Экономическая информатика

Тема 1. Информатизация общества.

Информатика – это дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, закономерности создания, преобразования, передачи и использования информации.

Вопрос 1. Информатизация общества(§1.1).

Информатизация общества- организованный процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей граждан и организаций на основе формирования и использования информационных ресурсов.

Информатизацию следует отличать от компьютеризации общества.

  Понятие информации.

Происходит от лат. «Informatio» - разъяснение, осведомление, изложение.

Информация – это сведения об окружающем мире, которые снижают степень неопределённости знания о нём.

Информация представляется в виде сообщений.

Сообщение – передача информации в виде рисунков, текста, чертежей, звука, цвета, энергетических и нервных импульсов и т.д.

Термин «информация» следует отличать от термина «данные».

-Данные тоже представляются в виде сообщений.

-Данные – только хранятся, но не используются.

-Данные превращаются в информацию если они снижают степень неопределённости знаний о чём либо, т.е. приносят пользу и имеют смысл.

Пример:

Напишем 10 шестизначных чисел и дадим товарищу. Для него это – данные. Теперь скажем ему, что это 10 телефонов фирм, где есть приличная работа. Тогда это станет информацией.

1)Снижение неопределённости знаний это первое свойство информации.

2)Информация всегда предполагает наличие источника и получателя. Это второе свойство информации.

Вопрос 2. Переход к информационному обществу(§1.2).

В сфере обработки информации произошло несколько информационных революций.

1)Первая вызвана изобретением письменности, которая позволяет передавать информацию от поколения к поколению (примерно 3 тыс. лет до н.э.).

2)Вторая связана с изобретением книгопечатанья, которое позволяет многократно дублировать информацию (XVI век)

3)Третья обусловлена изобретением электрической передачи (телефон, телеграф, радио), которая позволяет мгновенно передавать информацию на большие расстояния (конец XIX века).

4)Четвёртая связана с созданием компьютеров, которые позволяют хранить большие объёмы информации и быстро их обрабатывать.

5)Последняя революция привела к созданию информационной индустрии, как производство технических и программных средств, информационных технологий для получения новых знаний.

Информационная технология (ИТ) – это описание, перечень этапов процесс получения информации нового качества на основе сбора, обработки и передачи данных.

В процессе развития общество проходит несколько стадий.

1)В индустриальном обществе более 50% трудоспособного населения занято в материальном производстве.

2)В постиндустриальном обществе более 50% трудоспособного населения занято в сфере услуг.

3)В информационном обществе более 50% трудоспособного населения занято производством, хранением, переработкой и реализацией информации.(материальным производством в таком обществе занимается не больше % работников, использующих машины и автоматы)

Информационное общество существует в США(с 1974 г.; гос.расходы США на информатизацию превышают расходы на оборону), Японии и Западной Европе.

После информационного общества следует ноосферное, в котором большинство работающих будет занято интеллектуальной деятельностью, получением знаний.

На рисунке 1.1 показана функция занятости населения в ведущей отрасли в процессе развития общества.

                                   Диаграмма Парето

Отметим, что переход к следующей стадии общества обусловлен повышением производительности труда в основной отрасли предыдущей стадии, в освобождении работников и переходом их в более высокую сферу.

Вопрос 3. Информационный рынок(§1.3).

Информационный рынок – это система экономических, правовых и организационных отношений по торговле продуктами интеллектуального труда.

В отличии от торговли материальным продуктом здесь в качестве предмета обмена выступают информационные технологии и системы, (лицензии, патенты, товарные знаки, ноу-хау, инженерно-технические услуги, сведения и т.д.).

Для информационного продукта важной, отличительной особенностью является лёгкость его копирования, в связи с этим к нему применяется авторское право.

Например, сделать копию автомобиля трудно и требует больших затрат, а сделать же копию программы очень легко.

Информационный продукт на рынке рассматривается в двух аспектах.

1.Как материальный продукт, который можно покупать и продавать.

2.Как интеллектуальный продукт с авторским правом.

Инфраструктура информационного рынка делится на 3 части:

4.Техническая (аппаратная).

5.Программная.(программные средства)

6.Коммуникационная.(сети и передача данных)

Вопрос 4. Информатика, предмет и задачи(§1.4)

Термин «информатика» возник во Франции в 60-х годах XX века.

Он образован от двух слов: информация и автоматика.

Первоначальный его смысл – информационная автоматика.

В англоязычных странах термину информатика соответствует термин «computer science».

Предметом информатики является разработка методов и средств, преобразование информации и разработка информационных технологий.

Задачи информатики:

1.Исследование информационных процессов.

2.Разработка информационной техники и технологий.

3.решение информационных задач в общественной жизни.

Информатику в узком смысле можно разделить на три части:

1.Технические средства (Hardware)

2.Информационные (промышленные) средства (Software)

3.Алгоритмические средства (Brainware)

В свою очередь информатика в целом и каждая её часть рассматривается с трёх позиций:

1.Фундаментальная наука.

2.Отрасль народного хозяйства.

3.Прикладная дисциплина.

Структура информатики показана на рис.1.2.

методология, создание информационного обеспечения(Мсио)

теория информационных систем и технологий(Тист)

производство технических средств(Птс)

производство программных средств(Ппс)

обработка и передача информации(Опи)

закономерности в информационных процессах(Зип)

практические информационные системы и технологии(Пист)

Тема 2. Введение в экономическую информатику.

Одной из разновидности информации является экономическая информация.

Вопрос 5. Особенности экономической информации(§2.1).

Экономическая информация – это совокупность сведений о процессах производства, распределения и потребления материальных благ.

Экономическая информация относится к области экономических знаний. Она характеризует процессы снабжения, производства, распределения и потребления материальных благ.

Управление экономическими объектами всегда связано с преобразованием экономической информации.

Особенности экономической информации:

1.Объёмность.

2.Относительно простая обработка, простые алгоритмы расчетов

3.Цикличность.(экономическая информация привязана к дням, неделям, месяцам, кварталам, годам)

4.Представление в виде текста и чисел.

5.Адекватность информации – степень соответствия информации реальному объекту окружающего мира.

Различается 3 вида и 3 меры адекватности:

1.Синтаксическая (структурная)

2.Семантическая (смысловая)

3.Прагматическая (пользы)

Синтаксическая адекватность отражает формальные, структурные характеристики информации без связи с её смыслом и пользой. Синтаксическая информация = данные.

Семантическая адекватность отражает смысловое содержание и обобщение  информации.

Прагматическая адекватность отражает степень соответствия информации объекту. Она служит основой для принятия решений.

Единицы измерения и примеры трёх видов адекватности показаны в таблице 2.1.

Вопрос 6. Принципы классификации и кодирования информации(§2.2).

Информационный объект – данные пользователя, в которых отражается любой предмет, процесс, явление, событие окружающего мира.

Реквизит – логически неделимый признак, который описывает одно свойство объекта. Реквизит = атрибут, характеристика. Каждый реквизит имеет название и значение.

Различают реквизиты-признаки и реквизиты-основания.

Реквизиты-признаки характеризуют качественные свойства объекта (наименование товара, фамилия, вид операции).

Реквизиты-основания характеризуют количественные свойства (сумма, итог, стоимость).

Классификация – система распределения информационных объектов по группам.

При классификации некоторые реквизиты выбираются как признаки классификации (признаки деления).

Различают 3 принципа и 3 системы классификации:

1.Иерархическая.

2.Фасетная.

3.Дескрипторная.

При иерархической классификации признаки деления упорядочиваются по важности, тогда объекты группируются в классы 1,2,3… уровней.(Например, сотрудники группируются по управлениям, отделам, секторам, группам)

При фасетной классификации признаки деления не упорядочиваются по важности, они равноправны. Совокупность значений первого признака – фасет. (рис 2.1.)

Объекты группируются по значениям нескольких фасентов.

При дескрипторной классификации выделяется совокупность ключевых слов, дескрипторов.

затем между дескрипторами устанавливаются связи

Имеются 3 вида связи между дескрипторами:

1.Синонимические, отражающие равнозначность слов (студент, учащиеся)

2.Родовидовые, отражающие иерархию слов.(универ, факультет, группа)

3.Ассоциативные, отражающие общие свойства.(студент, экзамен, препод)

Кодирование - замена значения признака на его условное обозначение(код).

Кодирование используется для 2х целей:

1.Сокращение объёма информации.

2.Сокрытие информации.

Различают классификационное и регистрационное кодирование.

При классификационном кодировании заменяется значение признаков деления. Оно требует предварительной классификации объектов на основе иерархического или фасентного принципов. (Например, штрих код товара)

При регистрационном кодировании объекты нумеруются и предварительная классификация не проводится. (Например, Нижегородская обл. кодируется кодом 52)

Вопрос 7. Экономическая информации в фирме(§2.3).

Управленческая информация может быть описана по пяти признакам:

1.Место возникновения.

2.Стабильность.

3.Стадия обработки.

4.Способ отображения

5.Функция управления.

Место возникновения:

входная – поступающая в фирму,

выходная – поступающая из фирмы,

внутренняя – возникающая внутри фирмы,

внешняя – поступающая в фирму.

Например, сведения в налоговую службу- выходная внутренняя информация

Стабильность:

переменная – отражает фактические показатели хозяйственной деятельности,

постоянная – включает справочную, нормативную и плановую информацию.

Стадия обработки:

первичная – возникает на начальной стадии, (счета, накладные)

вторичная – получается после обработки,

промежуточная – используется для дальнейшей обработки,

результатная – для отчётов и выработки решений.(балансовый отчет)

Функция управления:

учётная – информация о параметрах объекта, за прошлый период (бухгалтерский учёт, статистика, 

материальный учёт),

оперативная – информация о параметрах в текущий момент времени,

плановая – информация о параметрах объекта на будущий период (план производства, ожидаемый спрос),

справочная – почти не меняется со временем.

Тема 3. Классификация и тенденции развития ЭВМ

ЭВМ – это комплекс технологических средств, предназначенных для автоматической обработки информации.

ЭВМ = computer = вычислитель.

Первоначально эти устройства предназначались для операций над числами, в настоящее время ЭВМ в основном используются для операций над текстом, логикой и графикой.

Вопрос 8. Классификация ЭВМ.( §3.1)

ЭВМ можно классифицировать оп следующим признакам:

1.Принцип действия.

2.Этапы развития.

3.Назначение.

4.Функциональные возможности.

п.1.Принцип действия(п.3.1.1)

По принципу действия ЭВМ делятся на 2 класса:

1.Цифровые (ЦВМ)

2.Аналоговые (АВМ)

Критерием деления является форма представления информации.

При аналоговой форме значение характеристики во времени представлено величиной электрического напряжения U или другой физической величиной (рис. 3.1).

Значение меняется непрерывно. Для изменения значения нужно изменить величину напряженности и наоборот.(Например, 100 В соответствует 100р, а 101 В соответствует 101р)

При цифровой форме значение характеристики кодируется последовательностью импульсов в моменты тактовой частоты. (рис. 3.2).

Значение изменяется дискретно(от кода к коду). Для изменения значения нужно изменить последовательность кода и наоборот.(Например, код /./../../. соответствует 100р, а код /.///…/ соответствует 101р)

В АВМ при случайном изменении напряжения, значение характеристики изменится.

В ЦВМ изменение напряжения не влияет на значение характеристики тактов. Оно закодировано импульсами и от высоты импульсов не зависит.

В АВМ точность чисел (макс. количество цифр в числе) ограничено точностью изменения измерения напряженности(5-6 десятичных цифр)

В ЦВМ точность чисел задается количеством учитываемых импульсов записи одного числа. Это количество можно по договоренности увеличивать.

АВМ отличаются высокой скоростью и низкой ценой, неустойчивой работой и низкой точностью.

ЦВМ надежней в работе, но сложнее в реализации и дороже.

В настоящее время ЦВМ используется повсеместно.

АВМ почти не используется- для моделирования технических объектов и для управления роботами.

Цифровая форма представления информации также используется в цифровых фотоаппаратах, TV, видеокамерах. В них кодируется и хранится в виде кода цвет каждой точки кадра.

Цифровая форма представления звука сотовой связи, кабельной.

Цифровой принцип представления информации еще называется дискретным импульсом.

Аналоговый принцип еще называется непрерывным.

Основы построения ЦВМ были заложены в 1946 г. фон Нейманом.

Принципы фон Неймана:

1.Вся информация представляется в двоичной форме.(0;1)

2.Программа хранится в памяти компьютера, и может быть туда записана.

3.программы могут обрабатываться также как числа.(однородность памяти)

4.Иерархическая организация памяти.

5.Арифметическое устройство конструируется на основе схемы сложения.

6.Параллельная обработка нескольких разрядов двоичной информации.

7.Иерархическая система машинных действий от базисных команд до составных процедур.

Нейман предложил следующую схему цифрового компьютера.(рис.3.3.)

АЛУ- арифметико-логическое устройство

УУ- устройство управления

УВВ- устройство ввода/ввода.

Дальнейшая классификация относится только к цифровым ЭВМ.

п.2.Этапы создания(п.3.1.2)

Этапы создания ЭВМ связаны с изменением элементной базы, которое в свою очередь сопровождалось уменьшением её размеров, увеличением скорости работы, уменьшением цены.

По этапам создания ЭВМ делятся на 5 поколений:

1.50-е годы XX в. Электронные вакуумные лампы.

2.60-е годы. Полупроводниковые транзисторы.

3.70-е годы. Полупроводниковые интегральные схемы (1000 транзисторов на схему)

4.80-е годы. Большие интегральные схемы (1000000 транзисторов на схему)

5.90-е годы. Многопроцессорные ЭВМ, обрабатывающие параллельно несколько потоков информации.

В настоящее время используются ЭВМ  4-го и 5-го поколения.

6-е поколение разрабатывается давно, но не существует.

п.3.Назначение (п.3.1.3)

По назначению ЭВМ делятся на 3 группы:

1.Универсальные.

2.Проблемно-ориентированные.

3.Специализированные.

Универсальные ЭВМ предназначены для решения широкого круга задач: экономических, инженерных, математических.

Проблемно-ориентированные ЭВМ решают задачи по управлению техническими объектами (сборочные конвейеры, автомобили, ракеты, самолёты, станки с числовым программным управлением)

Специализированные ЭВМ решают строго-определённые задачи (калькуляторы, записные книжки)

п.4.Функциональные возможности (п.3.1.4)

Функциональные возможности определяют объем и сложность решаемых задач.

Функциональные возможности зависят от быстродействия, объема основной и внешней памяти, пропускной способности каналов связи.

По функциональным возможностям ЭВМ делятся на:

1.Сверхбольшие.(СуперЭВМ)

2.Большие

3.Малые(Мини ЭВМ)

5.Сверхмалые (Микро ЭВМ)

Супер-ЭВМ обладает большой основной и внешней памятью, имеют до 100 параллельно-работающих процессоров, они используются для управления большими распределёнными компьютерными сетями и для сложных научных расчётов.

Большие ЭВМ исторически появились первыми. Их элементная база прошла все 5 поколений. Имеют большое число процессоров. Большие ЭВМ используются для решения научно-технических задач, для работы с большими базами данных, для управления компьютерными сетями. Стоимость до 250 тыс. руб.

Мини-ЭВМ содержат только 1 процессор. Они строились по модульному принципу, т.е. состоят из разъемных блоков. Это позволяло наращивать мощность ЭВМ

В настоящее время мини ЭВМ не используются.

Микро ЭВМ – это ЭВМ на базе микропроцессора.

Имеется два направления использования микро ЭВМ:

1.Управление техническими объектами и процессами.

2.Персональные компьютеры.

Вопрос 9. Персональный компьютер(§3.2)

Персональный компьютер (ПК) – это ЭВМ на базе микропроцессора, которое предоставляет в единичное пользование все свои вычислительные ресурсы.

п.1.История и принципы создания ПК(п.3.2.1)

В 1969г. Японская фирма по производству калькуляторов заказала у молодой фирмы Intel 12 логических схем.

Инженеры Intel вместо 12 схем создали одну. Эта схема решала все 12 задач, более того в ней была предусмотрена возможность программного изменения её функций.

Таким образом, эта схема могла в зависимости от программы выполнять неограниченное число функций. Эта схема в 1971 г. была названа – микропроцессором.

Процессор – это устройство, которое способно принимать и выполнять программу.

На базе микропроцессора фирмы Intel был создан комплект ALTAIR, он был снабжен разъемами, к которым должны были подключаться внешние устройства.

ПК впервые был создан в 1976г. двумя студентами Гарвардского университета.(Стив Поздняя и Стив Джобс). Они соединили комплект Альтаир с бытовым ТВ и с клавиатурой от пишущей машинки. Сейчас их фирма Apple производит планшетные компьютеры ipad, ПК «Apple», сотовые телефоны iphon.

В 1981г. фирма IBM, производившая большие ЭВМ, наконец-то решила выити на рынок персональных компьютеров. Группе разработчиков разрешили использовать разработки других фирм. До этого в IBM соблюдался принцип, по которому разрешались только свои разработки

Руководством IBM был принят и использован принцип открытой архитектуры, который заключался в том, что принимаются и открыто публикуются стандарты на правила приёма и передачи информации, а также стандарты на электрические разъемы.

Принцип позволил IBM заняться производством центрального узла ПК, а разработку внешних устройств и программ разрешить посторонним фирмам. (Например, ОС для управления устройством ПК разработала фирма Microsoft.)

Компьютеры типа Mac имеют закрытую архитектуру.

п.2.Устройства  ПК(п.3.2.2)

ПК задумывался как устройство универсальное и общедоступное. Поэтому ПК обладает следующими особенностями:

-малый размер

-малая цена (100 – 10000 $ )

-высокая надёжность

-индивидуальное взаимодействие с компьютером без посредников

-программная совместимость с миллионами других персональных компьютеров

-возможность эксплуатации без особых требований к окружающей среде

-способность объединяться в компьютерные сети.

По конструктивным особенностям ПК делятся на стационарные (настольные) и переносные.

Переносные ПК по размеру делятся на:

-портативные (Nomadic)

-наколенные (Laptop)

-блокноты (Notebook)

-наладонные (Palmtop)

-записные книжки (Organizer)

По потребительским свойствам ПК делятся на:

- массовые

-офисные

-портативные

-рабочая станция

-развлекательные

Вопрос 10. Представление информации в ЭВМ(§3.3)

В ЭВМ используется двоичная система, в которой только две цифры(0 и 1). Это связано с тем, что самыми надежными устройствами по мере информации являются устройства, у которых только два устойчивых состояния (вкл./выкл.). Одно состояние принимается за 0, а другое за 1.

Бит- единица измерения информации, которая способна принимать только одно из 2х значений.

Бит является минимальной единицей измерения информации.

Бит «Binary digit»

Байт = 8 бит

Байт «Binary term»

Для измерения объема информации в ЭВМ используют следующие единицы.(табл.3.1)

1 Кб=1024- волшебное число информатики.

При хранении текстовой информации, каждый символ кодируется целым цислом.

8 двоичных цифр(битов) достаточно для кодирования.

28=256 разных символов.

Этого хватает для большинства чисел. Отсюда появилось понятие байта, байтовой организации политики.

Каждый символ хранится в 1 байте.

В кодировании Unicode каждый символ хранитсмя в 2х байтах

Все байты в ЭВМ пронумерованы. № байта- адрес ячейки памяти.

При чтении и записи информации возникает необходимость хранения адреса памяти. При хранении адреса в 2х байтах можно получить доступ к 216=64 Кб памяти. При хранении адреса в 4х байтах(32 бита) можно получить доступ к 232=4 Гб памяти.

СуперЭВМ хранит адрес в 8ми байтах(64бита)

При хранении графической информации рисунок представляется в виде рядов цветных точек(пикселей). Для каждого пикселя хранится его цвет в виде двоичного числа. Если хранить цвет в 1 байте, то рисунок будет иметь 28=256 цветов. Если хранить цвет в 3х байтах, то рисунок имеет 16 мл. цветов (234)

Вопрос 11. Перспективы развития ЭВМ(§3.4)

Новое 6е поколение ЭВМ разрабатывается с использованием нескольких принципов электронной базы.

1) Оптоэлектроника.

Её идея в том, чтобы заменить тяжелые электроны на легкие фотоны видимого света.

Элементы  устройства на основе жидких кристаллов, которые способны управлять световыми импульсами.

Оптоволокно стало предпочтительнее для скоростной компьютерной связи, поэтому оптические компы займут свое место в области передачи информации.

2) Нейрокомпьютеры.

Нейрокомпьютер состоит из оргомного числа простых вычислительных элементов – нейронов. Элементы связаны между собой и образуют нейронную сеть. Сеть не требует центрального управления. Нет участков памяти, где хранится информация. Информация хранится во всей сети.

Работа нейрокомпа напоминает работу человеческого мозга.

В нейрокомпе происходит отказ от архитектуры Неймана для ЭВМ.

3) Спинтроника.

В этом принципе происходит отказ от эл.зарядов в сторону других характеристик:

-спинэлектрона

-магнитное поле

-базовое состояние.

4) Квантовый компьютер.

В квантовом компьютере в качестве элементарного устройства используются кубитные. Они могут принимать не 2 устойчивых состояния как в цифровом компьютере, а больше.

Одну и ту же информацию они способны хранить в наименьшем количестве.

Тема 4. Архитектура ПК

Дадим представление о структуре и функциях аппаратной части ПК

Вопрос 12. Структура ПК(§4.1)

Для управления устройствами использовался принцип «звезды», в котором все устройства подключались к устройству управления (У.У.) и У.У. координировало их работу.(рис 4.1)

Для создания ПК использовался принцип «общей шины»,  в которой все устройства, в том числе и устройство управления, подключились к одному устройству – общей шине.(рис 4.2)

Общая шина может самостоятельно обрабатывать многие сигналы. Тем самым она снимает часть нагрузки с устройства управления и ускоряя работу компьютера в целом.

Общая шина содержит стандартные разъемы (слоты), соединительные провода(шлейфы) и схему управления(чип).

По принципу общей шины сейчас производят большие и суперЭВМ.

Структура ПК(рис 4.3)

Адаптер- устройство, которое преобразует сигналы общей шины в сигналы другого устройства.

НЖМД –накопитель на жестком диске, жесткий диск, винчестер.

Порт- стандартный разъем и схема управления.

Вопрос 13. Системная(общая) шина(§4.2)

Системная шина включает в себя:

-шину данных, передающую содержание информации

-шину адреса, передающую адреса основной памяти и портов

-шину команд, передающую сигналы управления

-шину питания

Большинство внешних устройств подключается к системной шине с помощью своих схем управления – адаптеров, контролёров. Адаптеры или устройства подключаются к портам. Каждый порт кроме стандартного разъема содержит свою схему управления.

Порты ПК:

-AGP

-PCI

-UDMA

-COM

-USB

- PCI 2

-ATA

Системная шина управляется микропроцессором и схемой управления шиной. Она обеспечивает 3 направления передачи данных между:

1) Процессором и основной памятью

2) Процессором и портами

3) Основной памятью и портами

Важно отметить, что биты данных адреса и команды передаются по шине параллельно по нескольким проводам . Это сделано в соответствии с 6 принципом Неймана и повышает скорость передачи.

Разрядность шины – это количество параллельно, одновременно передаваемых сигналов за один такт.(Например, 32х разрядная шина передает 32 бита за 1 такт.)

Если говорят о разрядности системной шины, то имеют в виду шину данных.

Разрядности шин данных, адресов и команд отличаются друг от друга.

Вопрос 14. Микропроцессор (§4.3)

Микропроцессор был изобретен в 1971г Intel.

Процессор – устройство, которое способно принимать и выполнять программу.

Процессор -это центральное устройство ПК

В состав микропроцессора входят:

-устройство управления (У.У.)

-арифметико-логическое устройство (АЛУ)

-микропроцессорная память

-сопроцессор

-микропроцессорная память (кеш)

-интерфейсная система

Устройство управления (У.У.) формируют и подают во все блоки компьютера в нужные моменты времени сигналы управления.

АЛУ выполняет все арифметические и логические операции над целыми числами и символами.

Сопроцессор выполняет арифметические операции над числами с плавающей точкой.

Микропроцессорная память служит для кратковременного хранения информации при выполнении одной или нескольких команд процессора.(4-й уровень памяти) Её называют кэш память («кэш» – с франц. – клад, тайник).

Кеш память содержит частичную копию основной памяти. Это позволяет процессору реже обращаться к основной памяти и ускоряет его работу.(2-й уровень памяти)

Интерфейсная система реализует сопряжение частей процессора с другими устройствами. Сопряжение частей процессора между собой называется внутренней шиной.

Сопряжение процессора с устройствами называется внешней шиной.

Когда говорят о разрядности процессора, то имеют в виду шину данных.

УУ, АЛУ и Сопроцессор – ядро процессора.

Сейчас выпускаются многоядерные процессоры.

Координация работы частей микропроцессора и скорость работы задается генератором тактовых импульсов. Сейчас созданы генераторы, которые выдают 4 млрд. импульсов в секунду.(4 Гг)

Вопрос 15. Основная память (§4.4)

Основная память служит для хранения и обмена информации между устройствами.

Основная память состоит из постоянно запоминающего устройства (ПЗУ) и оперативно запоминающего устройства (ОЗУ).

ПЗУ служит для хранения редко изменяемой информации.(Например в ПЗУ содержатся параметры аппаратуры м ОС).

Информация в ПЗУ сохраняется при выключении компьютера. Имеет малый объём и свой источник питания.

ОЗУ предназначено для хранения изменяемой во время работы компьютера информации. Информация в ОЗУ исчезает при выключении компьютера. По сравнению с ПЗУ имеет в 100 тыс. раз больший объём.

Вопрос 16. Видеосистема (§4.5)

Состоит из дисплея (монитора) и видеоадаптера (графическая плата, видеоплата).

Для изображения информации используется растровый принцип, т.е. изображение формируется из рядов цветных точек дисплея с электронно-лучевой трубкой три электронных луча пробегают по трём множествам точек на экране, которые светятся красным, зелёным и синим цветами (RGB). Каждые три точки называются пикселем.

От мощности луча зависит яркость свечения. Смесь трёх цветов разной яркости образует в пикселе палитру цветов. Например, три луча одинаковой мощности образуют оттенки серого цвета : от черного до белого. Лучи пробегают экран 70 и более раз в секунду (частота регенерации).

В дисплее на жидких кристаллах (LSD) в каждой точке пикселя расположены по три ж/к окошка, отвечающих за красный, зелёный и синий цвета.

При подаче напряжения окошки либо теряют прозрачность,  либо светятся отражающим светом(пассивная матрица), либо светятся сами (активная матрица).

Светодиодные дисплеи(Led) используют свечение полупроводников при прохождении электрического тока.

Плазменные дисплеи используют свечение газа при подачи напряжения.

Относительная ширина экрана к высоте =4/3;16/39

Разрешающая способность видеосистемы характеризует степень детальности изображения на экране. Имеет несколько численных характеристик.

1)количество вертикальных и горизонтальных рядов точек.

Для этой характеристики имеется стандартный ряд:, 800 X 600, 1024 X 768, , 1280 X 720, , 1280 X 960, 1000 X 1200,1920Х1440

2)степень градации цвета в пикселе: от 2х до 16 млн. цветов.

3) Частота регенерации : от 70 до 120 кадров в секунду.

4) Размер пикселя : 0,41-0,18

5) максимальная разрешающая с пособность зависит как от дисплея, так и от видеоадаптера.

В видеоадаптере находится видеопамять. В ней для каждого пикселя картинки хранится код его цвета. Объём видеопамяти ограничивает разрешающую способность. Например, для хранения картинки (800 X 600 точек) с 256 цветами необходимо 480 Кб видеопамяти. Для хранения картинки размером 800Х600 пикселей с 16 млн. цветов (224) требуется 1 млн.440 тыс.байт

Функция видеоадаптера состоит в получении информации от системной шины, записи её в видеопамять и регулярной посылке на дисплей

Отдельной проблемой является показ кинофильмов: здесь требуется большой объём данных 1 млн.440 тыс.байт на кадр) и быстрая обработка (24 кадра в секунду). Для обработки кинофильмов используется сжатие файлов и имеется 2 алгоритма:

1)JPEG (хранится каждый кадр

2)MPEG (хранятся различия между соседними кадрами)

Вопрос 17. Принтеры (§4.6)

Принтер предназначен для вывода информации на бумагу.

Используется 3 вида принтеров:

1)матричный,

2)струйный,

3)лазерный.

В матричном вертикальный ряд металлических стержней(матрица), управляемых электромагнитами, двигается в горизонтальной плоскости и ударяет через ленту с краской по бумаге. Эти ряды при движении бумаги формируют изображение.(рис.4.4)

Струйный принтер работает также как и матричные, только вместо ударов стержней используется распыление краски через отверстия.

Печать на лазерном принтере состоит из 4 этапов.

1)Сначала лазерным лучом изображение в виде электронных зарядов наносится на боковую поверхность барабана,

2)заряженным участком напыляется краска.

3)Краска при прокатывании барабана переносится на бумагу.

4)В конце путём нагрева краска закрепляется на бумаге.

Аналогично лазерному принтеру работает сера-аппарат для копирования изображения.

Матричные принтеры сильно шумят, печать на струйном принтере достаточно дорогая, лазерные принтеры дорого стоят.

Процесс печати на матричном принтере имеет низкую цену. Струйные принтеры дешевы сами по себе. Лазерная печать самая качественная.

Вопрос 18. Жесткий диск(§4.7)

Первый жесткий диск был создан IBM в 1973г. Он имел маркировку 30/3- это совпадало с маркировкой двустволки. С тех пор ж/д называют винчестер.

Ж/д представляет собой несколько жестких круглых пластин на общей оси(рис 4.5)

Поверхности пластин идеально ровные и покрыты магнитным слоем; головка чтения- записи. По радиусу головки все вместе могут занимать множество фиксированных положений. Первая окружность на поверхности, соответствующая первому положению головки называется дорожкой.

Все дорожки одинакового радиуса называются цилиндром пластины и головки помещены в герметичный корпус. Воздух в корпусе очищен от пыли.

Идеально ровная поверхность и отсутствие пыли позволяют поместить головки очень близко к поверхности. Это увеличивает плотность размещения данных на пластине.

Информация кодируется наличием и отсутствием намагниченных участков.

Минимальной единицей при обмене информацией с жестким диском является сектор. 1 сектор = 512 байт.

Фактически чтение и запись данных ведется кластерами, которые равны нескольким секторам. Каждый файл содержит целое число кластеров, т.е.. файл размером несколько байт займет на диске целый кластер. Положение дорожек, секторов, кластеров  не является постоянной характеристикой. Оно задается магнитным способом процесса форматирования диска.

Расположении файлов на диске записывается в специальной таблице, которая называется FAT

Файловая система под названием FAT32 хранит номера кластеров в 32 битах, поэтому она способна обращаться в 232 кластеров. Т.е. если в одном кластере содержится один сектор, то  FAT32 может обслуживать диски 232*512 байт= 2 Терабайта.

Система под названием NTFS кроме кластеров использует автоматическое сжатие файлов на диске.

Поэтому в ней общая длина всех файлов может превосходить физический объем дисков.

Система следующего поколения- «WinFS» содержит средства быстрого поиска файлов и информации в них.

Вопрос 19. Лазерный диск (§4.8)

Лазерный диск представляет собой круглую пластину, покрытую отражающим слоем.

Информация записывается с помощью микроскопических ямочек в отражающем слое.(ПИТ)

Запись и считывание информации ведется лазерным лучом. При               попадании луча в ямочку, он рассеивается и не отражается в приемник. Это соответствует «0».

В отличие от магнитного диска на лазерном диске только одна дорожка. Она идет от центра к краю (рис.4.6)

Лазерный диск(вид сверху и сбоку)

Дорожка делится на сектора объемом 2 Кб. Сектора на лазерном диске имеют одинаковую длину в мм.

Форматирование лазерного диска, т.е. разметка секторов ведется в заводских условиях.

Диск CD-R отличается от CD-RW тем, что информация может быть записана только 1 раз. На диске CD-RW информация может записываться многократно. Их объем 600/700/800 Мб.

Диски типа DVD подобны дискам CD, но имеют гораздо больший объем(4,7/8,54/9,4/17,08 Гб). Диски DVD-R и  DVD+R отличаются способом форматирования. Диски DVD-RW перезаписываются. Бывают 2х сторонние, 2х слойные и 2х сторонне 2х слойные.

Диски BD (2006) имеют еще больший объем 54/100/200 Гб. Диски BD-R предназначены для однократной записи. Диски BD-RW перезаписываемые.

Вопрос 20. Перспективные устройства (§4.9)

Имеются проекты, ведутся разработки и существуют пробные и малосерийные экземпляры устройств, которые по-новому представляют информацию.

1) Объемные дисплеи.

На них получается объемное изображение.

В 1м принципе изображение формируется на нескольких, идущих друг за другом, полупрозрачных экранах.

Во 2м принципе используется явление поляризации света и специальные очки.

В 3м принципе используется явление голографии.

2) Твердотельные диски.

Твердотельные диски (S.S.D.) сделаны на основе флеш-памяти, их конструкция сложнее, чем у флеш-карт

Благодаря отсутствию движущихся частей, они являются быстрыми, бесшумными, энергосберегающими и устойчивыми механическим воздействиям.

Первыми, кто заинтересовался дисками S.S.D. были военные и путешественники.

3) Объемные принтеры.

Они позволяют создавать твердые объемные фигуры любой формы и внутренней структуры. Фигура создается слой за слоем. Она создается либо головками с веществом, либо выпекается лазерным лучом из объемного порошка.

4) Объемная мышь.

Она учитывает движения не только в плоскости, но и в пространстве.

5) Электронная бумага.

Электронная бумага – это экран формата А3 толщиной 0,3 мм. Его можно свернуть в трубку и носить в кармане.

Сделана электронная бумага либо на основе электронных чернил, которые не потребляют энергии, либо на основе светодиодов.

Тема 5. Компьютерные сети.

Компьютерные сети - это совокупность компьютеров и каналов связи, которая предоставляет каждому пользователю общие ресурсы

Вопрос 21. Назначение и классификация компьютерных сетей. (§5.1)

Отдельные компьютеры при соединении между собой образуют новое качество по  обработке информации. Первые компьютерные сети создавались для управления техническими процессами, вскоре стали использоваться для управленческой деятельности.
Назначение компьютерных сетей определяется двумя функциями:

1.Обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов.

2.Обеспечение совместного доступа к ресурсам данных.

Компьютерные сети нужно отличать от Многомашинного Вычислительного Комплекса (МВК).

МВК - это группа установленных рядом и соединенных ЭВМ, которые выполняют единый информационно-вычислительный процесс.

Для компьютерной сети единого процесса или единой задачи не формулируется. Для создания компьютерной сети необходимо специальное сетевое, аппаратное и программное обеспечение. Для обмена информацией в компьютерной сети используются протоколы.

Протокол - это стандарт совместимости передаваемой по сети информации.
Различают стандарты совместимости аппаратуры (аппаратные протоколы) и стандарты совместимости программ и данных (программные протоколы).

По территориальному признаку(по размеру) компьютерные сети разделяются на 3 класса:

1)Глобальные сети (GAN)

2)Региональные сети (RAN)

3)Локальные сети (LAN - Local Network Area)

Глобальные сети имеют размер тысячи км и объединяет абонентов разны стран и континентов.

Региональная – объединяет абонентов внутри города или региона и обладает размеров в десятки и сотни км.

Локальная – имеет размер до 2х км и находится внутри одного предприятия, здания или территории.

Для разных классов сетей используют разные аппаратные и программные протоколы.

Подавляющее число сетей являются локальными(95 %)

на логическом уровне Компьютерная сеть представляет собой совокупность 2х видов компьютеров:

1) Серверов

2) Рабочих станций.

Сервер – комп, предоставляющий свои ресурсы пользователю.

Рабочая станция – комп, через который пользователь получает ресурсы сети.

Один и тот же компьютер в разные моменты времени может быть и сервером и рабочей станцией.

Вопрос 22. Локальные компьютерные сети (ЛКС). (§5.2)

Локальные сети на электрическом уровне соединяют компьютеры между собой с помощью кабелей, беспроводных каналов и сетевых карт.

Сеть без единого устройства управления сетью, хранения и обработки информации называется одноранговой. В ней все компоненты равноправны. К достоинствам одноранговой сети относится низкая стоимость и высокая надёжность.

В сети с выделенным сервером 1 компьютер выполняет функции хранения и обработки информации и функции управления сетью. Достоинства: высокое быстродействие, надежная защита информации, простота управления.

Одноранговую сеть поддерживают домашние версии ОС Windows.

В сети с выделенным сервером один из компов выполняет функции хранения и обработки информации и функцию управления сетью.

В качестве выделенного сервера обычно используется комп с высоким быстродействием и большой памятью.

Достоинства сети с выделенным сервером:

1) высокое быстродействие

2) надежная защита информации

3) простота управления.

Сеть с выделенным сервером поддерживают профессиональная версия ОС Windows.

Топология – это способы соединения элементов в системе.

При построении локальных сетей используют 3 основные топологии:

1.Линейная шина.

2.Звезда.

3.Кольцо.

Узел сети – либо устройство, либо отдельный комп, либо другая локальная сеть.

Сеть типа «Линейная шина» наиболее проста и экономична.(рис 5.1)

Данные от передающего узла распределяются по общему кабелю во все стороны, во все узлы. Однако принимает их, только тот узел которому они адресованы.

Сети такого типа надежны. Поломка одного узла не нарушает работы сети.

Для линейной шины большой протяженности требуется высококачественный  и дорогой кабель, хотя длина этого кабеля относительно небольшая, т.к. кабель ощий, то возникают задержки передачи данных.

Для топологии «Линейная шина» применяется программный протокол «ETHERNET»

Сеть типа «Звезда» базируется на концепции центрального узла, к которому подключаются остальные узлы (рис. 5.2.)

Каждый периферийный узел имеет отдельную линию связи в центральный узел. В качестве центрального узла выступает либо отдельный компьютер, либо устройство, принимающее и передающее сигналы без обработки (Нав), либо пара Нав + комп.

Топология «Звезда» сильно упрощает взаимодействия узлов сети.

В то же время работоспособность такой сети целиком определяется центральным узлом.

Также при большом количестве узлов требует много кабеля.

Сеть типа «Кольцо» предусматривает соединение выхода одного кольца со входом другого.(Рис 5.3)

Информация по кольцу передается от узла к узлу. Каждый промежуточный узел принимает сообщения, задерживает свои сообщения, предаёт дальше с усилением сигнала чужие сообщения.

Усиление сигнала позволяет использовать любые виды кабелей. Выход из строя одного узла нарушает работу всей сети.

Для топологии «Кольцо» используют программный протокол под названием «Token ring»

Древовидная топология комбинирует шину «Звезда» и «Кольцо»

Для связи ЛКС с глобальными сетями можно использовать телефонное соединение и модем-(модулятор-демодулятор)устройство, которое преобразует высокочастотные сигналы компа в низкочастотные сигналы телефонной сети и обратно.

Вопрос 23. Глобальные финансовые сети . (§5.3)

В финансовой сфере  в качестве глобальной компьютерной сети используется SWIFT – универсальная мировая система электронных международных расчетов.

Создана как кооператив в 1973 году, открылась в 1977. Имеет статус бесприбыльной организации Бельгии.

В уставе определено, что целью SWIFT является проведение исследований, создание и эксплуатация средств, необходимых для обеспечения удаленной связи, передачи и обработки конфиденциальных и составляющих частную собственность финансовых сообщений к общей пользе ее членов.

Для развития внешней торговли и международной организации труда SWIFT помогает ускорить прохождение платежей между банками.

Услугами SWIFT пользуются 8 тыс. абонентов, из них 2700 банков, у которых имеется 20 тыс. терминалов в 203 странах мира.

В 2005 г. с помощью  SWIFT было передано 2,5 млрд. финансовых сообщений. Максимальная суточная нагрузка составила 10 млн. сообщений на общую сумму 6 трлн. $. Многие страны построили свои национальные платежные системы на основе SWIFT(Великобритания, Германия, Франция, Италия, Канада, Азербайджан и т.д.)             

Использование компьютерной сети по сравнению с другими средствами коммуникации позволяет следующие:

-Становление связи с банками и финансовыми структурами в любой точке мира.

-Круглосуточность работы

-Повышение защиты и секретности передаваемых сообщений.

-Выполнение международных расчетов по принципу «день в день».

-Единый стандарт сообщений.

-Сокращение доли ручных операций.

-Высокая скорость передачи.

Высокая надежность работы за счет дублирования всей аппаратуры.

Основу сети SWIFT составляют 3 коммуникационных центра, которые находятся в Голландии, Бельгии, США, а также региональные центры, к которым подключены клиенты.

Архитектура сети состоит из 4 уровней:

1)  Терминалы пользователя, которые являются точками доступа клиентов.

2) Региональный сервер, который управляет протоколом передачи сообщений, проверяет правильность входящих документов, передает клиентам подтверждение о приеме и передаче сообщений.

3) Маршрутизированный сервер, который управляет передачей сообщений между региональными серверами, хранит информацию об их передаче, обрабатывает системные сообщения, ведет системный архив.

4) Сервер управления системой.

Рассмотрим национальные финансовые сети:

- Сетью FEDWIRE владеет и руководит средняя резервная система США. Эта сеть используется для перевода денег между 6000 банков США. Банки объединены в 12 округов с 12 региональными банками.

- Сеть CHIPS создана в 1970 г. в США для замены бумажной системы расчетов на электронную систему между Нью-Йоркскими банками и иностранными клиетами. Сообщения не передаются сразу, а накапливаются, при этом проводится баланс между платежами. В результате фактические платежи оказываются гораздо меньше оборота.

- Сеть BANKWARE обслуживает частный коммерческий сектор США. Услугами этой сети пользуется система кредитных карт MasterCard.

- В Великобритании создана межбанковская система BACSTEL и Лондонская система валовых расчетов CHAPS.

- Во Франции существует межбанковская система SIT.

- В ЕС имеются системы валовых расчетов TARGET, EURO I.

- В Японии имеется система межбанковских переводов ZENGIN.

Следующие финансовые сети проводят денежные переводы между физическими и юридическими лицами без открытия банковского счета.

-Дорожные чеки THOMAS COCK является удобным средством хранения денег в пути. Эти чеки принимаются и выдаются в 1800 пунктах по всему миру.

-Система WESTERN UNION позволяет передать наличные деньги, не связанные с предпринимательством , по всему миру в течение 30 минут. Эта система имела в 2006 г. 270 тыс. пунктов по всему миру.

- Конкурентом является система переводов MONEY GRAM. В отличие от WESTERN UNION эта система позволяет получать деньги не в определенной стране, а по всему миру.

Вопрос 24. Глобальная сеть Internet. (§5.4)

Сеть Internet – глобальная компьютерная сеть или объединение сетей.

Эта сеть носит открытый характер и не предъявляет особых требований к аппаратному и программному обеспечению пользователя. Сеть не обеспечивает секретности и достоверности передаваемых данных.

п.1. Предпосылки и основы.(п.5.4.1)

Общим свойством всего Internet является использование протокола передачи данных под названием TCP/IP.

Годом утверждения протокола считается день рождение Интернета (1983 г)

В 2005 году Internet имел 680 млн. пользователей в 180 странах, из них 182 млн. в США и Канаде, 190 млн. в Европе, 180 млн. –Азия, 22 млн. в России.

Internet является общественной организацией, собственника Internet нет. Финансируется Internet в основном государством.

Частные лица и фирмы, которые арендуют каналы связи Internet, называются провайдерами.

Направление развития определяет общественная организация «Общество Internet». Она назначает совет старейшин, который утверждает стандарты и распределяет ресурсы, например адреса.

Другой общественной организацией является «Инженерная комиссия », которая обсуждает технические и организационные вопросы. Для решения какой-либо проблемы комиссия формирует рабочую группу из добровольцев.

Свойства информационной системы:

1.обеспечение взаимодействия пользователей по принципу «каждый с каждым»

2.сохранение работоспособности системы при частичном её повреждении.

Первый вариант сети был реализован в 1969 году под названием Arranet.

В этом проекте были заложены 3 основы Internet’a:

1.система кодирования информации

2.распределенный характер сети (нет главного)

3.протокол приема и передачи информации (TCP/IP)

В дальнейшем появилась 4-ая основа Internet’a – система гипертекста.

Гипертекст-текст, в котором содержатся ссылки на другие документы. Система ссылок соединяет мировую паутину документов.(w.w.w)

Доступ в Internet осуществляется либо с отдельного компьютера либо из локальной сети с помощью телефонных каналов, выделенных линий, спутников, радиосвязи, электропроводки.

Отдельные компьютеры и локальные сети, подключенные к Internet называют узлами.

Компьютеры, которые предоставляют услуги пользователям называются хостами.

Частные лица и фирмы, которые обеспечивают работу хостам, арендуют каналы связи и предоставляют услуги, называются провайдерами.

Если ЛКС внутри себя не использует протокол TCP/IP, то для преобразования информации из Internet используют отдельный компьютер, который называется шлюзом.

Если ЛКС внутри себя использует протокол TCP/IP, то для преобразования информации из Internet используют отдельный компьютер, который называется мост.

Компьютеры, которые определяют маршрут движения данных и пересылают данные по Internet называются маршрутизаторами.

Программные средства передвижения по узлам Internet’a называются браузер. Примерами браузеров являются: Internet Explorer, Opera, Netscape Navigator.

п.2. Указатели ресурсов и услуги.(п.5.4.2)

Для указания доступа к документам в Internet разработаны: доменная система имен (DSN) и универсальный указатель ресурсов (URL). URL еще называют адресом в Internet.

URL должен состоять из латинских букв и цифр, 6ти символов ( ) . - _ ~ и не может содержать пробелов. Принято решение о возможности использования символов национальных алфавитов (русского, китайского и др.)

Общий формат (адрес в Internet) записи указателя ресурсов в URL:

[Схема доступа]://[имя машины].[имя домена]/[полное имя файла]

*Схема доступа:

язык разметки гипертекста – http

система меню - gopher

файловый сервер - ftp

удаленный доступ к компьютеру – telnet

доступ к ленте новостей - -news

*Имя машины:

чаще всего w.w.w

*Имя домена:

Состоит из нескольких слов – доменов, разделенных точками. Домены упорядочены по старшинству. Младший домен слева, старший – справа. Старший домен означает сеть более высокого уровня.

Для старших доменов приняты некоторые соглашения:

edu – образование.

gov – правительственные учреждения.

mil – военные учреждения.

net – провайдеры Internet.

orp – общественные организации.

com – коммерческие организации.

В дальнейшем к ним добавились:

int – международные организации

firm – деловые ресурсы

web – регулирование в w.w.w

arts – гуманитарное образование

rec – игры и развлечения

info – информационные услуги

name – индивидуальные ресурсы.

Имеются стандарты на географические старшие домены:

ru – Россия.

uk – Великобритания.

uc – Украина.

us – США.

Соглашение о доменах называется «Доменной системой имен»

*Полное имя файла:

Содержит имя файла и все вышестоящие папки.

Каждый узел в Internet имеет уникальный IP-адрес, который дается на постоянное пользование или на время сеанса.

IP-адрес состоит из 4 байт. Байты упорядочены по старшинству. Справа младший байт, слева- старший. Старший байт означает сеть более высокого уровня. Каждый байт содержит целое число от 0 до 255, например, 192.131.33.22.

IP-адрес можно писать в браузере вместо указателя ресурса. 4х байтовый IP-адрес позволяет пронумеровать 4 млрд. узлов Internet. В настоящее время этого мало, поэтому предлагается ввести 8ми байтовый IP-адрес.

Каждому доменному имени соответствует свой постоянный IP-адрес и наоборот.

Пользователю не нужно знать числовой IP-адрес узла. Ему достаточно знать указатель ресурса.

Соответствие IP-адресов и имен доменов хранит специальная таблица на маршрутизаторах.

Internet предоставляет следующие информационные услуги:

1)электронная почта (E-mail)

2)гипертекстовые документы (w.w.w)

3)передача файлов (ftp)

4)информация на основе гипертекста (www)

5)поток информации по ключевым словам (rambler,google)

Сеть типа Internet является частной сетью, которая использует внутри протокол TCP/IP.

*Электронная почта (E-mail) позволяет пересылать электронные писма на тысячи км за несколько минут. Почтовый электронный адрес содержит символ «@», например, Inkomnia@yandex.ru.

Почта основана на 2х протоколах:

1) для отправки почты - SMTP

2)для приема почты-POP-3

Для работы с почтой используются программы:

- Outlook Express.

-The bat и др.

*Услуга W.W.W – называется всемирной паутиной.

Наименьшая единица паутины – страница. Каждая страница содержит ссылки на другие документы. Эти документы содержат ссылки еще на документы и т.д. Так образовывается мировая паутина документов.

Группа страниц, принадлежащих одной фирме и сходных по содержанию- сайт. Группа сайтов, связанных по содержанию – портал.

Для ускорения доступа к сайтам могут использоваться прокси-серверы- программы, которые сохраняют на маршрутизаторах копии сайтов, регулярно проверяют их изменения и обновляют копии.

*Сервис ftp занимается только передачей файлов.

Для поиска файлов по части имен предназначено средство «Archie»

В 1995 г Федеральный сетевой совет США определил термин Internet.

Internet- глобальная информационная система, которая:

1) логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов.

2) основана на Internet протоколе IP или на последующих расширениях или приемников IP

3)способна поддерживать коммуникации с использованием протоколов управления передачей, Internet протокола(TCP/IP) или его последующих расширений.

4) обеспечивает, использует или делает доступными на общественной или частной основе высокоуровневые услуги, надстроенные над коммуникационной или иной связанной с ней структурой.

Сеть типа Intranet является частной локальной сетью, которая внутри себя использует протокол TCP/IP.

Вопрос 25. Стандарты взаимодействия в компьютерной сети. (§5.5)

Международной организацией по стандартизации (ISO) рекомендуется системы компьютерной связи рассматривать на 7-ми разных уровнях:

1.прикладной

2.представительный

3.сеансовый

4.транспортный

5.сетевой

6.канальный

7.физический

Уровни иерархически упорядочены.

Реальная компьютерная связь происходит только на физическом уровне, между остальными уровнями имеются только виртуальные соединения, которые реализуются с помощью программ драйверов.

Обмен данными в системе компьютерной связи происходит путем их:

- передачи с верхних уровней на нижние у отправителей

- транспортировке

-передачи с нижних уровне на верхние у получателя.

Каждому уровню соответствует свой протокол. Эти положения называются моделью открытых систем (OSI)

Модель открытых систем признана стандартом для разработки протоколов компьютерной связи. Согласно модели передача сообщения от источника к получателю происходит по схеме (рис. 5.4)

Физическое соединение

              Виртуальное соединение

   сообщение

1. На прикладном уровне пользователь создает документ для сообщения с помощью прикладных средств.

2. На представительном уровне операционная система фиксирует положение документа и гарантирует представление данных в формате, принятом в данной операционной системе.

Здесь происходит отвлечение от формата прикладных программ.

3. На сеансовом уровне компьютер пользователя взаимодействует с сетью. Протоколы этого уровня проверяют права пользователя на выход в сеть. Сеансовый уровень начинает, поддерживает и завершает сеанс связи.

4. На транспортном уровне сообщение преобразуется в ту форму, в которой положено передавать данные по сети. В частности сообщение при передачи делится на куски стандартного размера – пакеты. В процессе приема пакеты склеиваются в сообщения. Прохождение по сети нескольких пакетов происходит быстрее, чем прохождение одного суммарного сообщения. Дело в том, что при передачи происходят и неправильно переданное сообщение запрашивается вновь. В малом пакете вероятность ошибки меньше и повторно он передается быстрее. По глобальной сети пакеты могут доставляться разными маршрутами. Уровень разделяет средства формирования данных от средств передачи в сеть.

5. Сетевой уровень определяет маршрут движения пакетов по сети. Каждый пакет сообщений снабжается адресами источника и получателя и передается по сети независимо от других пакетов.

6. Канальный уровень обнаруживает ошибки передачи, реализует механизм восстановления ошибочных данных. В компьютере канальный уровень обеспечивают сетевая карта и модем.

7. Реальная передача данных происходит на физическом уровне. Здесь проводится управление аппаратурой передачи данных и каналами связи. Средства физического уровня лежат за пределами компьютера.

На компьютере получателя информации происходит обратный процесс преобразования данных от двоичных символов физического уровня до изображения документа на прикладном уровне.

Протоколы трех низших уровней проработаны достаточно подробно, другие протоколы стандартизированы в меньшей степени, протоколы прикладного и представительного уровней, по сути, реализуются в прикладных программах и в операционной системе.

Модель OSI обеспечивает высокую надежность передачи.

Американский институт инженеров электронщиков (IEEE) организовал в феврале 1980 г. комитет под названием «802», который стал заниматься разработкой сетевых стандартов серии «802»

Вопрос 26. Беспроводные сети и каналы связи. (§5.6)

В беспроводных сетях кабели заменяются радиосвязью. Для передачи информации используют ее цифровое представление, т.е. информация кодируется с помощью импульсов.

Необходимо отличать несущую и тактовую частоты передачи.

Несущая частота – частота радиоволн, составляющих импульс.

Тактовая частота – это количество импульсов в секунду (рис. 5.5)

Тактовая частота всегда меньше несущей.

Несущая частота определяет возможность передачи данных. Тактовая определяет скоросто передачи.

Каналы:

1) Инфракрасный – работает на несущих частотах ниже оптического диапазона.

Действует до нескольких метров при отсутствии препятствий.

2) Канал Bluetooth работает на несущей частоте 2.40-2.48 Гг. Может передавать сигналы на расстоянии до 100 метров. Способен обходить препятствия.

Стандарт был разработан в 1999 г. фирмой Ericsson. Согласно стандарту несущая частота сигнала скачкообразно меняется 1600 раз в секунду.

Последовательность переключений является случайной и известна только передатчику или приемнику. Поэтому, если рядом работает несколько пар «передатчик-приемник», то они не мешают друг другу, т.к. каждый момент они работают на разных частотах.

3) Технология Wi-Fi заключается в распределении по площади многих точек доступа –Wi-Fi адаптеров.

Wi-Fi адаптеры связываются между собой глобальными каналами.

Компьютер пользователя ищет ближайшую точку доступа и с ее помощью получает доступ к другому компьютеру.

Технология напоминает телефонную сотовую связь.

Использует протоколы: 802.11 abg.

Создана в 1992 г.

4) Развитие этой технологии является Wi-MAX- городская сотовая сеть широкополосного доступа(2003 г.). Соответствует протоколу 802.16

Технологией Wi-MAX решена проблема роуминга- передача сообщений от одного оператора сети к другому.

В качестве беспроводного канала компьютер может использовать телефонную сотовую сеть. В этом случает сотовый телефон используется в качестве модема.

5) IP- телефония заключается в:

1. кодировании голосового сообщения в цифровую(импульсную) форму.

2. передачи его через Интернет

3. в приеме и декодировании.

На транспортном уровне ,однако, здесь пакеты с ошибками вновь не запрашиваются и не передаются, поэтому при плохом канале связи, голосовое сообщение может исказиться.

6) Технология Skype- кроме звука позволяет передавать видео изображение.

7)Для беспроводного доступа с мобильных телефонов к Internet используется технология GPRS(общепакетная радио-служба). При ее развитии появилась технология EDGE.

Для отображения Internet ресурса на дисплее телефона и ресурс и телефон должны поддерживать протокол Wap.

Рассмотрим развитие беспроводной сотовой телефонной и компьютерной связи:

- в 1938 г. в США было создано устройство Walkie-talkie(иду и говорю). Эти устройства поступили на вооружение в армию. Они весили 20 кг.

- фирма «Como ATBT». В 1946 г. ей было предложено строить сети волномощных передатчиков, работающих на одном диапазоне частот. Однако еще не был изобретен транзистор и вся эта электроника была ламповой.

- только в 1969 г. была построена первая радио- телефонная сеть в окрестностях Филадельфии.

- первый звонок по сотовому телефону был сделан в 1973 г. – этот день считается днем рождением сотовой связи. Звонок сделала фирма Motorolla по своему телефону, который весил 1 кг. Первый коммерческий телефон Motorolla поступил в продажу в 1983 г. Он стоил 4 тыс. $, но раскупался мгновенно.

- Первая сотовая сеть – AMPS разработана в США в 1983 г. Позднее каждая крупная европейская страна внедрила свою сотовую сеть.

- В итоге в Европе оказалось 9 несовместимых стандартов, что заставило в 1991 г. принять стандарт GSM(глобальная система мобильной коммуникации), которая используется и в РФ. В этом стандарте появились передачи текстовых сообщений SMS, передача графических изображений MMS, протоколы доступа Internet, GPRS и Wap.

В США и Японии действуют другие стандарты.

Наличие нескольких стандартов затрудняют роуминг и делают неудобным путешствие с континента на континент, поэтому в середине 90х заговорили о третьем поколении сотовой связи.

- С 2006 г. расширяется сеть третьего поколения 3G с 2мя стандартами:

1-UMTS - Европа

2-CDMA2000 – Азия и Америка

Скорость передачи данных в них достигает 2,4 Мгбит/сек. Это позволяет принимать мобильное телевидение и делать видео-звонки.

В беспроводной передачи данных «0» и «1» кодируются не отсутствием и наличием импульсов, а с помощью амплитудной , частотной и фазовой модуляции радиоволн.(рис. 5.6)

Для повышения скорости передачи используются актуальные широкополосные передачи, когда одновременно передаются несколько импульсов разной несущей частоты(рис.5.7)

Тема 6. ОС Windows

ОС – это совокупность программных средств, которые обеспечивают взаимодействие аппаратуры компьютера, прикладных программ и пользователя.

Вопрос 27. Основные положения. (§6.1)

Любая ОС состоит из 4-х частей, которые выполняют следующие функций:

1)управление всей аппаратурой компьютера.

2)управление выполнением программ.

3)управление взаимодействием с пользователем.

4)организация хранения информации на временных носителях (файловая система).

На ПК типа IBM/PC можно установить операционные системы

-CP/M,

-MS DOS,

-PS/2

-UNIX,

-Linux разных номеров

-Windows.

В настоящее время CP/M, MS DOS,PS/2 – не используются.

UNIX – пользуется не большим, но стабильным процентом пользователей.(≈ 9%,  в течение 50 лет)

Windows – широко применяется

Linux- поддерживается общественными организациями как альтернатива Windows. ОС Linux использует так называемый открытый код, т.е. ее текст на алгоритмическом языке. Он доступен контролю и модификации пользователей.

На ПК типа Macintosh используется ОС под названием Mac OS.

Важно заметить, что только операционная система способна общаться с устройствами компьютеров.

Другие программы для обращения к устройствам используют ОС.

Название Windows происходит от английского «окна»

Окно – это прямоугольная область на экране, в которой отображается программа, документ или сообщение.

Окон на экране может быть много, и они могут накладываться друг на друга. Окна позволяют ввести третье измерение на экране, в дополнение к горизонтали и вертикали. Окна  позволяют на одной и той же площади экрана разместить больше доступной информации. Экономия места на экране привела к графическому режиму работы ОС.

Графический режим – режим, при котором программа и ОС имеют доступ к каждой точке на дисплее.

При текстовом режиме ОС и программа имеют доступ к знакоместу на экране. Каждое знакоместо имеет одинаковые размеры , фиксированное положение и состоит из многих точек.

В ОС Windows прикладная программа называется приложением, а правила взаимодействия программы и пользователя называется интерфейсом.

История Windows

-ОС Windows версии 1 и 2 появились и быстро исчезли(1985-1987 гг).

-Windows 3 представляла собой графическую оболочку над ОС MS DOS. С устройствами компьютера по- прежнему  работали программы из MS DOS.

-4 версию Windows назвали Windows 95 поп году выпуска, её улучшенная версия Windows 98.

-Параллельно другой группой Microsoft разрабатывалась Windows NT для организаций. Объединение направлений привело к созданию 5-ой версии Windows 2000.

-Улучшенная 5 версия – Windows ХР (2001). К той же версии относится Windows 2003 для организаций.

- В 2007 г. появилась 6я версия Windows Vista, ее вариант для организаций – Windows 2008

-В 2009 г. вышла 7 версия – Windows 7

-В 2012 г. ожидается 8 версия – Windows 8

-Начата работа над 9 версией – Windows 9

ОС – является большими и сложными программами. Например, разработку Windows ХР вложен 1 млрд.$. Windows ХР содерит 40 млн. строчек программного кода.

В ОС Windows заложены следующие концепции:

1.графический интерфейс пользователя.

2.многозадачный режим работы.

3.управление ресурсами компьютера.

4.объектный подход.

5.работа в сети.

6.мультимедиа.

7.безопасность

Концепция означает направление развития, некие сверхзадачи, которые никогда не будут доведены до конца.

Вопрос 28. Интерфейс пользователя. (§6.2)

Основными элементами интерфейса Windows является:

- Рабочий стол

-Окно

-Меню

-Папка

-Панель задач.

-Панель управления

п.1. Рабочий стол. (п.6.2.1)

Рабочий стол – окно ОС Windows.

Первое, что видят пользователи - это Рабочий стол, Панель задач и значки.

Рабочий стол занимает весь экран дисплея, закрытие рабочего стола заканчивает работу в ОС Windows.

Вдоль одной из границ рабочего стола расположена Панель задач, на которой находится кнопка «Пуск» для вызова главного меню.

Значки с подписями на рабочем столе соответствуют приложениям, документам, папкам, внешним запоминающим устройствам. (рис 6.1)

- Первые два вида знаков относится к ярлыкам – это указатель на некоторые файлы. Удаление ярлыка не удаляет файл.

- Папка – таблица, которая содержит имена файлов, их значки, информацию о их местонахождении.

п.2. Окна. (п.6.2.2)

Типовая структура окна Windows показана на рис 6.2

Имеется много видов окон: окна приложений, окна с рамками, окна просмотра.

Панели инструментов, кнопки в списке меню, поля ввода, полосы прокрутки по внешнему виду не похожи на окна, но фактически ими являются.

Модальное окно – окно, которое нельзя покинуть, не закрыв его. Между немодальными окнами можно свободно перемещаться с помощью мыши и клавиатуры.

Многодокументные окна (MDI) – содержат все вызванные окна внутри себя. Закрытие MDI окна закрывает все вызванные окна.(рис 6.3)

Однодокументные окна – (SDI) – могут выпускать вызванное окно за свои пределы.(рис 6.4)

Выделяется специальное окно сообщений, которое содержит рисунок, сообщение и от 1 до 4-х кнопок.

Как правило, окно сообщений модальное.

п.3. Меню (п.6.2.3)

Меню – это набор элементов управления, сгруппированных горизонтально или вертикально. Элементы управления меню называются пунктами. При нажатии на пункт выполняется команда. Горизонтальные группы пунктов называются линейками, а вертикальные группы – выпадающими меню. Примером выпадающего меню является Главное меню Windows.

Пункт меню состоит из 4 частей:

-рисунок,

-подсказка,

-значок,

-горячая клавиша.

Рисунок 6.6

Рисунок и подсказка поясняют выполняемую команду.

Один из символов подсказки может быть подчеркнут. Это клавиша быстрого доступа. При нажатии клавиши «Alt + подчеркнутый символ» пункт меню выполняется, если он виден на экране.

Справа от подсказки может присутствовать горячая клавиша. При её нажатии на клавиатуре пункт меню выполняется, даже если его не видно на экране.

Клавиши быстрого доступа и горячие клавиши позволяют работать с меню с помощью клавиатуры без мысли.

Значок треугольника () говорит о том, что из пункта появится выпадающее меню. Значок многоточие (…) говорит о том, что из пункта появится окно с параметрами команды и кнопками «ок» и «отмена». Пользователь в нем может задать параметры команды и подтвердить или отменить выполнение команды. Отсутствие значков () и (…)говорит о немедленном выполнении команды.

Контекстное меню – независимое выпадающее меню, содержание которого зависит от места его выпадения. Обычно вызывается правой кнопкой мыши.

Адаптивное меню – меню, в котором часто используемые пункты автоматически двигаются в начало пунктов.

Длинное адаптивное меню полностью не показывается. В этом случае в его конце виден пункт с символом

п.4. Папки «Мой компьютер» и «Корзина» (п.6.2.4)

Панель задач расположена вдоль одной из границ экрана. Она содержит: кнопку «Пуск» Главного меню, значки открытых окон, значки резидентных программ.(рис 6.7)

Резидентные программы постоянно находятся в памяти компьютера и доступны. Запускаются при вместе с ОС и закрываются вместе с ним.

Через папку Мой Компьютер можно добраться до любого файла, папки, запоминающего устройства и модифицировать их свойства.

Папка-Корзина содержит ранее удаленные файлы, которые можно восстановить. Переполнение и очистка корзины приводит к невозможности удаления файлов.

Панель управления используется для:

1)изменения режимов работы ОС и интерфейса

2)установки и снятия программного и аппаратного обеспечения

3)настройки параметров устройств.

Вопрос 29. Многозадачность. (§6.3)

Задачность - единица работы компьютерной системы, требующая выделения ресурсов.

Многозадачность – это способность системы выполнять одновременно несколько приложений.

Можно одновременно делать расчеты, печатать документ и играть в игру.

На самом деле процессор или ядро процессора каждый момент времени может решать только одну задачу. Для каждой задачи выделяется своя доля времени процессора.

У пользователя создается иллюзия одновременного решения задач.

Различают два вида многозадачности:

1)кооперативная

2)преемптивная.

В кооперативной многозадачности каждому приложению назначается приоритет. Задачи малого приоритета решаются во время простоя задачи большого приоритета (ожидание нажатия клавиши, чтение – запись на диск и др.). Каждая задача самостоятельно решает, когда отдать процессор другой задаче.

Задача большого приоритета может забрать себе все время процессора.

В преемптивной многозадачности каждая задача получает фиксированный квант (кусочки) времени процессора. Окончание кванта всегда приводит к попытке передать управление другой задаче. Задачи решаются по очереди, являются преемниками друг друга. Ответственность за передачу процессора несет ОС.

Приложения Windows способны порождать процессы.

Процесс – совокупность действий, которые могут выполняться независимо от других процессов. Например, можно открыть несколько окон и независимо обрабатывать несколько документов. За каждым окном закреплен процесс.

Поток – это часть процесса, который может выполняться независимо от других потоков. Например, вычисление в разных ячейках таблицы могут выполняться независимо друг от друга

Деление процесса на потоки функция самого приложения, а порядок предоставления потокам процессорного времени осуществляется операционной системой.

Процесс состоит из потоков, в крайнем случае, из одного. Многозадачность Windows основана на способности ОС обрабатывать много потоков.

Основная память компьютера делится между потоками. Каждый поток работает только со своим участком памяти и не имеет право записывать данные в другие участки памяти.

ОС успешнее справляться с многозадачностью, если она поддерживает многопроцессорную обработку. Тогда процессы будут фактически выполняться одновременно, каждый на своем процессоре.

Есть две разновидности многопроцессорной обработки:

1) асимметричная

2) симметричная.

При асимметричной обработке один или несколько процессоров обслуживают только операционную систему, а остальные заняты только приложениями.

При симметричной обработке любой процесс может быть поручен любому свободному процессору. Симметричная обработка более предпочтительна, т.к. в целом отказоустойчива и более равномерно распределяет нагрузку.

Вопрос 30. Управление ресурсами. (§6.4)

Ресурсы компьютера = основные ресурсы + устройства.

Основные ресурсы – это процессор, основная память и программы(ППП).

Устройства – дисплей, клавиатура, мышь, винчестер и др.

Разделение ресурсов компьютера происходит по следующему принципу:

Без любого из устройств компьютер может работать, а без любого основного ресурса компьютер не работоспособен.

ОС Windows использует основные ресурсы как разделяемые, т.е. предоставляет их в одновременное пользование нескольким задачам.

Процессор разделяется с помощью режима многозадачности.

Программы и основная память разделяются при запуске программ дважды, трижды и т.д. При этом в памяти хранится одна копия необходимой программы, а для необходимых данных организуются 2,3 и т.д. областей.

Устройства компьютера тоже используются как разделяемые.

Режим разделения зависит от устройства. Например, дисплей разделяется с помощью окон, принтер разделяется с помощью очереди печати.

Виртуальная машина – часть разделяемых ресурсов, предоставленных одной задаче. ОС Windows организует для каждого приложения свою виртуальную машину. Каждое приложение «уверено», что оно решается на отдельном компьютере.

Драйвер – программа, которая управляет потоками данных к устройству и от устройства.

В Windows для интеграции программных и аппаратных средств используется технология Plug & Play (перевод - Вставь и играй, а по смыслу - Включи и работай). Эта технология заключается в автоматическом распознавание устройств и в автоматической настройке устройств и драйвера.

Изменение аппаратного состава отслеживается автоматически при включении компьютера и во время его работы.

ОС Windows относится к 32-разрядным ОС, т.е. она для хранения адреса памяти использует 32 бита. Это позволяет ОС Windows напрямую обращаться к 232 байт = 4 Гб основной памяти.

Последняя версия Windows относится к 64-разрядным ОС. Недостаток оперативной памяти Windows может решаться за счет виртуальной памяти.

Виртуальная память – продолжение основной памяти для задачи во внешней памяти.

Используемая для этого часть внешней памяти называется файлом подкачки.

Процесс обмена с виртуальной памятью называется свопинг.

Вопрос 31.Объектный подход (§6.5)

Объект Windows -  абстрактный тип данных, который кроме самих данных содержит функции по их обработке. Объектом может быть окно, рисунок, надпись, мелодия, таймер и т.д.

Объект = данные + программы

Данные – свойства объекта.

Программы – методы объекта

Объект может замечать внешние события: нажатия клавиш и кнопок, открытие/закрытие окна и др.

Объект может реагировать на события с помощью своих методов. Например, при нажатии на кнопку, она может поменять свой внешний вид.

ОС Windows и её приложения строятся из объектов. Приложения могут обмениваться между собой своими объектами.

Имеется 3 способа обмена объектами:

1.Статическое копирование.

2.Внедрение.

3.Связывание.

При статическом копировании переносятся только данные объекта, программы обработки не переносятся. Объект виден в приемнике и может быть отпечатан, но не может способен замечать внешних событий.

Основное отличие между внедрением и связыванием состоит в способе хранения объекта.

При внедрении в приложение-приемник посылается копия объекта. Внедренный объект становится частью приемника. Следовательно, связь с источником разрывается.

При связывании в приемник посылается информация о местонахождении объекта и его свойствах. Объект остается в источнике.

Все изменения объекта делаются источником., передаются по связи и сразу видны в приемнике. Технология внедрения и связывания объектов называется OLE.

Использование связывания предпочтительнее по двум причинам:

1)приемник почти не увеличивается в объеме.

2)один объект можно связать с несколькими приемниками.

Иногда называют Приемник = клиент, Источник = сервер.

Вопрос 31. Работа в сети (§6.6)

Работа нескольких компьютеров в сети обеспечивает 2 главных преимущества:

1.совместное использование аппаратных ресурсов: принтеров, жестких дисков, факс-модема и др.

2.совместное использование информационных и программных ресурсов.

Общие базы данных, сетевая бухгалтерия, электронная почта и др.

В домашнюю версию ОС Windows встроена поддержка одноранговой сети до 10 компьютерных станций. Профессиональная версия поддерживает большое количество станций в одноранговой сети с выделенным сервером.

Имеются встроенные средства по регистрации и паролированию пользователей.

В Windows встроены средства общения в Глобальной сети Internet:

-Internet Explorer – навигация по узлам

-Outlook – электронная почта

Работа в сети ведется в соответствие с моделью открытых систем.

Реализуется концепция универсального сетевого драйвера с поддержкой любых проводных и беспроводных технологий.

Причем данные могут поступать одновременно из разных источников.

Вопрос 32. Мультимедиа (§6.7)

Мультимедиа- кино и звук.

Достоинства  мультимедиа  Windows:

-простота подключения устройств в мультимедиа (Plug & Play)

-продуманная архитектура цифрового кино и звука.

-технология дисплейных драйверов, которая позволяет стандартные графические операции выполнять на видеоадаптере без вмешательства центрального процессора.

Разрабатывается технология VIIV, в которой центром комплекса мультимедийной аппаратуры становится компьютер.

Вопрос 33. Безопасность (§6.8)

Безопасность – отсутствие возможных несанкционированных воздействий.

Субъектом могут быть пользователь, компьютер, служба или приложение.

Субъекты безопасности стремятся использоваться файлы, устройства, приложения или службы, размещенные на компьютере с Windows. Управляет системой безопасности монитор безопасности.

Система безопасности заключается в следующих мероприятиях:

1) Разграничение прав пользователей

2) Настройка параметров безопасности

3) Защита данных

4) Установка необходимого и доказанного программного обеспечения.

Права пользователей назначаются с помощью учетных записей. Windows располагает набором готовых учетных записей. Все пользователи по умолчанию работают с ограниченными правами.

Группы “Active Directory”- авторизованные пользователи и авторизованные компьютеры.

К параметрам безопасности относятся:

-параметры учетных записей, разрешенные на доступ к файлам,

-параметры реестра

-параметры служб

- политика открытого ключа(шифрование)

- политика ограничений программного обеспечения.

Брандмауэр Windows отбрасывает входящий трафик, если он не был запрошен с данного компьютера или не был явно разрешен.

Система вторжений следит за трафиком в сети в режиме реального времени, предупреждает администратора о подозрительных событиях, например, об атаках новых червей.

С помощью системы шифрования диска BitLocker можно снизить риск раскрытия конфиденциальных данных в случае кражи компьютера.

Технология EFS – технология шифрования файла.

Если у пользователя нет ключа для шифрования, то открыть файл невозможно даже в обход механизмов безопасности ОС.

Служба управления правами(RMS) связывает права и условия пользования самой информацией и защищает ее даже при ее перемещении.

Тема 7. Текстовый процессор.

Вопрос 34. Текстовый процессор(§7.1)

Текстовый процессор - программное средство, предназначенное для создания и обработки электронных текстовых документов.

Примеры текстовых процессоров:

-Microsoft Office Word.

-Writer Open Office

Основные понятия.

Текстовый процессор может работать с текстом и графикой.

Текст и графика отличаются своими мельчайшими, неделимыми единицами.

Самая маленькая единица текста - символ ,самая маленькая единица графики - точка и линия.

п.1. Типовая структура интерфейса (п.7.1.1)

Типичные элементы окна текстового процессора показаны на рис 7.1.

Курсор вставки показывает место, куда попадают символы с клавиатуры.

Строка состояния содержит общие параметры документа: имя файла, номер текущей, кол-во страниц, индикаторы режимов работы.

Линейка показывает и служит инструментом для задания границ и позиций табуляции текущего абзаца, полей страниц. Вид линейки зависит от абзаца.

п.2.Структура электронного документа (п.7.1.2)

Текстовый процессор производит обработку как минимум одного документа.

Электронный документ содержит текст и графику. Текст и графика существенно отличаются по командам их обработки.

Минимальной, неделимой единицей текста является символ. Каждый символ в ЭВМ хранится в одном или двух байтах. Символ имеет код, размер, шрифт и начертание.

Код - целое число от 0 до 255 или до 65384(юникод). Код показывает положение символа в таблице кодировки или в таблице шрифта.

Размер шрифта(его высота) измеряется в пунктах. 1 пункт равен 1\72 часть дюйма или примерно 0.35 миллиметра.

Шрифт – правила изображения символа на экране и на бумаге.

Шрифт еще называют фонт.

Шрифты типа TrueType (ТТ, OT) одинаково изображаются на экране и на бумаге. Шрифты не типа TrueType попадаются редко. Это, например: шрифты MS Sans Serif, Fixedsys.

В пропорциональном шрифте ширина символов разная и зависит от написания символа. Например: ширина единицы (1) меньше, чем ширина буквы Ш.

В непропорциональном шрифте ширина всех символов одинаковая. Это, например: шрифты Courier. Удобны для построения столбцов текста.

Начертание – признаки: обычный, полужирный, подчеркнутый, курсив и другие.

Среди символов выделяются пробельные символы: пробел, табуляция и Enter и несколько других.

Слово - непрерывная последовательность непробельных символов.

Абзац в электронном документе – последовательность слов, которая заканчивается символом Enter.

Раздел – последовательность абзацев, которая отличается параметрами внешнего вида страниц. Совокупность разделов образует электронный документ. Часто документ состоит только из одного раздела.

При создании и обработке больших объемов текста, порядка несколько сотен страниц, является понятие электронного главного документа, как списка электронных документов.

Каждый документ создается независимо в разное время разными людьми и объединяется с другими документами с помощью главного документа.

Иерархия понятий в структуре электронного документа показана на рисунке 7.2:

Форматирование – это правила, параметры и процедуры изменения внешнего вида документа. Содержание текста при форматировании не меняется.

Операции и параметры форматирования включает в себя:

-разбивку текста на строки и страницы,

-отступы и интервалы между строками и абзацами,

-шрифты и начертания,

-выравнивание текста по кроям.

Большинство операций форматирования в текстовом процессоре выполнятся в автоматическом режиме. Например, при изменении параметров форматирования текст автоматически перераспределяется по строкам и страницам.

Форматирование принципиально по-разному применяется к символам, абзацам, разделам документа и главному документу. То, что можно для символов, невозможно для абзацев и наоборот.

Например, абзацы можно выравнивать, а символы нельзя. Для символов можно задать шрифт, для абзацев нельзя.

Поэтому команды форматирования в текстовом процессоре можно разделить на категории по объекту применения. Содержание электронного документа состоит из двух частей. Можно сказать, что Документ = Текст + Форматирование

Редактирование документа включает в себя кроме форматирования еще исправление содержания текста.

Вопрос 35. Обработка текста документа (§7.2)

п.1. Минимальный набор типовых операций(п. 7.2.1)

Рассмотрим минимальный набор типовых операций, которые возможны в текстовом процессоре над документом, абзацем, фрагментом текста, словом, символом.

С документом в целом проводятся следующие операции текстового набора:

1)Создание (формирование файла документа и задание ему уникального местоположения и имени)

2)Открытие (загрузка существующего файла в текстовый процессор).

3)Сохранение

4)Удаление

5)Печать

Разделы есть не во всех текстовых процессорах и операции с параметрами страниц не входят в минимальный набор.

С абзацем проводятся следующие операции:

1.Установка границ.

Устанавливаются левая, правая, верхняя, нижняя границы абзаца. Для каждого абзаца устанавливаются свои границы. Граница абзаца – это расстояние от полей страницы.

1)Отступы и интервалы. Устанавливаются расстояния от предыдущего и следующего абзацев, межстрочный интервал, красная строка.

2)Выравнивание. Различают 4 вида горизонтального выравнивания: влево, вправо, по центру, по ширине, - и 4 вида вертикального: вверх, вниз, по центру, по высоте.

3)Перенос и язык. Возможны три способа переноса текста на следующую строку: по словам, по слогам, по символам. Параметры языка устанавливаются для проверки правописания.

4)Позиции табуляции. Устанавливаются горизонтальные позиции по строке, куда попадает следующий символ после очередного символа табуляции. Удобны для построения столбцов и таблиц текста.

Фрагмент – непрерывная часть текста. Фрагменты не входят в структуру электронного документа. Они используются для целей создания и форматирования текста.

Существует 3 вида фрагментов: строчный, прямоугольный, линейный (рис 7.3).

С фрагментом проводятся операции:

-выделение,

-копирование,

-перемещение,

-удаление,

-печать,

-форматирование.

Для слова существует специальная операция выделения.

п.2. Расширенный набор типовых операций(п. 7.2.2)

К расширенному набору типовых операций текстового процессора относятся:

1)поиск и замена

2)проверка правописания

3)параметры страниц

4)стили

5)шаблоны

6)макросы

7)таблицы.

п.2.1.. Поиск и замена(п. 7.2.2.1)

В этой операции ищется одна последовательность символов и затем она заменяется на другую последовательность. Обе последовательности задаются пользователями и могут быть разной длины. Если вторая последовательность нулевой длины, то операция замены реализует удаление символов.

Имеются режимы:

1)одноразовый и глобальный

2)автоматической и ручной замены

3)чувствительности к строчным и прописным буквам

4)направления поиска: вверх, вниз, по всему документу

5)учета форматирования.

п.2.2. Проверка правописания(п. 7.2.2.2)

Проверяются орфография, синтаксис, склонение, спряжение, пунктуация, стиль. Инструментом для проверки служат словарь и набор правил. Словарь может изменяться пользователем. Набор правил фиксирован. С помощью правил проверяются плохой стиль документа (как не надо говорить и писать):

-много придаточных предложений,

-повтор одинаковых слов,

-много подряд идущих согласных или гласных, разные падежи в перечислениях и т.п.

п.2.3. Параметры страницы(п. 7.2.2.3)

Параметры страниц относятся к параметрам форматирования разделов.

Различают логическую и физическую страницы.(рис.7.4)

Логическая страница – прямоугольное пространство, включающее текст и графику документа.

Физическая страница = Логическая страница + Поля.

Пользователь назначает два размера физической страницы и размеры четырех полей. В верхней и нижней частях каждой страницы располагаются нижний и верхний колонтитулы.

Они могут содержать вспомогательную информацию:

-номер страницы,

-фиксированный текст,

-сноски.

Параметры страницы одинаковы для всех страниц одного раздела.

К параметрам страниц также относятся:

-Ориентация листа (книжная или альбомная)

-Расстояния от краев листа до колонтитулов по вертикали

-Колонки

-очерчивается логическая страница

-Вид сносок

-различие колонтитулов

п.2.4. Стили (п. 7.2.2.4)

Стиль – это набор правил и параметров по форматированию символов и абзацев.

Существуют стиль символа и стиль абзаца. В стиль абзаца входит какой-нибудь стиль символа.

Нужно отличать понятие стиля, данное здесь, от понятия стиля из пункта 7.2.2.2.

Каждому стилю задается уникальное имя, например: Обычный, Заголовок1, Заголовок2.

Стиль содержит параметры форматирования:

-имя шрифта,

-начертания,

-размер,

-интервалы,

-отступы строк и абзацев,

-выравнивание,

-нумерацию списков,

-позиции табуляции и др.

Каждый символ и абзац обладает каким-то стилем. Если пользователь не называет стиля, то используется стиль, заданный по умолчанию. Параметры стиля сохраняются вместе с документом. Поэтому одноименные стили в разных документах могут иметь разные параметры форматирования.

Параметры форматирования, которые задал пользователь для символа и абзаца перекрывают параметры стиля для этих символа и абзаца.

Главное свойство стиля: при изменении параметров стиля автоматически изменяется текст открытого документа, относящийся к данному стилю.

Например, можно изменить размеры всех символов, относящихся к стилю Обычный во всем документе.

п.2.5. Шаблоны (п. 7.2.2.5)

Шаблон - набор правил и средств по форматированию документа в целом и его разделов.

Каждый шаблон имеет уникальное имя, например: Нормальный, Стандартный отчет.

В шаблоне содержится пример содержимого, параметры страниц, стили, настройки меню и панелей инструментов, автотексты, макросы.

Каждый электронный документ создан на основе какого-то шаблона.

Если пользователь не задавал шаблон, то используется шаблон по умолчанию.

При изменении шаблона новые свойства приобретут только новые документы, создаваемые на этом шаблоне. На созданные ранее документы изменения в шаблоне не влияют.

п.2.6. Макросы (п. 7.2.2.6)

Макрос – последовательность команд текстового процессора, записанная ранее под общим именем.

Понятие макроса эквивалентно понятиям «программы» и «процедуры».

С помощью макросов автоматизируются типовые технологические этапы подготовки электронного документа, например, открытие документа.

Главное свойство макроса: после вызова макроса, записанная в нем последовательность команд будет в точности воспроизведена.

Большинство операций текстового процессора реализуется с помощью макроса.

С появлением макроса текстовый редактор превращается в текстовый процессор.

Он теперь способен принимать и выполнять программу (Макрос)

Бывают 2 вида макросов:

1.запись последовательности нажатия кнопок и клавиш(макрос в первоначальном упоминании);

2.написание программы на внутреннем алгоритмическом языке.

п.2.7. Таблицы(п. 7.2.2.7)

Таблица - это информация, организованная с помощью строк и столбцов. Пересечение сточек и столбцов – ячейка.

Таблицы встречаются часто в документах. Поэтому в текстовом процессоре имеются специальные средства по работе с таблицами.

Существуют особые параметры форматирования:

-таблицы в целом

-строк,

-столбцов,

-ячеек.

Имеется понятие «Стиля таблицы»

п.2.8. Другие операции (п. 7.2.2.8)

Из других операций расширенного набора отметим:

-списки

-ограничение доступа

-поддержка версий

-автотекст

-вычислительные поля

-связь документов

-примечания и исправления

-рисование

-закладки

-сноски

-автоформатирование

-диаграммы.

Вопрос 36. Принципы подготовки бумажных и электронных документов (§7.3)

Подготовка документа состоит из 2х этапов:

1.создание документа

2.форматирование документа.

Рассмотрим основные принципы подготовки документа, которые с одной стороны, делают его понятным читателю, с другой, ускоряют его подготовку.

п.1. Принципы создания документа (п. 7.3.1)

При создании документов необходимо придерживаться следующих принципов.

1) Используйте режим просмотра перед печатью.

Перед печатью необходимо посмотреть на экране дисплея документ в том виде, в каком он будет выглядеть на бумаге. Это позволит организовать документ, не допуская перепечатки.

2) Учитесь быстро печатать.

Главное ограничение подготовки документа - это скорость ввода текста с клавиатуры. Учитесь печатать «вслепую».

3)Сначала пишите, потом редактируйте.

Создавая документ, не исправляйте ошибок. Исправления рекомендуется делать потом, когда ошибки исправлены автоматически или явно указаны.

4) Удаляйте с осторожностью.

Не удаляйте текст большими кусками. Работайте в режиме вставки, а не замены. Не держите долго выделение форматов.

5) Сохраняйте чаще.

Перебои с электропитанием, зависание программ, настроение, могут свести на нет многие часы вашей работы. Пользуйтесь режимом автосохранения 1 раз в 20-30мин. Хорошей привычкой является ручное сохранение.

6) Храните копии важных документов.

Создавайте резервные копии файлов на дискетах и на других носителях. Особо важные документы храните на бумаге.

7)Не используйте большие файлы. Ущерб от потери маленького файла мал.

8) Создайте себе удобства.

9) Делайте передышки.

Короткие перерывы по 5 минут в час.

п.2. Принципы форматирования документа (п. 7.3.2)

Предполагается, что текст документа создан и необходимо его форматировать, (изменить внешний вид)

1) Не пишите убористо.

Оставляйте в тексте достаточно пустого места(не менее 50%). Не пренебрегайте полями по краям листа. Затраты на бумагу меньше, чем затраты на понимание документа.

2) Документ единое целое.

Организуйте фрагменты документа так, чтобы он выглядел единым целым, занимая при этом минимальную площадь страницы.

3) Не используйте длинных строк, предложений, абзацев.

Длинные фрагменты утомляют читателя.

4) Принцип баланса.

Визуальный вес левой и правой частей страницы должен быть, примерно одинаковым Используйте выравнивание по ширине.

5) Принцип выделения.

Выделяйте заголовки крупным рубленым шрифтом. Не выделяйте длинных фрагментов. Используйте серый фон и выделение рамкой.