (законы сохранения и т. п. ) q … подтверждаются экспериментом Процесс проверки соответствия модели объекту моделирования с заданной точностью – верификация.
КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ
4. 1. Введение Компьютерная сеть - это группа компьютеров, сеть соединённых линиями связи или сеть – это совокупность сеть объектов, образуемых устройствами передачи и обработки данных. Родоначальником компьютерных сетей считается проект ARPA Агентства Перспективных Разработок министерства обороны США. Сеть ARPANET заработала в 1969 г. и использовалась для нужд военных. Впоследствии она расширилась и в 1983 году превратилась в Internet. Военные создали для себя новую сеть Mil. NET
4. 2. Преимущества использования сетей 1. Компьютерная сеть позволяет совместно использовать периферийные устройства: § принтеры; § плоттеры; § дисковые накопители; § приводы CD-ROM; § сканеры; § факс-модемы и т. д.
4. 2. Преимущества использования сетей 2. Компьютерная сеть позволяет совместно использовать информационные ресурсы: § § файлы; прикладные программы; базы данных; электронная почта и т. д. 3. Быстрый обмен информации между компьютерами; 4. Гибкая рабочая среда (Удаленный доступ). 5. Поиск информации по всему миру и обо всем. Использование компьютерных сетей обеспечит существенную экономию средств и времени.
4. 3. Основные понятия При физическом соединении 2 -х или более компьютеров образуется компьютерная сеть. Функция сети – связать два компьютера так, чтобы обеспечить доступ программы компьютера 1 к файлам компьютера 2 и наоборот в режиме реального времени (online). Информация передается порциями, которые называются пакетами. Каждый пакет имеет адрес ЭВМ-получателя, основное поле - полезную информацию и служебные поля с данными о пакете; размер, контрольная сумма и т. д. Размер пакета обычно 128 байт или 256. Трафик – это поток сообщений в сети передачи данных. Основное ”физическое” средство связи - кабель, проводная связь, телеграфный канал и т. д. Связь компьютера с сетью осуществляется устройством сопряжения (модем ).
4. 3. Основные понятия В состав сети в общем случае включается следующие элементы: § компьютеры (оснащенные сетевым адаптером); § каналы связи (кабельные, волоконно-оптические, телефонные, спутниковые, радиоканалы и др. ); § сетевое оборудование; § сетевое программное обеспечение § различного рода преобразователи сигналов.
4. 3. Основные понятия Различают два понятия сети: коммуникационная сеть и информационная сеть Информационная сеть № 1 Информационная система № n Коммуникационная сеть Информационная система № 1 Информационная система № n Информационная сеть № 2
4. 3. Основные понятия Коммуникационная сеть - предназначена для передачи данных, также она выполняет задачи, связанные с преобразованием данных. Коммуникационные сети различаются по типу используемых физических средств соединения. Информационная сеть - предназначена для хранения информации и состоит из информационных систем. На базе коммуникационной сети может быть построена группа информационных сетей. Информационная система - это система работы с информацией. В состав информационной системы входят: компьютеры, программы, пользователи и другие составляющие, предназначенные для процесса обработки и передачи данных. Компьютерная сеть состоит из информационных систем и каналов связи.
4. 4. Классификация сетей По территориальному признаку компьютерные сети делятся на: 1. Локальные вычислительные сети – ЛВС (Local area network - LAN), создаются на небольшие расстояния (до 2 км), в пределах организации. 2. Глобальные вычислительные сети – ГВС (Wide area network - WAN), охватывают большую территорию. 3. Региональные или корпоративные вычислительные сети существуют в пределах города, района, области. Являются частью глобальной сети.
4. 5. Уровни модели связи Уровень В обычной почте В сети Прикладной Письмо написано на бумаге Создан документ Представление Письмо запечатано в конверт ОС фиксирует местонахождение документа Сеансовый Письмо опущено в почтовый ящик Проверка прав пользователя, выход в эфир и передача в транспортный уровень Транспортный Письмо доставлено на почтамт Документ преобразуется для передачи в виде пакетов Сетевой После сортировки письмо уложено в мешок Определяется маршрут движения документа в сети Соединения Мешки писем уложены Модуляция сигналов в вагон Физический Вагон прицеплен к локомотиву Реальная передача данных
4. 5. Уровни модели связи Модель службы передачи сообщений
4. 6. Технология "клиент-сервер" Клиент – посылает запрос с заданием серверу – выводит на экран ответ, полученный от сервера Сервер – принимает запросы от клиентов и ставит их в очередь – выполняет задание – посылает ответ с результатами сервер рабочая станция запрос ответ
4. 7. Топология локальной сети Схема соединения компьютеров в сети называется топологией сети. Сетевая топология может быть: • физической — описывает реальное расположение и связи между узлами сети; • логической — описывает хождение сигнала в рамках физической топологии; • информационной — описывает направление потоков информации, передаваемых по сети. Существует множество способов соединения сетевых устройств, из них можно выделить четыре базовых топологии: шина, кольцо, звезда и смешанная топология. Остальные способы являются комбинациями базовых.
4. 7. Топология локальной сети звезда кольцо шина
4. 7. Топология локальной сети. Топология звезда РС РС HUB сервер РС РС Звезда - базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно сетевой концентратор). • единый центр управления, конфликты невозможны • высокий уровень безопасности (всё идет через сервер) • обрыв кабеля и выход из строя РС не влияет на работу сети • все точки подключение собраны в одном месте (проще ремонт) • если сервер вышел из строя, сеть не работает • большой расход кабеля • если хаб вышел из строя, сеть не работает
4. 7. Топология локальной сети. Топология общая шина сервер РС РС терминатор шина Топология (схема) типа шина, представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. • простота, малый расход кабеля • легко подключать рабочие станции • при выходе из строя РС сеть работает • • • при разрыве шины сеть выходит из строя низкий уровень безопасности один канал связи, передача по очереди возможны конфликты (одновременная передача данных) длина шины ограничена (затухание сигнала)
4. 7. Топология локальной сети. Топология кольцо сервер РС РС РС Кольцо - базовая топология компьютерной сети, в которой рабочие станции подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутую сеть. • размер сети до 20 км • • низкая безопасность скорость передачи данных падает при увеличении сети сложно подключать новую РС при выходе из строя любого компьютера или разрыве линии сеть не работает
4. 7. Топология локальной сети. Смешанные топологии Звездно-шинная хаб Звездно-кольцевая хаб
4. 8. Связи между сетями мост Мост (bridge) соединяет две локальные сети разного типа. Маршрутизатор (router) не просто пересылает данные, а может выбирать маршрут для каждого пакета (обход неисправных участков, снижение нагрузки на сегменты). Шлюз (gateway) – служит для соединения сетей с разными протоколами.
4. 9. Интернет. Основные понятия • Интернет - самое большое и популярное межсетевое объединение компьютеров в мире. Интернет соединяет более 50000 компьютерных сетей , расположенных более чем в 130 странах мира. • Протокол – это набор соглашений и правил, определяющих порядок обмена данными в сети. TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol -Протокол управления передачей/Протокол Internet) - это средство для обмена информацией между компьютерами, объединенными в сеть. • IP Адрес – это уникальный адрес компьютера в сети. Адрес компьютера или другого устройства в интернете представляется 32 битным числом. Пользователи и программисты обычно записывают адрес в виде четырех десятичных чисел разделенных точками. Например IP адрес: 134. 24. 8. 66. • Система имен позволяет обращаться к сетевым компьютерам по именам. • Правом непосредственного подключения к интернету обладают специальные фирмы - Провайдеры.
4. 10. Службы интернет § Терминальный режим - это служба удаленного управления. Подключаясь к удаленному компьютеру, можно управлять его работой. Это служба назеваются Telnet. § Электронная почта-(е-mail). Имеются почтовые серверы, которые получая сообщение от клиентов пересылают их по цепочке к почтовым серверам адресатов, где эти сообщения накапливаются. При установлении соединения между адресатом и его почтовым сервером информация автоматически передается на компьютер адресата. § Телеконференция § Служба WWW (web-документы или страницы, сайты и т. п. ) § Служба имен доменов § Служба передачи файлов § Служба IRC (чат) § Поисковые системы
4. 11. Беспроводные сети Каналы связи: • радиосвязь, обычно до 100 м (11 Мбит/c, 54 Мбит/с) • инфракрасное излучение (5 -10 Мбит/с) • инфракрасные лазеры (до 100 Мбит/с) • не нужно прокладывать кабель • удобно для пользователей с ноутбуками • дальняя связь – до нескольких тысяч километров • проблемы совместимости с другими радиоисточниками • низкая безопасность обмена данными • слабая помехозащищенность Технология Wi. Fi (wireless fidelity - беспроводная точность) точка доступа до 50 компьютеров
