Комплект лекций по информатике

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ПРИМОРСКОГО КРАЯ

КРАЕВОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«НАХОДКИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГУМАНИТАРНО-ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

комплект лекций по учебной дисциплине информатика и икт

Находка, 2014

 

Содержание

Введение. 3

Раздел 1. Информационная деятельность человека. 4

Раздел 2. Информация и информационные процессы.. 8

Раздел 3.Средства информационных и коммуникационных технологий. 25

Раздел 4. Технологии создания и преобразования информационных объектов. 38

Раздел 5. Телекоммуникационные технологии. 52

Введение

Роль информационной деятельности в современном обществе

Для развития человеческого общества необходимы материальные, инструментальные, энергетические и другие ресурсы, в том числе и информационные. Настоящее время характеризуется небывалым ростом объема информационных потоков. Это относится практически к любой сфере деятельности человека. Наибольший рост объема информации наблюдается в промышленности, торговле, финансово-банковской и образовательной сферах.

В настоящее время распространение информации в информационном секторе экономики невозможно представить без применения новых информационных технологий (НИТ). Использование современных ИТ обеспечивает почти мгновенное подключение к любым электронным информационным массивам, поступающим из международных, региональных и национальных информационных систем и использование их в интересах успешного ведения бизнеса.

Благодаря стремительному развитию НИТ, в настоящее время не только появился открытый доступ к мировому потоку политической, финансовой, научно-технической информации, но и стала реальной возможность построения глобального бизнеса в сети Internet.

Рост популярности Internet связан с тем, что с использованием данной технологии можно реализовать практически все бизнес-процессы в электронном виде: покупать и продавать товары и услуги, вкладывать деньги, получать информацию, заключать соглашения и т.д. Настоящий момент развития Internet связан с лавинообразным развитием электронной коммерции.

Человеку постоянно приходится участвовать в процессе передачи информации. Передача может происходить при непосредственном разговоре между людьми, через переписку, с помощью технических средств связи: телефона, радио, телевидения и др. Такие средства связи называются каналами передачи информации. Информационные каналы разделяются на два вида: биологические и технические.

Биологические информационные каналы – это органы чувств человека. Их пять: зрение, слух, вкус, обоняние, осязание. По способу восприятия человеком информация бывает зрительная, слуховая, тактильная, обонятельная, вкусовая, мышечная и вестибулярная.

Технические информационные каналы – это телефон, радио, телевидение, компьютер и др. Процесс передачи информации всегда двусторонний: есть источник, и есть приемник информации. Источник передает (отправляет) информацию, а приемник её получает (воспринимает). Каждый человек постоянно переходит от роли источника к роли приемника информации.

Человеку почти непрерывно приходится заниматься обработкой информации.

Информация, воспринимаемая человеком в речевой или письменной форме, называется символьной (или знаковой) информацией. Человеческая речь и письменность тесно связаны с понятием языка. Язык - это знаковая система для представления информации, обмена информацией. Запахи, вкусовые и осязательные ощущения не сводятся к каким-то знакам, не могут быть переданы с помощью знаков. Безусловно, они несут информацию, поскольку мы их запоминаем, узнаем. Такую информацию называют образной информацией. К образной относится также информация, воспринимаемая через зрение и слух, но не сводящаяся к языкам (шум ветра, пение птиц, картины природы, живопись).

Хотя информация связана с материальным носителем, а её передача - с затратами энергии, одну и ту же информацию можно хранить на различных материальных носителях (на бумаге, в виде фотографии, на магнитной ленте) и передаваться с различными энергетическими затратами (по почте, по телефону, с курьером и т.д.).

В качестве средства для хранения, переработки и передачи информации научно-технический прогресс предложил обществу компьютер (электронно-вычислительную машину, ЭВМ).

Раздел 1. Информационная деятельность человека

Тема 1.1. Основные этапы развития информационного общества

Этапы развития технических средств и информационных ресурсов

Одной из важных сторон практической деятельности человека всегда были вычисления. Они могут быть выполнены устно, письменно, в инструментальной форме и прошли долгий путь развития: от счёта на пальцах до современных компьютеров.

Древние приспособления для счёта

Много тысяч лет назад древние люди производили счёт с помощью зарубок на деревянных поверхностях и верёвочных узелков. Самые ранние упоминания о вычислительных устройствах встречаются в древнегреческих рукописях. Первое вычислительное устройство - древнегреческий абак или «саламинская доска» представлял собой посыпанную морским песком дощечку с камешками. В Древнем Риме абак назывался calculi или abaculi и изготавливался из бронзы, камня, слоновой кости и цветного стекла. Слово calculus означает «галька», «голыш». Позднее появились счёты. Китайские счеты суан-пан состояли из деревянной рамки, разделённой на верхние и нижние секции. На Руси с XV века получил распространение "дощаный счет". "Дощаный счет" представлял собой рамку с укрепленными горизонтальными веревочками, на которые были нанизаны просверленные сливовые или вишневые косточки.

Механические вычислительные устройства

Первые, дошедшие до нас чертежи суммирующей машины, принадлежат немецкому учёному Вильгельму Шикарду. Её называли «часы для счёта». Чуть позже, в 1642 году, Блез Паскаль, ему было в то время 19 лет, предложил конструкцию арифмометра, который умел только складывать и вычитать числа. Поводом для изобретения арифмометра было участие Паскаля в утомительных финансовых расчётах, которые по поручению правительства выполнял его отец. В арифмометре Паскаля число кодировалось положением колёсика с 10 зубцами. Колёсико единиц было связано с колёсиком десятков, колёсико десятков с колёсиком сотен и т.д. Это устройство обрабатывало шестизначные числа. Через 52 года немецкий учёный Вильгельм фон Лейбниц продемонстрировал механический умножитель, имитирующий механический школьный алгоритм «умножение в столбик». Эта механическая машина уже могла выполнять и деление. Изготавливалась она из девяти цилиндров с зубчиками.

Счётная машина на паровом двигателе

В 1833 году английский математик Чарльз Бэббидж, декан кафедры математики Кембриджского университета, той кафедры, которую когда-то возглавлял Ньютон, разработал проект вычислительной машины, в основе которого лежал принцип программного управления. Он назвал её «Аналитической машиной». Она должна была приводиться в действие силой пара. В то время французские учёные применили любопытный метод вычислений, давший неплохие результаты. Большая задача разбивалась на небольшие части, состоящие лишь из простых операций, и поручалась большому количеству людей, ничего не знающих в математике, кроме арифметических операций. Бэббидж решил для таких операций приспособить машины. В 1822 году он опубликовал статью с описанием машины для вычисления и печати таблиц математических функций и в том же году построил рабочую модель, заслужившую восторженный приём Лондонского Королевского Общества. В проекте Бэббиджа были предусмотрены все основные элементы, присущие современным компьютерам: - склад для хранения чисел (память); - фабрика для их обработки (арифметическое устройство); - контора для управления обработкой (процессор). Это был гениальный проект, но практическая реализация идеи была невозможной, т.к. она опережала технические возможности своего века.

Электромеханические вычислительные машины

Начало компьютерной революции дают первые ЭВМ, созданные в 30-е годы независимо друг от друга американским физиком Дж. Атанасовым и немецким инженером К. Цузе. Существует предположение, что чисто хронологическое первенство принадлежит Атанасову. ЭВМ К. Цузе работала уже в конце 30-х годов и продолжала работать до 1953 года. Машина Дж. Атанасова служила для решения физических задач. ЭВМ К. Цузе была создана для шифровки и дешифровки секретных военных сообщений. Электромеханические машины Атанасова и Цузе можно отнести к машинам «нулевого» поколения. Их главным компонентом было электромеханическое реле. «Нулевой» цикл компьютерной революции был в историческом масштабе чрезвычайно коротким.

Развитие электронно-вычислительной техники

Первое поколение ЭВМ (1946-1955гг.)

ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА: электронно-вакуумные лампы, резисторы и конденсаторы.

ГАБАРИТЫ: шкафы, которые занимали целые машинные залы.

СКОРОСТЬ РАБОТЫ: 10-20 тыс. операций в секунду.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ: очень сложная, частая замена ламп, перегрев машин.

ПРОГРАММИРОВАНИЕ: в машинных кодах.

1946 год – Джон Экерт и Джон Моучли построили первую ЭВМ, которую назвали «ЭНИАК»

Под руководством С.А. Лебедева была создана первая отечественная ЭВМ под названием МЭСМ – Малая Электронная Счетная Машина. (1950-1951г )

Программисты писали программы на машинном языке

Второе поколение ЭВМ (1955-19650 гг.)

ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА: полупроводниковые элементы – транзисторы, диоды, более совершенные транзисторы и конденсаторы.

ГАБАРИТЫ: стойки чуть выше роста человека, устанавливались в специальных залах.

СКОРОСТЬ РАБОТЫ: до 1 млн. операций в секунду.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ: стала проще.

ПРОГРАММИРОВАНИЕ: появились алгоритмические языки: Fortran (Фортран), Algol (Алгол) и Assembler (Ассемблер).

В конце 1966 года была завершена разработка БЭСМ-6. Главный конструктор — Сергей Алексеевич Лебедев. Выполняла приблизительно 1 млн. операций в секунду. Программы составлены на языках программирования  высокого уровня (Алгол, Бейсик и др.)

Третье поколение ЭВМ (1965-1980 гг.)

ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА: интегральные схемы.

ГАБАРИТЫ: стойки и дисплей, которые не нуждались в специальном помещении.

СКОРОСТЬ РАБОТЫ: до нескольких миллионов операций в секунду.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ: большой штат сотрудников: операторов, электронщиков.

ПРОГРАММИРОВАНИЕ: дальнейшее развитие алгоритмических языков: Basic (Бейсик) и Pascal (Паскаль).

Четвертое поколение ЭВМ (1980 г. – наст.время)

ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА: большие и сверхбольшие интегральные схемы.

ГАБАРИТЫ: персональный компьютер, занимающий часть письменного стола.

СКОРОСТЬ РАБОТЫ: до миллиарда операций в секунду.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ: в наст. время возможна одним человеком.

ПРОГРАММИРОВАНИЕ: новые языки и среды программирования: Delphi, Visual Basic, С и другие. Развитие операционных систем и прикладных программ.

Именно в этом поколении термин «ЭВМ» заменен словом «компьютер».

1975-Altair 8800 – США

1977-APPLE II

1982- IBM PC –корпорация IBM

1984 - Выпущен первый персональный компьютер Apple Macintosh.

Тема 1.2. Виды профессиональной информационной деятельности человека

Правовые нормы, относящиеся к информации, правонарушения в информационной сфере, меры их предупреждения

Правовое регулирование в информационной сфере является новой и сложной задачей для государства. В Российской Федерации существует ряд законов в этой области. Решение проблемы защиты информации во многом определяется теми задачами, которые решает пользователь как специалист в конкретной области. В настоящее время для защиты от несанкционированного доступа к информации все более часто используются биометрические системы идентификации. Используемые в этих системах характеристики являются неотъемлемыми качествами личности человека и поэтому не могут быть утерянными или поддельными.

Преступления в сфере информационных технологий или киберпреступность — преступления, совершаемые людьми, использующих информационные технологии для преступных целей.

Преступления в сфере информационных технологий включают как распространение вредоносных вирусов, взлом паролей, кражу номеров кредитных карточек и других банковских реквизитов (фишинг), так и распространение противоправной информации (клеветы, материалов порнографического характера, материалов, возбуждающих межнациональную и межрелигиозную вражду и т.п.) через Интернет.

Кроме того, одним из наиболее опасных и распространенных преступлений, совершаемых с использованием Интернета, является мошенничество. Инвестирование денежных средств на иностранных фондовых рынках с использованием сети Интернет сопряжено с риском быть вовлеченными в различного рода мошеннические схемы.

Другой пример мошенничества - интернет-аукционы, в которых сами продавцы делают ставки, чтобы поднять цену выставленного на аукцион товара.

В соответствии с действующим уголовным законодательством Российской Федерации под преступлениями в сфере компьютерной информации понимаются совершаемые в сфере информационных процессов и посягающие на информационную безопасность деяния, предметом которых являются информация и компьютерные средства.

Данная группа посягательств являются институтом особенной части уголовного законодательства, ответственность за их совершение предусмотрена гл. 28 УК РФ.

Правовое регулирование Российской Федерации

-                   Закон «О правовой охране программ для ЭВМ и баз данных» регламентирует юридические вопросы, связанные с авторскими правами на программные продукты и базы данных.

-                   Закон «Об информации, информатизации и защите информации» позволяет защищать информационные ресурсы (личные и общественные) от искажения, порчи, уничтожения.

-                   В Уголовном кодексе РФ имеется раздел «Преступления в сфере компьютерной информации». Он предусматривает наказания за:

1.                  Неправомерный доступ к компьютерной информации;

2.                  Создание, использование и распространение вредоносных программ для ЭВМ;

3.                  Умышленное нарушение правил эксплуатации ЭВМ и их сетей.

Значимость безопасности информации

Раздел 2. Информация и информационные процессы

Тема 2.1. Информация и измерение информации

Подходы к понятию информации и измерению информации. Информационные объекты различных видов.  Универсальность дискретного (цифрового) представления информации. Представление информации в двоичной системе счисления.

Слово «информация» происходит от латинского слова informatio, что в переводе означает сведение, разъяснение, ознакомление.

Можно выделить следующие подходы к определению информации:

-                    традиционный (обыденный) - используется в информатике: Информация – это сведения, знания, сообщения о положении дел, которые человек воспринимает из окружающего мира с помощью органов чувств (зрения, слуха, вкуса, обоняния, осязания).

-                    вероятностный - используется в теории об информации: Информация – это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределённости и неполноты знаний.

Для человека: Информация – это знания, которые он получает из различных источников с помощью органов чувств.

Вся информация, которую обрабатывает компьютер, представлена двоичным кодом с помощью двух цифр – 0 и 1. Эти два символа 0 и 1 принято называть битами (от англ. binary digit – двоичный знак)

Бит – наименьшая единица измерения объема информации.

Название	Усл. обозн.	Соотношение
Байт	Байт	1 байт = 23 бит = 8 бит
Килобит	Кбит	1Кбит = 210 бит = 1024 бит
КилоБайт	Кб	1 Кб = 210 байт = 1024 байт
МегаБайт	Мб	1 Мб = 210 Кб = 1024 Кб
ГигаБайт	Гб	1 Гб = 210 Мб = 1024 Мб
ТераБайт	Тб	1 Тб = 210 Гб = 1024 Гб

Вопрос: «Как измерить информацию?» очень непростой.

Ответ на него зависит от того, что понимать под информацией. Но поскольку определять информацию можно по-разному, то и способы измерения тоже могут быть разными.

Измерение информации

В информатике используются различные подходы к измерению информации:

Содержательный подход к измерению информации.

Сообщение, уменьшающее неопределенность знаний человека в два раза, несет для него 1 бит информации.

Количество информации, заключенное в сообщении, определяется по формуле Хартли:

где N – количество равновероятных событий; I – количество информации (бит), заключенное в сообщении об одном из событий.

Алфавитный (технический) подход к измерению информации

Основан на подсчете числа символов в сообщении.

Если допустить, что все символы алфавита встречаются в тексте с одинаковой частотой, то количество информации, заключенное в сообщении вычисляется по формуле:

I_c – информационный объем сообщения

К – количество символов

N – мощность алфавита (количество символов)

i - информационный объем 1 символа

Двоичное кодирование информации

К достоинству двоичной системы счисления относится – простота совершаемых операций, возможность автоматической обработки информации с использованием двух состояний элементов ПК и операцию сдвиг

Кодирование – это операция преобразования знаков или групп знаков одной знаковой системы в знаки или группы знаков другой знаковой системы.

Декодирование – расшифровка кодированных знаков, преобразование кода символа в его изображение

Двоичное кодирование – кодирование информации в виде 0 и 1

Способы кодирования и декодирования информации в компьютере, в первую очередь, зависит от вида информации, а именно, что должно кодироваться:

-                    числа;

-                    символьная информация (буквы, цифры, знаки);

-                    графические изображения;

-                    звук.

Двоичное кодирование чисел

Для записи информации о количестве объектов используются числа.

Числа записываются с использованием особых знаковых систем, которые называют системами счисления. 100 → 11001002

Система счисления – совокупность приемов и правил записи чисел с помощью определенного набора символов.

Все системы счисления делятся на две большие группы:

-                    Позиционные

Количественное значение каждой цифры числа зависит от того, в каком месте (позиции или разряде) записана та или иная цифра.

-                    Непозиционные

Количественное значение цифры числа не зависит от того, в каком месте (позиции или разряде) записана та или иная цифра. XIX

Двоичное кодирование текста

Кодирование – присвоение каждому символу десятичного кода от 0 до 255 или соответствующего ему двоичного кода от 00000000 до 11111111

Присвоение символу определенного кода – это вопрос соглашения, которое фиксируется в кодовой таблице.

В качестве международного стандарта была принята кодовая таблица ASCII (American Standard Code for Information Interchange) :

Коды с 0 по 32 (первые 33 кода) - коды операций (перевод строки, ввод пробела, т.е. соответствуют функциональным клавишам);

Коды с 33 по 127 – интернациональные, соответствуют символам латинского алфавита, цифрам, знакам арифметических операций, знакам препинания;

Коды с 128 по 255 – национальные, т.е. кодировка национального алфавита. На 1 символ отводится 1 бай (8 бит), всего можно закодировать 2⁸ = 256 символов.

С 1997 года появился новый международный стандарт Unicode, который отводит для кодировки одного символа 2 байта (16 бит), и можно закодировать 65536 различных символов (Unicode включает в себя все существующие, вымершие и искусственно созданные алфавиты мира, множество математических, музыкальных, химических и прочих символов)

В настоящий момент существует пять кодировок кириллицы: КОИ-8, CP1251, CP866, ISO, Mac. Для преобразования текстовых документов из одной кодировки в другую существуют программы, которые называются Конверторы.

Двоичное кодирование графики

Кодирование графической информации

Пространственная дискретизация – перевод графического изображения из аналоговой формы в цифровой компьютерный формат путем разбивания изображения на отдельные маленькие фрагменты (точки) где каждому элементу присваивается код цвета.

Пиксель – min участок изображения на экране, заданного цвета

Растровое изображение формируется из отдельных точек - пикселей, каждая из которых может иметь свой цвет. Двоичный код изображения, выводимого на экран храниться в видеопамяти. Кодирование рисунка растровой графики напоминает – мозаику из квадратов, имеющих определенный цвет.

Качество кодирования изображения зависит от:

-                    размера точки (чем меньше её размер, тем больше кол-во точек в изображении);

-                    количества цветов (чем большее кол-во возможных состояний точки, тем качественнее изображение) Палитра цветов – совокупность используемого набора цвета.

Качество растрового изображения зависит от:

-                    разрешающей способности монитора – кол-во точек по вертикали и горизонтали;

-                    используемой палитры цветов (16, 256, 65536 цветов);

-                    глубины цвета – количество бит для кодирования цвета точки.

Для хранения черно-белого изображения используется 1 бит.

Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом цвета, который хранится в видеопамяти. Цветные изображения имеют различную глубину цвета. Цветное изображение на экране формируется за счет смешивания трех базовых цветов – красного, зеленого и синего. Для получения богатой палитры базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности.

Двоичное кодирование звука

В аналоговой форме звук представляет собой волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. На компьютере работать со звуковыми файлами начали с начала 90-х годов. В основе кодирования звука с использованием ПК лежит – процесс преобразования колебаний воздуха в колебания электрического тока и последующая дискретизация аналогового электрического сигнала. Кодирование и воспроизведение звуковой информации осуществляется с помощью специальных программ (редактор звукозаписи). Качество воспроизведения закодированного звука зависит от – частоты дискретизации и её разрешения (глубины кодирования звука - количество уровней)

Временная дискретизация – способ преобразования звука в цифровую форму путем разбивания звуковой волны на отдельные маленькие временные участки, где амплитуды этих участков квантуются (им присваивается определенное значение).

Это производится с помощью аналого-цифрового преобразователя, размещенного на звуковой плате. Таким образом, непрерывная зависимость амплитуды сигнала от времени заменяется дискретной последовательностью уровней громкости. Современные 16-битные звуковые карты кодируют 65536 различных уровней громкости или 16-битную глубину звука (каждому значению амплитуды звук. сигнала присваивается 16-битный код).

Качество кодирования звука зависит от:

-                    глубины кодирования звука - количество уровней звука;

-                    частоты дискретизации – количество изменений уровня сигнала в единицу времени (как правило, за 1 сек).

N – количество различных уровней сигнала;

i – глубина кодирования звука.

Информационный объем звуковой информации равен:

I = i * k* t

где i – глубина звука (бит);

K – частота вещания (качество звука) (Гц) (48 кГц – аудио CD);

t – время звучания (сек).

Представление видеоинформации

В последнее время компьютер все чаще используется для работы с видеоинформацией. Простейшей такой работой является просмотр кинофильмов и видеоклипов. Следует четко представлять, что обработка видеоинформации требует очень высокого быстродействия компьютерной системы.

Что представляет собой фильм с точки зрения информатики? Прежде всего, это сочетание звуковой и графической информации. Кроме того, для создания на экране эффекта движения используется дискретная по своей сути технология быстрой смены статических картинок. Исследования показали, что если за одну секунду сменяется более 10-12 кадров, то человеческий глаз воспринимает изменения на них как непрерывные.

Тема 2.2. Основные информационные процессы и их реализация

Принципы обработки информации компьютером. Арифметические и логические основы работы компьютера. Алгоритмы и способы их описания. Компьютер как исполнитель команд. Программный принцип работы компьютера.

Алгебра логики (булева алгебра) – это раздел математики, возникший в XIX веке благодаря усилиям английского математика Дж. Буля. Поначалу булева алгебра не имела никакого практического значения. Однако уже в XX веке ее положения нашли применение в разработке различных электронных схем. Законы и аппарат алгебры логики стали использоваться при проектировании различных частей компьютеров (память, процессор).

Алгебра логики оперирует с высказываниями. Под высказыванием понимают повествовательное предложение, относительно которого имеет смысл говорить, истинно оно или ложно. Над высказываниями можно производить определенные логические операции, в результате которых получаются новые высказывания. Наиболее часто используются логические операции, выражаемые словами «не», «и», «или».

Логические операции удобно описывать так называемыми таблицами истинности, в которых отражают результаты вычислений сложных высказываний при различных значениях исходных простых высказываний. Простые высказывания обозначаются переменными (например, A и B).

Конъюнкция (логическое умножение). Сложное высказывание А & В истинно только в том случае, когда истинны оба входящих в него высказывания. Истинность такого высказывания задается следующей таблицей:

Обозначим 0 – ложь, 1 – истина

А	В	A&B
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Дизъюнкция (логическое сложение). Сложное высказывание A Ú В истинно, если истинно хотя бы одно из входящих в него высказываний. Таблица истинности для логической суммы высказываний имеет вид:

A	В	AÚ B
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

Инверсия (логическое отрицание). Присоединение частицы НЕ (NOT) к данному высказыванию называется операцией отрицания (инверсии). Она обозначается Ā (или ¬А)и читается не А . Если высказывание А истинно, то В ложно, и наоборот. Таблица истинности в этом случае имеет вид

A	¬А
false	true
true	false

Алгоритм – система точных и понятных предписаний (команд, инструкций, директив) о содержании и последовательности выполнения конечного числа действий, необходимых для решения любой задачи данного типа. Как всякий объект, алгоритм имеет название (имя). Также алгоритм имеет начало и конец.

В качестве исполнителя алгоритмов можно рассматривать человека, любые технические устройства, среди которых особое место занимает компьютер. Компьютер может выполнять только точно определенные операции, в отличии от человека, получившего команду и имеющего возможность сориентироваться в ситуации.

Алгоритм обладает следующими свойствами.

1.                  Дискретность (от лат. discretus – разделенный, прерывистый) указывает, что любой алгоритм должен состоять из конкретных действий, следующих в определенном порядке.

2.                  Детерминированность (от лат. determinate – определенность, точность) указывает, что любое действие алгоритма должно быть строго и недвусмысленно определено в каждом случае.

3.                  Конечность определяет, что каждое действие в отдельности и алгоритм в целом должны иметь возможность завершения.

4.                  Результативность требует, чтобы в алгоритме не было ошибок, т.е. при точном исполнении всех команд процесс решения задачи должен прекратиться за конечное число шагов и при этом должен быть получен ответ.

5.                  Массовость заключается в возможности применения алгоритма к целому классу однотипных задач, различающихся конкретными значениями исходных данных (разработка в общем виде).

Способы описания алгоритмов

-                    словесный (на естественном языке);

-                    графический (с помощью стандартных графических объектов (геометрических фигур) – блок-схемы);

-                    программный (с помощью языков программирования).

Компьютер или ЭВМ (электронно-вычислительная машина) – это универсальное техническое средство для автоматической обработки информации.

Аппаратное обеспечение компьютера – это все устройства, входящие в его состав и обеспечивающие его исправную работу.

Несмотря на разнообразие компьютеров в современном мире, все они строятся по единой принципиальной схеме, основанной на фундаменте идеи программного управления Чарльза Бэббиджа(середина XIX в). Эта идея была реализована при создании первой ЭВМ ENIAC в 1946 году коллективом учёных и инженеров под руководством известного американского математика Джона фон Неймана, сформулировавшего следующие общие принципы:

1.Принцип программного управления. Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

2.Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными. Это открывает целый ряд возможностей. Например, программа в процессе своего выполнения также может подвергаться переработке, что позволяет задавать в самой программе правила получения некоторых ее частей (так в программе организуется выполнение циклов и подпрограмм).

3.Принцип адресности. Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к запомненным в них значениям можно было впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программ с использованием присвоенных имен.

С тех пор структуру (архитектуру) современных компьютеров часто называют неймановской.

ОБЩАЯ СХЕМА КОМПЬЮТЕРА

В основе строения ПК лежат два важных принципа: магистрально-модульный принцип и принцип открытой архитектуры. Согласно первому все части и устройства изготавливаются в виде отдельных блоков, информация между которыми передаётся по комплекту соединений, объединённых в магистраль. При этом общую схему ПК можно представить в следующем виде:

Второй принцип построения ПК – открытая архитектура – предполагает возможность сборки компьютера из независимо изготовленных частей, доступную всем желающим (подобно детскому конструктору).

Хранение информационных объектов различных видов на различных цифровых носителях. Определение объемов различных носителей информации. Архив информации.

Информация, закодированная с помощью естественных и формальных языков, а также информация в форме зрительных и звуковых образов хранится в памяти человека.

Однако для долговременного хранения информации, ее накопления и передачи из поколения в поколение используются носители информации.

Материальная природа носителей информации может быть различной:

-                    молекулы ДНК, которые хранят генетическую информацию;

-                    бумага, на которой хранятся тексты и изображения;

-                    магнитная лента, на которой хранится звуковая информация;

-                    фото- и кинопленки, на которых хранится графическая информация;

-                    микросхемы памяти, магнитные  и лазерные диски, на которых хранятся программы и данные в компьютере, и так далее.

По оценкам специалистов, объем информации, фиксируемой на различных носителях, превышает один экзабайт  в год. Примерно 80% всей этой информации хранится в цифровой форме на магнитных и оптических носителях и только 20% - на аналоговых носителях (бумага, магнитные ленты, фото- и кинопленки). 

Большое значение имеет надежность и долговременность хранения информации. Большую устойчивость к возможным повреждениям имеют молекулы ДНК, так как существует механизм обнаружения повреждений их структуры (мутаций) и самовосстановления.

Надежность (устойчивость к повреждениям) достаточно высока у аналоговых носителей, повреждение которых приводит к потере информации только на поврежденном участке. Поврежденная часть фотографии не лишает возможности видеть оставшуюся часть, повреждение участка магнитной ленты приводит лишь к временному пропаданию звука и так далее.

Цифровые носители гораздо более чувствительны к повреждениям, даже утеря одного бита данных на магнитном или оптическом диске может привести к невозможности считать файл, то есть к потере большого объема данных. Именно поэтому необходимо соблюдать правила эксплуатации и хранения цифровых носителей информации.

Наиболее долговременным носителем информации является молекула ДНК, которая в течение десятков тысяч лет (человек) и миллионов лет (некоторые живые организмы), сохраняет генетическую информацию данного вида.

Аналоговые носители способны сохранять информацию в течение тысяч лет (египетские папирусы и шумерские глиняные  таблички), сотен лет (бумага) и десятков лет (магнитные ленты, фото- и кинопленки).

Цифровые носители появились сравнительно недавно и поэтому об их долговременности можно судить только по оценкам специалистов. По экспертным оценкам, при правильном хранении оптические носители способны хранить информацию сотни лет, а магнитные - десятки лет.

Определение объемов различных носителей информации

Носители информации характеризуются информационной емкостью, то есть количеством информации, которое они могут хранить. Наиболее информационно емкими являются молекулы ДНК, которые имеют очень малый размер и плотно упакованы. Это позволяет хранить огромное количество информации (до 10²¹  битов в 1 см³), что дает возможность организму развиваться из одной-единственной клетки, содержащей всю необходимую генетическую информацию.

Современные микросхемы памяти позволяют хранить в 1 см³ до 10¹⁰ битов информации, однако это в 100 миллиардов раз меньше, чем в ДНК. Можно сказать, что современные технологии пока существенно проигрывают биологической эволюции.

Однако если сравнивать информационную емкость традиционных носителей информации (книг) и современных компьютерных носителей, то прогресс очевиден:

-       Лист формата А4 с текстом (набран  на компьютере шрифтом 12-го кегля с одинарным интервалом) - около 3500 символов.

-       Страница учебника - 2000 символов.

-       Гибкий магнитный диск – 1,44 Мб.

-       Оптический диск CD-R(W) – 700 Мб.

-       Оптический диск DVD – 4,2 Гб.

-       Флэш-накопитель -  несколько Гб.

-       Жесткий магнитный диск – сотни Гб.

Таким образом, на дискете может храниться 2-3 книги, а на жестком магнитном диске или DVD - целая библиотека, включающая десятки тысяч книг.

Архив информации

Созданную или полученную каким-либо образом информацию хранят в течение определённого времени, в течение которого её временно или долговременно содержат на различных носителях электронных данных. Если информация представляет интерес для её создателей или правообладателей, то им приходится создавать электронные архивы.

Электронный архив - это файл, содержащий один или несколько файлов в сжатой или несжатой форме и информацию, связанную с этими файлами (имя файла, дата и время последней редакции и т.п.). 

Электронные архивы позволяют в любой момент времени извлекать из них необходимые данные для дальнейшего их использования в различных ситуациях (например, для обновления или восстановления утерянных данных). Такие архивы называют страховочными копиями. Их используют в случае утраты или порчи основной машиночитаемой информации, а также для длительного её хранения в месте, которое защищено от вредных воздействий и несанкционированного доступа. Как правило, компьютерными архивами информации являются электронные каталоги, базы и банки данных, а также коллекции любых видов электронной информации. 

Для обеспечения надёжности хранения и защиты данных рекомендуют создавать по 2–3 архивные копии последних редакций файлов. В случае необходимости  осуществляется разархивирование данных. 

Разархивирование - это процесс точного восстановления электронной информации, ранее сжатой и хранящейся в файле-архиве. 

Для создания архивных файлов и разархивирования используют специальные программы-архиваторы:

-                    WinRAR.

-                    7-Zip File Manager.

Основные возможности архиваторов:

-                    просмотр содержания архива и файлов, содержащихся в архиве;

-                    распаковка архива или отдельных файлов архива;

-                    создание простого архива файлов (файлов и папок) в виде файла с расширением, определяющим используемую программу-архиватор;

-                    создание самораспаковывающегося архива файлов (файлов и папок) в виде файла с пусковым расширением EXE;

-                    создание многотомного архива файлов (файлов и папок) в виде группы файлов-томов заданного размера (раньше - в размер дискеты).

Поиск информации с использованием компьютера. Программные поисковые сервисы.

С каждым годом объемы Интернета увеличиваются в разы, поэтому вероятность найти необходимую информацию резко возрастает. Интернет объединяет миллионы компьютеров, множество разных сетей, число пользователей увеличивается на 15-80% ежегодно. И, тем не менее, все чаще при обращении к Интернет основной проблемой оказывается не отсутствие искомой информации, а возможность ее найти. Как правило, обычный человек в силу разных обстоятельств не может или не хочет тратить на поиск нужного ему ответа больше 15-20 минут. Поэтому особенно актуально правильно и грамотно научиться – где и как искать, чтобы получать ЖЕЛАЕМЫЕ ответы.

Чтобы найти нужную информацию, необходимо найти её адрес. Для этого существуют специализированные поисковые сервера (роботы индексов (поисковые системы), тематические Интернет-каталоги, системы мета-поиска, службы поиска людей и т.д.).

Технологии поиска

Web-технология WorldWideWeb (WWW) считается специальной технологией подготовки и размещения документов в сети Интернет. В состав WWW входят и web-страницы, и электронные библиотеки, каталоги, и даже виртуальные музеи! При таком обилии информации остро встает вопрос: «Как сориентироваться в столь огромном и масштабном информационном пространстве?». В решении данной проблемы на помощь приходят поисковые системы.

Поиско́вая систе́ма — программно-аппаратный комплекс с веб-интерфейсом, предоставляющий возможность поиска информации в Интернете. В просторечии под поисковой системой подразумевают веб-сайт, на которой размещён интерфейс системы. Программной частью поисковой системы является поиско́вая маши́на.

Большинство поисковых систем ищут информацию на сайтах Всемирной паутины, но существуют также системы, способные искать файлы на ftp-серверах, товары в интернет-магазинах, а также информацию в группах новостей Usenet. Улучшение поиска — это одна из приоритетных задач современного Интернета.

Популярные поисковые системы

Всеязычные:

http://www.google.com

Google - одна из самых популярных во всем мире поисковых машин. Google обеспечивает поиск по гипертекстовым документам, находящихся в любых языковых зонах - английской, русской, украинской, немецкой и др. Поисковая система Google имеет собственные поддомены для большинства стран, например, для России - http://www.google.ru/.

http://www.yahoo.com/

Yahoo был основан в 1994, и на сегодняшний день это самый старый и наиболее полный каталог интернет-ресурсов. Удивительно, но эта невероятно популярная система, обслуживающая миллионы запросов ежедневно, зародилась как простая коллекция закладок, которую пополняли всего 2 человека - Дэвид Фило и Джерри Янг. Yahoo является наиболее популярным поисковым средством. Секрет успеха Yahoo заключается в людях. Yahoo имеет около 150 редакторов, для того чтобы составлять и редактировать содержимое своих каталогов. Yahoo имеет базу данных в более чем 1 млн. проиндексированных сайтов. Также, в случае нехватки своей собственной базы данных, Yahoo использует базу данных Google (до июля 2000 года Yahoo пользовался базой данных Inktomi).

http://www.bing.com/

Bing (бинг) — поисковая система, принадлежащая компании Microsoft. В настоящее время система Bing является третьей по счёту среди самых используемых поисковых систем. Поисковая система имеет ряд уникальных особенностей, таких как возможность просмотра результатов поиска на одной веб-странице (вместо того, чтобы листать страницы результатов поиска), а также возможность динамически корректировать объём информации, отображаемой для каждого результата поиска (например, только название, краткая сводка или большая сводка).

Русские поисковые системы:

http://www.yandex.ru (упрощенно - http://www.ya.ru ) Yandex выполняет поиск по российской части Интернета с учетом морфологии русского языка. Имея очень мощный механизм подбора сайтов под запросы, эта поисковая машина помогает найти наиболее подходящие вебстраницы в русской части Интернета. Яндекс ежедневно просматривает сотни тысяч вебстраниц в поисках изменений или новых ссылок. Коллекция ссылок постоянно растет.

http://www.mail.ru/

Mail.ru — крупный коммуникационный портал российского Интернета. Его ежемесячная аудитория превышает 50 миллионов уникальных посетителей. Кроме собственно почтовой службы, портал mail.ru содержит множество других интернет-сервисов группа сервисов, связанных с общением пользователей:

-                    Mail.ru Агент — программа мгновенного обмена сообщениями, Мой Мир@mail.ru — социальная сеть, Блоги@mail.ru, самая популярная вопросно-ответная система в Рунете Ответы@mail.ru и др.;

-                    группа сервисов «товары и услуги»;

-                    поисковые службы: Поиск@mail.ru, службы поиска фотографий, видеороликов, электронная карта городов России и т. п.;

-                    группа развлекательных сервисов (Афиша@mail.ru и другие);

-                    группа информационных сервисов (Новости@mail.ru, Авто@mail.ru, Леди@mail.ru, Дети@mail.ru, Здоровье@mail.ru и другие), в том числе Рейтинг@mail.ru.

http://www.rambler.ru (упрощенно - http://www.r0.ru )

Rambler занимает сегодня третье место среди поисковиков Рунета, был первой поисковой программой, созданной специально для русской Сети программистом компании StackLtd Дмитрием Крюковым (1996). Rambler постоянно совершенствует свой поисковый алгоритм. Проводятся работы по оптимизации работы системы для точности и актуальности поиска. Как и большинство русских поисковых машин, Rambler учитывает морфологию русского языка. При выдаче результатов влияние оказывает также положение сайта в рейтинге Rambler"s Top100.

ВикипедиЯ- свободная общедоступная многоязычная энциклопедия. Запущена в январе 2001 года.

YouTube - видеохостинг, сервис, предоставляющий услуги хостинга любительского видео. На его долю приходится около 63% пользователей всех видеохостингов. Пользователи YouTube могут добавлять, просматривать и комментировать видеозаписи. Проект был основан в феврале 2005 года.

Передача информации между компьютерами. Проводная и беспроводная связь.

Есть три основных способа организации межкомпьютерной связи:

-                     объединение двух рядом расположенных компьютеров посредством специального кабеля;

-                     передача данных от одного компьютера к другому посредством модема с помощью проводных, беспроводных или спутниковых линий связи;

-                     объединение компьютеров в компьютерную сеть.

Часто при организации связи между двумя компьютерами за одним компьютером закрепляется роль поставщика ресурсов (программ, данных и т.д.), а за другим — роль пользователя этих ресурсов. В этом случае первый компьютер называется сервером, а второй —клиентом или рабочей станцией. Работать можно только на компьютере-клиенте под управлением специального программного обеспечения.

Сервер (англ. serve — обслуживать) — это высокопроизводительный компьютер с большим объёмом внешней памяти, который обеспечивает обслуживание других компьютеров путем управления распределением дорогостоящих ресурсов совместного пользования (программ, данных и периферийного оборудования).

Клиент (иначе, рабочая станция) — любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера.

Компьютерная сеть (англ. ComputerNetWork, от net — сеть, и work — работа) — это система обмена информацией между компьютерами.

Пользователи компьютерной сети получают возможность совместно использовать её программные, технические, информационные и организационные ресурсы.

Компьютерная сеть представляет собой совокупность узлов (компьютеров, рабочих станций и др.) и соединяющих их ветвей.

Ветвь сети — это путь, соединяющий два смежных узла.

Узлы сети бывают трёх типов:

-                    оконечный узел — расположен в конце только одной ветви;

-                    промежуточный узел — расположен на концах более чем одной ветви;

-                    смежный узел — такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов.

Компьютеры могут объединяться в сеть разными способами. Способ соединения компьютеров в сеть называется её топологией.

Наиболее распространенные виды топологий сетей:

1.                  Линейная сеть. Содержит только два оконечных узла, любое число промежуточных узлов и имеет только один путь между любыми двумя узлами.

2.                  Кольцевая сеть. Сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви.

3.                  Древовидная сеть. Сеть, которая содержит более двух оконечных узлов и по крайней мере два промежуточных узла, и в которой между двумя узлами имеется только один путь.

4.                  Звездообразная сеть. Сеть, в которой имеется только один промежуточный узел.

5.                  Ячеистая сеть. Сеть, которая содержит по крайней мере два узла, имеющих два или более пути между ними.

6.                  Полносвязанная сеть. Сеть, в которой имеется ветвь между любыми двумя узлами.

Важнейшая характеристика компьютерной сети — её архитектура.

В современном мире, переживающем информационный бум, всё большее значение приобретает проводная связь - телефония и интернет, которая позволяет людям не только общаться друг с другом на огромном расстоянии, но и пересылать за какие-то доли секунды огромные объёмы информации.

Существует несколько типов проводных линий связи:

1.                  медная витая пара проводов;

2.                  коаксиальный кабель;

3.                  волоконно-оптическая линия связи.

Самой распространённой, дешёвой и простой в монтаже и последующем техническом обслуживании является витая пара. Волоконно-оптическая линия связи, напротив, является наиболее сложной и дорогостоящей.

Несмотря на бурное развитие в последние годы всевозможных средств беспроводной связи, таких, как мобильные или спутниковые телефоны, проводная связь, видимо, будет сохранять свои позиции ещё долгое время.

Основными преимуществами проводной связи перед беспроводной являются простота устройства линий связи и стабильность передаваемого сигнала (качество которого, например, практически не зависит от погодных условий).

Прокладка проводных (кабельных) линий связи для предоставления услуг телефонии и интернет, связана со значительными материальными затратами, а также представляет собой весьма трудоёмкий процесс. Однако, несмотря на подобные сложности, инфраструктура проводной связи постоянно обновляется и совершенствуется.

Беспроводные сетевые технологии группируются в три типа, различающиеся по масштабу действия их радиосистем, но все они с успехом применяются в бизнесе.

1. PAN (персональные сети) — короткодействующие, радиусом до 10 м сети, которые связывают ПК и другие устройства — КПК, мобильные телефоны, принтеры и т. п. С помощью таких сетей реализуется простая синхронизация данных, устраняются проблемы с обилием кабелей в офисах, реализуется простой обмен информацией в небольших рабочих группах. Наиболее перспективный стандарт для PAN — это Bluetooth.

2. WLAN (беспроводные локальные сети) — радиус действия до 100 м. С их помощью реализуется беспроводной доступ к групповым ресурсам в здании, университетском кампусе и т. п. Обычно такие сети используются для продолжения проводных корпоративных локальных сетей. В небольших компаниях WLAN могут полностью заменить проводные соединения. Основной стандарт для WLAN — 802.11.

3. WWAN (беспроводные сети широкого действия) — беспроводная связь, которая обеспечивает мобильным пользователям доступ к их корпоративным сетям и Интернету.

На современном этапе развития сетевых технологий, технология беспроводных сетей Wi-Fi является наиболее удобной в условиях требующих мобильность, простоту установки и использования. Wi-Fi (от англ. wirelessfidelity - беспроводная связь) - стандарт широкополосной беспроводной связи, разработанный в 1997г. Как правило, технология Wi-Fi используется для организации беспроводных локальных компьютерных сетей, а также создания так называемых горячих точек высокоскоростного доступа в Интернет.

Будущее развития телекоммуникационных услуг в немалой степени заключается в грамотном сочетании проводной и беспроводной связи, где каждый вид связи будет использоваться там, где это наиболее оптимально.

Тема 2.3. Управление процессами

Представление об автоматических и автоматизированных системах управления

Сегодня на российском рынке идёт борьба за потребителя, компании конкурируют друг с другом. В этой конкурентной борьбе побеждает тот, кто раньше других начал переводить своё производство на мировые технологические стандарты. Одной из важнейших составляющих технологического лидерства являются АСУ ТП (автоматизированные системы управления технологическими процессами) и информационные системы, позволяющие оптимизировать все бизнес-процессы, снизить издержки, выпускать современные и качественные товары.

Управление – важнейшая функция, без которой немыслима целенаправленная деятельность любой социально-экономической, организационно-производственной системы (предприятия, организации, территории). Систему, реализующую функции управления, называют системой управления. Важнейшими функциями, реализуемыми этой системой, являются прогнозирование, планирование, учет, анализ, контроль и регулирование.

Автоматизированная информационная система (АИС) – представляет собой совокупность информации, экономико-математических методов и моделей, технических, программных, технологических средств и специалистов, предназначенную для обработки информации и принятия управленческих решений. Создание АИС способствует повышению эффективности производства экономического объекта и обеспечивает качество управления.

АИС разнообразны и могут быть классифицированы по ряду признаков:

1.по сфере функционирования объекта управления: АИС промышленности, АИС сельского хозяйства, АИС транспорта, АИС связи и т.д.

2.по виду процессов управления:

2.1.АИС управления технологическими процессами (АСУ ТП) – это человеко-машинные системы, обеспечивающие управление технологическими устройствами, станками, автоматическими линиями.

2.2.АИС управления организационно-технологическими процессами – представляют собой многоуровневые системы, сочетающие АСУ ТП и АИС управления предприятиями (АСУП): банковские АИС, АИС фондового рынка, финансовые АИС, страховые АИС, налоговые АИС, АИС таможенной службы, статистические АИС, АИС промышленных предприятий и организаций и др.

2.3.АИС научных исследований обеспечивают высокое качество и эффективность межотраслевых расчетов и научных опытов.

2.4.Обучающие АИС получают широкое распространение при подготовке специалистов в системе образования, при переподготовке и повышении квалификации работников разных отраслей.

3.по уровню в системе государственного управления:

3.1.Отраслевые АИС функционируют в сферах промышленного и агропромышленного комплексов, в строительстве, на транспорте.

3.2.Территориальные АИС предназначены для управления административно-территориальными районами.

3.3.Межотраслевые АИС являются специализированными системами функциональных органов управления национальной экономикой (банковских, финансовых, снабженческих, статистических и др.).

Автоматизация производства

Автоматизация производства - процесс в развитии машинного производства, при котором функции управления и контроля, ранее выполнявшиеся человеком, передаются приборам и автоматическим устройствам. Автоматизация производства - основа развития современной промышленности, генеральное направление технического прогресса. Цель автоматизации производства заключается в повышении эффективности труда, улучшении качества выпускаемой продукции, в создании условий для оптимального использования всех ресурсов производства. Различают автоматизацию производства: частичную, комплексную и полную.

Итак, АС включает две составляющие:

-                     людей, занимающихся эксплуатацией и обслуживанием АС;

-                     совокупность базы данных (баз данных), системы управления базами данных (СУБД), приложений, реализующих задачи пользователей и соответствующих технических средств (компьютеры, сетевое оборудование, периферия и т.п.).

Исходя из составляющих АС, можно сделать вывод, что автоматизированная система находит свое применение в каждой организации и обеспечивает (полностью или частично) ее деятельность.

Для визуализации общей картины по классификации АС была разработана соответствующая таблица.

№ п/п	Вид АС	Зарубежные системы	Цель АС	Решаемые задачи и инструментарий	Примеры АС
1.	АСНИ (автоматизированная система научных исследований)	EPICS – система управления для экспериментальной физики и промышленности; TANGO – свободная распределенная система управления экспериментальными установками.	Моделирование и проведение экспериментов	Математическая статистика, планирование эксперимента, методы оптимизации, имитационное моделирование	Система определения теплофизических характеристик и кинетических параметров; Система для исследования кинетики быстрых химических реакций.
2.	САПР (система автоматизированного проектирования)	CAD – Computing Aided Design (автоматизированные системы проектирования); CAE – Computing Aided Engineering (автоматизированные системы инженерного проектирования).	Автоматизация процессов расчетов и проектирования.	Изготовление конструкторской документации, смет, заказных спецификаций, оптимизация проектных решений, снижение сроков проектирования.	AutoCad; ArchiCad; Компас 3D; Solidworks; Catia и др.
3.	АС ТПП (автоматизированная система технологической подготовки производства)	CAM – Computing Aided Manufacturing (автоматизированные системы поддержки производства).	Подготовка конкретного предприятия с его конкретными материальными и человеческими ресурсами к выпуску того или иного изделия или переходу на новую технологию.	Составление маршрутных и технологических карт, расчет и оптимизация загрузки людей и оборудования; расчеты потребностей и планирование запасов и т.п.	ТеМП – автоматизированное проектирование технологических процессов производства изделий авиационной и ракетно-космической техники; TechnologiCS; ПК ДиаМан и др.
4.	АСУ ТП (автоматизированная система управления технологическими процессами)	SCADA – диспетчерский контроль и накопление данных; DCS – распределенные системы управления; PLC – программируемый логический контроллер.	Управление изготовлением готовой продукции в основном для непрерывных производств	Задачи автоматического управления и регулирования	SCADA система “Статус-4″; PCS7 SIEMENS; Factory Suite корпорации Wonderware и др.
5.	АСУП (автоматизированная система управления предприятием)	MES – системы управления производством; MRP – системы планирования потребностей в материалах; MRP II – системы планирования ресурсов производства; CRP – система планирования производственных мощностей; PDM – автоматизированные системы управления данными; SRM – системы управления взаимоотношениями с клиентами; ERP – планирование ресурсов предприятия; IRP –система интеллектуального планирования.	Решает задачи организации управления и экономики	Бух. учет, планирование, кадры, снабжение, сбыт и т.п.	1С:Предприятие; Trim; Галактика ERP; PLM-решения от Dassault Systèmes, набор приложений Oracle Applications, EIS Globus Professional и др

Раздел 3.Средства информационных и коммуникационных технологий

Тема 3.1. Архитектура компьютеров

Основные характеристики компьютеров. Внешние устройства, подключаемые к компьютеру. Виды программного обеспечения компьютеров.

Основные характеристики пк

Производительность (быстродействие) ПК – возможность компьютера обрабатывать большие объёмы информации. Определяется быстродействием процессора, объёмом ОП и скоростью доступа к ней (например, Pentium III обрабатывает информацию со скоростью в сотни миллионов операций в секунду)

Производительность (быстродействие) процессора – количество элементарных операций выполняемых за 1 секунду.

Тактовая частота процессора (частота синхронизации) - число тактов процессора в секунду, а такт – промежуток времени (микросекунды) за который выполняется элементарная операция (например, сложение). Таким образом, тактовая частота - это число вырабатываемых за секунду импульсов, синхронизирующих работу узлов компьютера. Именно ТЧ определяет быстродействие компьютера

Разрядность процессора – max длина (кол-во разрядов) двоичного кода, который может обрабатываться и передаваться процессором целиком.

Разрядность связана с размером специальных ячеек памяти – регистрами. Регистр в 1 байт (8бит) называют восьмиразрядным, в 2 байта – 16-разрядным и т.д. Высокопроизводительные компьютеры имеют 8-байтовые регистры (64 разряда)

Время доступа - быстродействие модулей ОП, это период времени, необходимый для считывания min порции информации из ячеек памяти или записи в память. Современные модули обладают скоростью доступа свыше 10нс (1нс=10^-9с)

Объем памяти (ёмкость) –  max объем информации, который может храниться в ней.

Плотность записи – объем информации, записанной на единице длины дорожки (бит/мм)

Скорость обмена информации – скорость записи/считывания на носитель, которая определяется скоростью вращения и перемещения этого носителя в устройстве

Внешние устройства, подключаемые к компьютеру:

-                    Устройства ввода

Клавиатура – клавишное устройство для ввода числовой и текстовой информации;

Стандартная клавиатура содержит:

1) набор алфавитно-цифровых клавиш;

2) дополнительно управляющие и функциональные клавиши;

3) клавиши управления курсором;

4) малую цифровую клавиатуру

Координатные устройства ввода - манипуляторы для управления работой курсора (мышь, трекбол, тачпад, джойстик)

Сканер – устройство ввода и преобразования в цифровую форму изображений и текстов. Существуют планшетные и ручные сканеры.

Цифровые камеры – формируют любые изображения сразу в компьютерном формате;

Микрофон – ввод звуковой информации. Звуковая карта преобразует звук из аналоговой формы в цифровую.

-                    Сенсорные устройства ввода:

Сенсорный экран - чувствительный экран. Общение с компьютером осуществляется путем прикосновения пальцем к определенному месту экрана. Им оборудуют места операторов и диспетчеров, используют в информационно-справочных системах.

Дигитайзер – устройство преобразования готовых (бумажных) документов цифровую форму.

Световое перо – светочувствительный элемент. Если перемещать перо по экрану, то можно им рисовать. Обычно применяют в карманных компьютерах, системах проектирования и дизайна

-                    Устройства вывода

Монитор (дисплей) - универсальное устройство визуального отображения всех видов информации

Разрешающая способность монитора выражается количеством элементов изображения по горизонтали и вертикали. Элементами графического изображения считаются точки – пиксели. Элементами текстового режима также являются символы.

Существуют:

1) мониторы на базе электронно-лучевой трубки (CRT).

2) жидкокристаллические мониторы (LCD) на базе жидких кристаллов. Жидкие кристаллы – особое состояние некоторых органических веществ, в котором они обладают текучестью и свойством образовывать пространственные структуры, подобные кристаллическим. Жидкие кристаллы могут изменять свою структуру и светооптические свойства под воздействием электрического напряжения.

Принтер – устройство для вывода информации в виде печатных копий текста или графики. Существуют:

Лазерный принтер – печать формируется за счет эффектов ксерографии

Струйный принтер – печать формируется за счет микро капель специальных чернил.

Матричный принтер – формирует знаки несколькими иголками, расположенными в головке принтера. Бумага втягивается с помощью вала, а между бумагой и головкой принтера располагается красящая лента.

Плоттер (графопостроитель) – устройство, которое чертит графики, рисунки и диаграммы под управлением компьютера. Изображение получается с помощью пера. Используется для получения сложных конструкторских чертежей, архитектурных планов, географических и метеорологических карт, деловых схем.

Акустические колонки и наушники – устройство для вывода звуковой информации.

Виды программного обеспечения

Информация в компьютере хранится в файлах. Для удобства поиска нужного файла и размещения информации, относящейся к какой-либо задаче (теме, пользователю), создаются каталоги (директории).

Файл - поименованная область памяти компьютера, где может храниться информация (тексты программ, документы, готовые к выполнению программы и т. д.). Имя файла состоит из двух частей: собственно имени файла и расширения от одного до трех символов, указывающего тип файла.

Папка (директория, каталог) - это специальное место на диске, в котором хранятся имена файлов, сведения о размере файлов, времени их последнего обновления и т. д.

Программное обеспечение - совокупность программных средств для обеспечения нормальной работы вычислительной системы, подразделяется на общее и прикладное программное обеспечение.

Общее программное обеспечение:

-                    Операционная система - это комплекс программ, обеспечивающий управление компьютером как единым целым, его взаимодействие с окружающей средой (человеком, прикладными программами, другими системами). Операционная система является главной частью системного программного обеспечения.

-                    Системы программирования включают в себя язык программирования, средства для удобства редактирования текстов программ, а также методы отладки программ и различные сервисные функции для облегчения труда программиста.

-                    Программы технического обслуживания предназначены для нормализации работы компьютера, периферийных устройств, форматирования и восстановления дисков, также к ним относятся антивирусные программы и другие средства, используемые инженерами по эксплуатации компьютерной техники.

Прикладное программное обеспечение

-                    Средства проектирования

1.                  Системы управления базами данных (СУБД) - специальные программные продукты для создания и работы с базами данных. Базы данных (БД) - это интегрированный и структурированный набор данных, относящихся к какой-либо области или задаче.

2.                  Системы искусственного интеллекта - раздел информатики, занимающийся вопросами имитации мышления человека с помощью компьютера

3.                  Системы автоматического проектирования (САПР) - комплекс технических и программных средств, позволяющих создавать всю необходимую конструкторскую и технологическую документацию на отдельные изделия, здания, сооружения.

4.                  Системы электронного документооборота

5.                  Информационное хранилище - это автоматизированная система, которая собирает данные из существующих баз и внешних источников, формирует, хранит и эксплуатирует информацию как единую.

6.                  Геоинформационная система - это информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и расположение пространственно-координатных данных.

-                    Средства использования

1.                  Электронные таблицы.

2.                  Графический редактор - комплекс программ, направленный на обработку изображений компьютерной графики.

3.                  Текстовый редактор

4.                  Электронная почта - специальный пакет программ для хранения и пересылки сообщений между пользователями ЭВМ.

5.                  Видеоконференция - сетевая технология, позволяющая участвовать в дискуссии одновременно сразу нескольким пользователям и видеть на мониторе своего компьютера взявшего слово участника.

6.                  Корпоративные информационные системы - это автоматизированные системы управления крупными, территориально рассредоточенными предприятиями, имеющими несколько уровней управления, построенные посредством новейших информационных технологий.

Данный список не может быть полным и окончательным. К прикладным программным средствам использования можно отнести игровые и обучающие программы, различные видеотренажеры, программы цифровой обработки звука и т. д.

Тема 3.2. Объединение компьютеров в локальную сеть

Организация работы пользователей в локальных компьютерных сетях

При физическом соединении двух или более компьютеров образуется компьютерная сеть. В общем случае, для создания компьютерных сетей необходимо специальное аппаратное обеспечение - сетевое оборудование и специальное программное обеспечение - сетевые программные средства.

Уже сейчас есть сферы человеческой деятельности, которые принципиально не могут существовать без сетей (например, работа банков, крупных библиотек и т. д.). Сети также используются при управлении крупными автоматизированными производствами, газопроводами, электростанциями и т.п. Для передачи данных компьютеры используют самые разнообразные физические каналы, которые обычно называются средой передачи.

Назначение всех видов компьютерных сетей определяется двумя функциями:

1.                  обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов сети;

2.                  обеспечение совместного доступа к ресурсам данных.

Например, все участники локальной сети могут совместно использовать одно общее устройство печати - сетевой принтер или, например, ресурсы жестких дисков одного выделенного компьютера - файлового сервера. Аналогично можно совместно использовать и программное обеспечение. Если в сети имеется специальный компьютер, выделенный для совместного использования участниками сети, он называется файловым сервером.

Группы сотрудников, работающих над одним проектом в рамках локальной сети, называются рабочими группами. В рамках одной локальной сети могут работать несколько рабочих групп. У участников рабочих групп могут быть разные права для доступа к общим ресурсам сети. Совокупность приемов разделения и ограничения прав участников компьютерной сети называется политикой сети. Управление сетевыми политиками называется администрированием сети. Лицо, управляющее организацией работы участников локальной компьютерной сети, называется системным администратором.

Основные характеристики и классификация компьютерных сетей:

-                    По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, и региональными.

Локальная сеть (LAN - Local Area Network) - сеть в пределах предприятия, учреждения, одной организации.

Региональная сеть (MAN - Metropolitan Area Network) - сеть в пределах города или области.

Глобальная сеть (WAN - Wide Area Network) – сеть на территории государства или группы государств.

-                    По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные:

1.                  низкоскоростные сети - до 10 Мбит/с;

2.                  среднескоростные сети- до 100 Мбит/с;

3.                  высокоскоростные сети - свыше 100 Мбит/с.

-                    По типу среды передачи сети разделяются на:

1.                  проводные (на коаксиальном кабеле, на витой паре, оптоволоконные);

2.                  беспроводные с передачей информации по радиоканалам или в инфракрасном диапазоне.

-                    По способу организации взаимодействия компьютеров сети делят на одноранговые и с выделенным сервером (иерархические сети).

Все компьютеры одноранговой сети равноправны. Любой пользователь сети может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере.

Главное достоинство одноранговых сетей – это простота установки и эксплуатации. Главный недостаток состоит в том, что в условиях одноранговых сетей затруднено решение вопросов защиты информации. Поэтому такой способ организации сети используется для сетей с небольшим количеством компьютеров и там, где вопрос защиты данных не является принципиальным.

В иерархической сети при установке сети заранее выделяются один или несколько серверов - компьютеров, управляющих обменом данных по сети и распределением ресурсов. Любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера называют клиентом сети или рабочей станцией.

Сервер в иерархических сетях - это постоянное хранилище разделяемых ресурсов. Сам сервер может быть клиентом только сервера более высокого уровня иерархии. Серверы обычно представляют собой высокопроизводительные компьютеры, возможно, с несколькими параллельно работающими процессорами, винчестерами большой емкости и высокоскоростной сетевой картой.

Иерархическая модель сети является наиболее предпочтительной, так как позволяет создать наиболее устойчивую структуру сети и более рационально распределить ресурсы. Также достоинством иерархической сети является более высокий уровень защиты данных. К недостаткам иерархической сети, по сравнению с одноранговыми сетями, относятся:

1. Необходимость дополнительной ОС для сервера.

2. Более высокая сложность установки и модернизации сети.

3. Необходимость выделения отдельного компьютера в качестве сервера.

-                    По технологии использования сервера различают сети с архитектурой файл-сервер и сети с архитектурой клиент-сервер. В первой модели используется файловый сервер, на котором хранится большинство программ и данных. По требованию пользователя ему пересылаются необходимая программа и данные. Обработка информации выполняется на рабочей станции.

В системах с архитектурой клиент-сервер обмен данными осуществляется между приложением-клиентом и приложением-сервером. Хранение данных и их обработка производится на мощном сервере, который выполняет также контроль за доступом к ресурсам и данным. Рабочая станция получает только результаты запроса.

К основным характеристикам сетей относятся:

-                    Пропускная способность – максимальный объем данных, передаваемых сетью в единицу времени. Пропускная способность измеряется в Мбит/с.

-                    Время реакции сети - время, затрачиваемое программным обеспечением и устройствами сети на подготовку к передаче информации по данному каналу. Время реакции сети измеряется миллисекундах.

Организация передачи данных в сети

Необходимым условием работы единой локальной сети является использование сетевой операционной системы. Такие операционные системы обеспечивают совместное использование не только аппаратных ресур­сов сети (принтеров, накопителей и т. д.), но и распределенных коллектив­ных технологий при выполнении разнообразных работ. Наибольшее распространение получили сетевые операционные системы Novell NetWare, Linux и Windows.

Компьютеры могут сообщаться друг с другом, потому что существуют наборы правил, или протоколы, которые помогают компьютерам понимать друг друга. Протоколы  необходимы для того, чтобы процесс связи проходил без ошибок. Протоколы помогают определить, как отправляется информация и как ее получить.

В локальных сетях работа пользователя с сетевыми ресурсами происходит так же, как с локальными ресурсами, но применение ЛВС дает следующие преимущества:

-                     предоставление пользователям общего доступа к различным сетевым ресурсам: накопителям, принтерам, графическим устройствам. Благодаря этому требуется меньшее количество периферийных устройств;

-                     предотвращение дублирования и порчи файлов за счет ограничения доступа к конфиденциальным или уязвимым данным на сервере;

-                     более эффективная защита централизованных баз данных, чем для отдельного компьютера. При необходимости для наиболее важных данных могут создаваться резервные копии;

-                     централизованное администрирование снижает количество людей, которым необходимо управлять устройствами и данными в сети, что снижает временные затраты и расходы компании;

-                     обеспечение эффективного взаимодействия пользователей друг с другом, например, посредством электронной почты, форумов, службы обмена голосовыми, видео и мгновенными сообщениями. Возможно проведение конференций;

-                     повышение надежности всей информационной системы, поскольку при отказе одного компьютера другой, резервный, может взять на себя его функции и рабочую нагрузку. Процесс обработки данных также можно распределить по нескольким компьютерам, что позволяет избежать перегрузки одного компьютера задачами обработки.

Тема 3.3. Защита информации, антивирусная защита

Безопасность, гигиена, эргономика, ресурсосбережение. Защита информации, антивирусная защита.

Эргономика – наука о том, как люди с их различными физическими данными и особенностями жизнедеятельности взаимодействуют с оборудованием и машинами, которыми они пользуются. Цель эргономики состоит в том, чтобы обеспечить комфорт, эффективность и безопасность при пользовании компьютерами уже на этапе разработки клавиатур, компьютерных плат, рабочей мебели и др. для устранения физического дискомфорта и проблем со здоровьем на рабочем месте. В связи с тем, что всё больше людей проводят много времени перед компьютерными мониторами, ученые многих областей, включая анатомию, психологию и охрану окружающей среды, вовлекаются в изучение правильных, с точки зрения эргономики, условий работы.

Так называемые эргономические заболевания – быстрорастущий вид профессиональных болезней.

Если в организации рабочего места оператора ПК допускается несоответствие параметров мебели антропометрическим характеристикам человека, то это вызывает необходимость поддержания вынужденной рабочей позы и может привести к нарушениям в костно-мышечной и периферической нервной системе. Длительный дискомфорт в условиях недостаточной физической активности может вызывать развитие общего утомления, снижения работоспособности, боли в области шеи, спины, поясницы. У операторов часто диагностируются заболевания опорно-двигательного аппарата и периферической нервной системы: невриты, радикулиты, остеохондроз и др.

Главной частью профилактических мероприятий в эргономике  является правильная посадка. Негативные последствия работы за монитором возникают из-за того, что:

-                    наш глаз предназначен для восприятия отражённого света, а не излучаемого, как в случае с монитором (телевизором);

-                    пользователю приходится вглядываться в линии и буквы на экране, что приводит к повышенному напряжению глазных мышц. Для нормальной работы нужно поместить монитор так, чтобы глаза пользователя располагались на расстоянии, равном полутора диагоналям видимой части монитора:

-                    не менее 50-60 см для 15" монитора;

-                    не менее 60-70 см для 17" монитора;

-                    не менее 70-80 см для 19" монитора;

-                    не менее 80-100 см для 21" монитора.

Если зрение не позволяет выдерживать это расстояние, тогда уменьшите разрешение изображения и увеличьте шрифты. Оптимальная диагональ экрана для работ с текстовыми документами - 15"-17" с разрешением 1024x768. Для графических работ необходим монитор 19"-21" при разрешении 1280х1024 и выше. Для игр рекомендуется 17"-19". Мониторы больших диагоналей приобретать не рекомендуется, т.к. от работы за слишком крупными мониторами, по словам пользователей, "глаза становятся квадратными".От большого монитора необходимо сидеть дальше, чем от маленького. И в итоге угловая площадь монитора остается такой же. Но сфокусировать глаз на мелком изображении, находящемся в 1-1.5 метрах от глаза становится труднее, что ведет к перенапряжению зрительного аппарата. Чем крупнее объект на экране монитора, тем меньше утомляемость. Поэтому компьютерные игры с их рисованными фигурами утомляют меньше, чем цифры и буквы. Экран монитора должен быть абсолютно чистым. Периодически и при необходимости протирайте его специальными салфетками. Усталость от работы с монитором тем меньше, чем ниже яркость экрана и чем крупнее объекты на экране. Установите минимальную яркость, при которой можно без напряжения различать символы на экране. Учтите, что лучше увеличить шрифт или изображение, чем пододвинуться поближе к экрану или увеличить яркость. Современные операционные системы имеют для этого специальные средства. Шрифты на экране можно масштабировать, задавать минимальные размеры элементов рисунков и прочее.

Система гигиенических требований.

Длительная работа с компьютером может приводить к расстройствам состояния здоровья. Кратковременная работа с компьютером, установленным с грубыми нарушениям гигиенических норм и правил, приводит к повышенному утомлению. Вредное воздействие компьютерной системы на организм человека является комплексным. Параметры монитора оказывают влияние на органы зрения. Оборудование рабочего места влияет на органы опорно-двигательной системы. Характер расположения оборудования в компьютерном классе и режим его использования влияет как на общее психофизиологическое состояние организма, так и им органы зрения.

Требования к видеосистеме.

В прошлом монитор рассматривали м основном как источник вредных излучений, воздействующих прежде всего на глаза. Сегодня такой подход считается недостаточным. Кроме вредных электромагнитных излучений (которые на современных мониторах понижены до сравнительно безопасного уровня) должны учитываться параметры качества изображения, а они определяются не только монитором, но и видеоадаптером, то есть всей видеосистемы в целом.

Требования к рабочему месту.

В требования к рабочему месту входят требования к рабочему столу, посадочному месту (стулу, креслу), Подставкам для рук и ног. Несмотря на кажущуюся простоту, обеспечить правильное размещение элементов компьютерной системы и правильную посадку пользователя чрезвычайно трудно. Полное решение проблемы требует дополнительных затрат, сопоставимых по величине со стоимостью отдельных узлов компьютерной системы, поэтому и в быту и на производстве этими требованиями часто пренебрегают.

1.                  Монитор должен быть установлен прямо перед пользователем и не требовать поворота головы или корпуса тела.

2.                  Рабочий стол и посадочное место должны иметь такую высоту, чтобы уровень глаз пользователя находился чуть выше центра монитора. На экран монитора следует смотреть сверху вниз, а не наоборот. Даже кратковременная работа с монитором, установленным слишком высоко, приводит к утомлению шейных отделов позвоночника.

3.                  Если при правильной установке монитора относительно уровня глаз выясняется, что ноги пользователя не могут свободно покоиться на полу, следует установить подставку для ног, желательно наклонную. Если ноги не имеют надежной опоры, это непременно ведет к нарушению осанки и утомлению позвоночника. Удобно, когда компьютерная мебель (стол и рабочее кресло) имеют средства для регулировки по высоте. В этом случае проще добиться оптимального положения.

4.                  Клавиатура должна быть расположена на такой высоте, чтобы пальцы рук располагались на ней свободно, без напряжения. Для работы рекомендуется использовать специальные компьютерные столы, имеющие выдвижные полочки для клавиатуры.

5.                  При длительной работе с клавиатурой возможно утомление сухожилий кистевого сустава. Известно тяжелое профессиональное заболевание — кистевой туннельный синдром, связанное с неправильным положением рук на клавиатуре.

6.                  При работе с мышью рука не должна находиться на весу. Локоть руки или хотя бы запястье должны иметь твердую опору. Если предусмотреть необходимое расположение рабочего стола и кресла затруднительно, рекомендуется применить коврик для мыши, имеющий специальный опорный валик. Нередки случаи, когда в поисках опоры для руки (обычно правой) располагают монитор сбоку от пользователя (соответственно, слева), чтобы он работал вполоборота, опирая локоть или запястье правой руки о стол. Этот прием недопустим. Монитор должен обязательно находиться прямо перед пользователем.

Требования к организации занятий.

Экран монитора — не единственный источник вредных электромагнитных излучений.

Монитор компьютера следует располагать так, чтобы задней стенкой он был обращен не к людям, а к стене помещения. В компьютерных классах, имеющих несколько компьютеров, рабочие места должны располагаться по периметру помещения, оставляя свободным центр. При этом дополнительно необходимо проверить каждое из рабочих мест на отсутствие прямого отражения внешних источников освещения. Как правило, добиться этого для всех рабочих мест одновременно достаточно трудно. Возможное решение состоит в использовании штор на окнах и продуманном размещении искусственных источников общего и местного освещения.

Сильными источниками электромагнитных излучений являются устройства бесперебойного питания. Располагать их следует как можно дальше от посадочных мест пользователей.

В организации занятий важную роль играет их продолжительность, от которой зависят психофизиологические нагрузки.

В связи с нехваткой оборудования в компьютерных классах иногда проводят групповые занятия, во время которых двое-трое учащихся занимаются на одном рабочем месте. Этот организационный прием недопустим с гигиенической точки зрения. Некоторым учащимся приходится располагаться сбоку от монитора, что негативно сказывается как на органах зрения, так и на опорно-двигательной системе. Учебный процесс необходимо планировать так, чтобы каждый учащийся имел возможность освоить правильные приемы работы с компьютером.

Защита информации, антивирусная защита.

Человеку свойственно ошибаться. Любое техническое устройство также подвержено сбоям, поломкам, влиянию помех. Ошибка может произойти при реализации любого информационного процесса. Велика вероятность ошибки при кодировании информации, её обработке и передаче. Результатом ошибки может стать потеря нужных данных, принятие ошибочного решения, аварийная ситуация.

В обществе хранится, передаётся и обрабатывается огромное количество информации и отчасти поэтому современный мир очень хрупок, взаимосвязан и взаимозависим. Информация, циркулирующая в системах управления и связи, способна вызвать крупномасштабные аварии, военные конфликты, дезорганизацию деятельности научных центров и лабораторий, разорение банков и коммерческих организаций. Поэтому информацию нужно уметь защищать от искажения, потери, утечки, нелегального использования.

Пример. В 1983 году произошло наводнение в юго-западной части США. Причиной стал компьютер, в который были введены неверные данные о погоде, в результате чего он дал ошибочный сигнал шлюзам, перекрывающим реку Колорадо.

Пример. В 1971 году на нью-йоркской железной дороге исчезли 352 вагона. Преступник воспользовался информацией вычислительного центра, управляющего работой железной дороги, и изменил адреса назначения вагонов. Нанесённый ущерб составил более миллиона долларов.

Развитие промышленных производств принесло огромное количество новых знаний, и одновременно возникло желание часть этих знаний хранить от конкурентов, защищать их. Информация давно уже стала продуктом и товаром, который можно купить, продать, обменять на что-то другое. Как и всякий товар, она требует применения специальных методов для обеспечения сохранности.

В информатике в наибольшей степени рассматриваются основные виды защиты информации при работе на компьютере и в телекоммуникационных сетях.

Компьютеры — это технические устройства для быстрой и точной (безошибочной) обработки больших объёмов информации самого разного вида. Но, несмотря на постоянной повышение надёжности их работы, они могут выходить из строя, ломаться, как и любые другие устройства, созданные человеком. Программное обеспечение также создается людьми, способными ошибаться.

Конструкторы и разработчики аппаратного и программного обеспечения прилагают немало усилий, чтобы обеспечить защиту информации:

-                     от сбоев оборудования;

-                     от случайной потери или искажения информации, хранящейся в компьютере;

-                     от преднамеренного искажения, производимого, например, компьютерными вирусами;

-                     от несанкционированного (нелегального) доступа к информации (её использования, изменения, распространения).

К многочисленным, далеко не безобидным ошибкам компьютеров добавилась и компьютерная преступность, грозящая перерасти в проблему, экономические, политические и военные последствия которой могут стать катастрофическими.

При защите информации от сбоев оборудования используются следующие основные методы:

-                     периодическое архивирование программ и данных. Причем, под словом «архивирование» понимается как создание простой резервной копии, так и создание копии с предварительным сжатием (компрессией) информации. В последнем случае используются специальные программы-архиваторы (Arj, Rar, Zip и др.);

-                     автоматическое резервирование файлов. Если об архивировании должен заботиться сам пользователь, то при использовании программ автоматического резервирования команда на сохранение любого файла автоматически дублируется и файл сохраняется на двух автономных носителях (например, на двух винчестерах). Выход из строя одного из них не приводит к потере информации. Резервирование файлов широко используется, в частности, в банковском деле.

Защита от случайной потери или искажения информации, хранящейся в компьютере, сводится к следующим методам:

-                     автоматическому запросу на подтверждение команды, приводящей к изменению содержимого какого-либо файла. Если вы хотите удалить файл или разместить новый файл под именем уже существующего, на экране дисплея появится диалоговое окно с требованием подтверждения команды либо её отмены;

-                     установке специальных атрибутов документов. Например, многие программы-редакторы позволяют сделать документ доступным только для чтения или скрыть файл, сделав недоступным его имя в программах работы с файлами;

-                     возможности отменить последние действия. Если вы редактируете документ, то можете пользоваться функцией отмены последнего действия или группы действий, имеющейся во всех современных редакторах. Если вы ошибочно удалили нужный файл, то специальные программы позволяют его восстановить, правда, только в том случае, когда вы ничего не успели записать поверх удаленного файла;

-                     разграничению доступа пользователей к ресурсам файловой системы, строгому разделению системного и пользовательского режимов работы вычислительной системы. Защита информации от преднамеренного искажения часто еще называется защитой от вандализма.

Проблема вандализма заключается в появлении таких бедствий, как компьютерные вирусы и компьютерные червяки. Оба этих термина придуманы более для привлечения внимания общественности к проблеме, а не для обозначения некоторых приёмов вандализма.

Компьютерный вирус представляет собой специально написанный небольшой по размерам фрагмент программы, который может присоединяться к другим программам (файлам) в компьютерной системе. Например, вирус может вставить себя в начало некоторой программы, так что каждый раз при выполнении этой программы первым будет активизироваться вирус. Во время выполнения вирус может производить намеренную порчу, которая сейчас же становится заметной, или просто искать другие программы, к которым он может присоединить свои копии. Если «заражённая» программа будет передана на другой компьютер через сеть или дискету, вирус начнёт заражать программы на новой машине, как только будет запущена переданная программа. Таким способом вирус переходит от машины к машине. В некоторых случаях вирусы потихоньку распространяются на другие программы и не проявляют себя, пока не произойдёт определённое событие, например, наступит заданная дата, начиная с которой они будут «разрушать» всё вокруг. Разновидностей компьютерных вирусов очень много. Среди них встречаются и невидимые, и самомодифицирующиеся.

Термин «червяк» обычно относится к автономной программе, которая копирует себя по всей сети, размещаясь в разных машинах. Как и вирусы, эти программы могут быть спроектированы для самотиражирования и для проведения «диверсий».

Для защиты от вирусов можно использовать:

-                     общие методы защиты информации, которые полезны также как страховка от физической порчи дисков, неправильно работающих программ или ошибочных действий пользователя;

-                     профилактические меры, позволяющие уменьшить вероятность заражения вирусом;

-                     специализированные антивирусные программы.

Многие методы защиты информации от несанкционированного (нелегального) доступа возникли задолго до появления компьютеров.

Одним из таких методов является шифрование.

Проблема защиты информации путем её преобразования, исключающего её прочтение посторонним лицом, волновала человеческий ум с давних времен. История криптологии (kryptos — тайный, logos — наука) — ровесница истории человеческого языка. Более того, письменность сама по себе была вначале криптографической системой, так как в древних обществах ею владели только избранные. Священные книги Древнего Египта, Древней Индии тому примеры. Криптология разделяется на два направления — криптографию и криптоанализ. Цели этих направлений прямо противоположны. Криптография занимается поиском и исследованием методов шифрования информации. Она даёт возможность преобразовывать информацию таким образом, что её прочтение (восстановление) возможно только при знании ключа. Сфера интересов криптоанализа — исследование возможностей расшифровки информации без знания ключей.

Ключ — информация, необходимая для беспрепятственного шифрования и дешифрования текста.

Первые криптографические системы встречаются уже в начале нашей эры. Так, Цезарь в своей переписке уже использовал шифр, получивший его имя. Бурное развитие криптографические системы получили в годы первой и второй мировых войн. Появление вычислительной техники ускорило разработку и совершенствование криптографических методов.

Основные направления использования этих методов — передача конфиденциальной информации по каналам связи (например, по электронной почте), установление подлинности передаваемых сообщений, хранение информации (документов, баз данных) на носителях в зашифрованном виде.

Проблема использования криптографических методов в современных информационных системах становится в настоящее время особенно актуальной. С одной стороны, расширилось использование телекоммуникационных сетей, по которым передаются большие объёмы информации государственного, коммерческого, военного и частного характера, не допускающего возможность доступа к ней посторонних лиц.С другой стороны, появление новых мощных аппаратных и программных средств, эффективных технологий дешифрования снизило надёжность криптографических систем, ещё недавно считавшихся практически нераскрываемыми.

Другим возможным методом защиты информации от несанкционированного доступа является применение паролей.

Пароли позволяют контролировать доступ как к компьютерам, так и к отдельным программам или файлам. К сожалению, иногда пароль удается угадать, тем более, что многие пользователи в качестве паролей используют свои имена, имена близких, даты рождения.

Существуют программные средства от «вскрытия» паролей. Чтобы противостоять попыткам угадать пароль, операционные системы могут быть спроектированы таким образом, чтобы отслеживать случаи, когда кто-то многократно употребляет неподходящие пароли (первый признак подбора чужого пароля). Кроме того, операционная система может сообщать каждому пользователю в начале его Сеанса, когда в последний раз использовалась его учётная запись. Этот метод позволяет пользователю обнаружить случаи, когда кто-то работал в системе под его именем. Более сложная защита (называемая ловушкой) — это создание у взломщика иллюзии успешного доступа к информации на время, пока идет анализ, откуда появился этот взломщик.

Одной из распространённых форм нарушения информационного права является незаконное копирование программ и данных, в частности находящихся на коммерчески распространяемых носителях информации.

Для предотвращения нелегального копирования файлов используются специальные программно-аппаратные средства, например «электронные замки», позволяющие сделать с дискеты не более установленного числа копий, или дающие возможность работать с программой только при условии, что к специальному разъёму системного блока подключено устройство (обычно микросхема), поставляемое вместе с легальными копиями программ. Существуют и другие методы защиты, в частности, административные и правоохранительные.

Обеспечить надёжную защиту информации может только применение комплекса самых разнообразных методов.

Раздел 4. Технологии создания и преобразования информационных объектов

Тема 4.1. Понятие об информационных системах и автоматизации информационных процессов

В широком смысле информационной системой можно назвать любую организационную структуру, задача которой состоит в работе с информацией, например библиотеку, справочную службу железных дорог, учреждение СМИ (редакцию газеты, телецентр, радиостудию). В этом смысле информационными системами являются все подразделения управленческой структуры предприятия: бухгалтерия, отдел кадров, отдел научно-технической информации и пр. Примеры можно продолжить. Все эти службы существовали и до появления компьютеров, существуют и сейчас. Разница в том, что раньше они использовали «бумажные» технологии работы с информацией, простые средства механизации обработки данных, а сейчас все шире применяют компьютеры.

В основе любой информационной системы лежит структурированный набор данных — структура данных.

Для обеспечения функционирования ИС должны существовать средства поддержки, которые делятся на системные и пользовательские. Назначение системных средств — обеспечение сохранности данных, их обновления и защиты. Назначение пользовательских средств (приложений) — обеспечение удобства работы конечных пользователей, т.е. тех людей, в интересах которых создана информационная система.

Информационная система (ИС) — это система, построенная на базе компьютерной техники, предназначенная для хранения, поиска, обработки и передачи значительных объемов информации, имеющая определенную практическую сферу применения.

Классификация ИС по техническим средствам

Простейшая ИС работает на одном компьютере. Вся информация сосредоточена в памяти этой машины, и на ней же функционирует программное обеспечение системы.

ИС на базе локальной сети– обслуживают учреждение, предприятие, фирму. В такой системе циркулирующая информация может передаваться по сети между разными пользователями; разные части общедоступных данных могут храниться на разных компьютерах сети.

ИС на базе глобальных компьютерных сетей – все известные службы Интернета. Наиболее масштабной из них является WWW (World Wide Web). Однако существует множество глобальных информационных систем не общего, а ограниченного доступа и масштаба — это корпоративные системы. Они могут объединять между собой локальные сети предприятий одного ведомства и способствовать их общему эффективному управлению в рамках региона, министерства и пр. Если вам приходилось покупать железнодорожные или авиабилеты на дальние расстояния, значит, вы пользовались услугами транспортной информационной системы, работающей на базе специализированной глобальной сети.

Классификация ИС по назначению

Информационно-справочные или информационно-поисковые системы (ИПС)– традиционный вид ИС. Основная цель в использовании таких систем — оперативное получение ответов на запросы пользователей в диалоговом режиме. Характерным свойством для ИПС является большой объем хранимых данных, их постоянное обновление. Обычно пользователь желает быстро получить ответ на свой запрос, поэтому качество системы во многом определяется скоростью поиска данных и выдачи ответа.

При работе ИПС не используются сложные методы обработки данных. Хранилище информации, с которой работает ИПС, называется базой данных. Примером справочной системы является ИПС крупной библиотеки, позволяющая определить наличие в библиотеке нужной книги или произвести подборку литературы по заданной тематике. Поисковые серверы Интернета – это информационно-справочные системы сетевых ресурсов.

Управляющие системы – тип информационных систем, основное назначение которых — выработка управляющих решений. Управляющие системы бывают либо полностью автоматическими, либо автоматизированными.

Системы автоматического управления (САУ) работают без участия человека. Это системы управления техническими устройствами, производственными установками, технологическими процессами. Например, САУ используются для управления работой ускорителей элементарных частиц в физических лабораториях, работой химического реактора или автоматической линией на производственном предприятии. В таких системах реализована кибернетическая схема управления с обратной связью.

Роль системы управления выполняет компьютер, который работает по программе, составленной программистами.

Управление в САУ происходит в режиме реального времени. Это значит, что управляющие команды должны вырабатываться синхронно с управляемым физическим процессом. Поэтому с ростом скорости работы управляемого объекта должно повышаться быстродействие управляющего компьютера.

Автоматизированные системы управления (АСУ) можно назвать человеко-машинными системами. В них компьютер выступает в роли помощника человека-управляющего. В АСУ задача компьютера состоит в оперативном предоставлении человеку необходимой информации для принятия решения. При этом компьютер может выполнять достаточно сложную обработку данных на основании заложенных в него математических моделей. Это могут быть технологические или экономические расчеты.

Конечно, в АСУ тоже имеются ограничения на время получения ответа от компьютера на запросы пользователей. Но эти ограничения не такие жесткие, как в автоматических системах. Часто в автоматизированных системах управления в качестве подсистемы присутствуют ИПС (информационно-поисковые системы). Крупные АСУ обеспечивают управление предприятиями, энергосистемами и даже целыми отраслями производства.

Обучающие системы на базе компьютера – вид ИС. Простейший вариант такой системы — обучающая программа на ПК, с которой пользователь работает в индивидуальном режиме. Существует множество таких программ практически по всем школьным предметам и ряду курсов профессионального обучения. Более сложными являются системы, использующие возможности компьютерных сетей.

Наиболее сложными и масштабными обучающими системами являются системы дистанционного обучения, работающие в глобальных сетях.

Дистанционное образование называют образованием XXI века. Уже существуют дистанционные отделения при многих ведущих вузах страны, формируется международная система дистанционного образования. Такие системы открывают доступ к качественному образованию для всех людей, независимо от их места жительства, возраста, возможных физических ограничений. Высокоскоростные системы связи в сочетании с технологией мультимедиа позволяют организовывать обучение в режиме реального времени (on line), проводить дистанционные лекции, семинары, конференции, принимать зачеты и экзамены.

Экспертные системы — основаны на моделях знаний в определенных предметных областях. Экспертные системы относятся к разделу информатики, который называется «Искусственный интеллект». Экспертная система заключает в себе знания высококвалифицированного специалиста в определенной предметной области и используется для консультаций пользователя, для помощи в принятии сложных решений, для решения плохо формализуемых задач. Примерами проблем, которые решаются с помощью экспертных систем, являются: установление диагноза больного; определение причин неисправности сложной техники (например, космического корабля); рекомендации по ликвидации неисправности; определение вероятных последствий принятого управляющего решения и т. д. Подобно ИПС, экспертные системы часто входят в состав АСУ в качестве подсистем.

Существуют еще геоинформационые системы (ГИС), автоматизированные системы научных исследований (АСНИ), системы автоматизации проектирования (САПР) и другие.

Системы автоматизации документооборота подразделяются на:

-                    WorkFlowwсистемы – системы управления потоками работ;

-                    DocFlowwсистемы – системы электронного управления документами;

-                    DMS – Document Management Systems – системы управления архивами;

-                    ECM – Enterprise content management – системы управления корпоративной информацией (наиболее популярное обозначение систем управления документооборотом).

В каждом из сегментов российские разработчики программных продуктов предлагают собственные решения, способные автоматизировать контроль движения документов. Среди предлагаемых решений:

-                    "1С:Документооборот 8" фирмы "1С";"Константа Стандарт: Процессное управление" для моделирования, исполнения и оптимизации бизнесс процессов в компании;

-                    "Питерсофт: Управление процессами" для управления бизнесс процессами, ведения электронного документооборота и управления процессами взаимодействия между под"Кинт: Управление делами" для фиксации, исполнения и контроля задачи обмена мнениями между сотрудниками;

-                    "1ССБитрикс: Корпоративный портал" для коллективной работы, хранения документов, внутренних коммуникаций через внутренний информационный ресурс;

-                    "ИНТАЛЕВ: Корпоративные документы и процессы" для управления бизнесспроцессами и документооборотом;

-                    "DocPrime: Управление Документами" для обрботки файлов и др.

-                    Программа для автоматизации документооборота "1С:Документооборот 8" поддерживает проведение таких бизнесспроцессов, как: рассмотрение, исполнение, согласование, утверждение, регистрация, ознакомление, поручение.

-                    Справочно-правовые системы

Тема 4.2. Возможности настольных издательских систем: создание, организация и основные способы преобразования (верстки) текста.

В широком смысле слова под настольными издательскими системами понимают компьютерную цифровую полиграфию в целом, а в узком смысле – программы верстки документов.

DTP (DeskTop Publishing System, настольная издательская система) — комплекс аппаратного и программного обеспечения, предназначенный для подготовки публикации из текста и изображений для печати. Также возможна и подготовка документа публикации для распространения не в виде твердой копии, а в электронном виде, т. е. электронная верстка в PDF– и HTML-форматах. Настольное издательство, в отличие от традиционного типографского, подразумевает полиграфическую работу не в типографии, а дома или в офисе.

В связи с широким распространением в последние годы мультимедийных и сетевых электронных изданий, принято различать настольные издательские системы на два типа:

-                    для подготовки полиграфических изданий;

-                    системы верстки электронных документов.

Среди настольных издательских систем наиболее популярными считаются системы QuarkXPress, Adobe PageMaker и Adobe InDesign.

Основным отличием настольных издательских систем от текстовых редакторов (таких, например, как MS Word) является то, что они предназначены в первую очередь для оформления (верстки) документа, а не для его создания "с нуля" (ввода текста, проверки правописания, создания изображений), хотя в определенной степени могут выполнять и эти функции. Процесс верстки документа состоит в оформлении текста и задании условий взаимного расположения текста и иллюстраций. Целью верстки является создание оригинал-макета, пригодного для размножения документа полиграфическими методами.

Оригинал-макет – оригинал, каждая страница которого полностью совпадает с соответствующей страницей будущего издания. Он может быть кодированным – на магнитном или оптическом диске – и в таком виде отсылаться на полиграфическое предприятие для набора и печати тиража; твердой копией, подготовленной для изготовления фотоформ или печатных форм, фотомеханическим или другим.

Оперативная полиграфия

Печать оперативная — изготовление того, чем пользуются не только в рекламных целях, но и каждый день – это фирменные бланки, визитки, прайс-листы, конверты и т. п. Основными задачами оперативной полиграфии являются малотиражная (до нескольких тысяч экземпляров) и срочная печать брошюр, рекламных проспектов, визиток, плакатов, этикеток, прайс-листов, пригласительных билетов, фирменных бланков, наклеек, календариков, открыток и т. д., а также услуги postpress, как то: ламинация, брошюровка, тиснение и др. Необходимость в решении подобных задач возникает сравнительно часто практически в любом офисе.

Оперативная полиграфия – это понятие, описывающее процесс создания небольших тиражей печатной полиграфической продукции хорошего качества и за очень короткое время.

Векторная графика

В DTP обязательно приходится сталкиваться с графикой. Под работой с векторным редактором понимают создание и редактирование изображений, представленных набором контуров или кривых, имеющих цвет заливки и контура, а также толщину и тип этого самого контура. Для векторного дизайна популярны три программных продукта: Adobe Illustrator, Macromedia FreeHand и CorelDRAW.

Растровая графика

Следующий класс дизайнерского ПО – это плоскостной растровый дизайн. Данная область дизайна эквивалентна классической живописи, но с использованием компьютера как инструмента вместо холста, кистей и палитры красок. Бесспорным лидером ПО растрового дизайна был и остается пакет Adobe Photoshop. Программа служит для фотообработки и ретуши.

Фоторетушь представляет собой обработку отсканированных изображений на предмет удаления нежелательных элементов, включая пыль на слайде, случайно снятые или не отвечающие композиции объекты и т.п.

Программы верстки

Самым первым настольным верстальным пакетом в мире был Adobe PageMaker (1985 г. – версия для Macintosh), следом за которым появился пакет Ventura Publisher (1986 г.) и версия Adobe PageMaker для PC, а через год после этого – QuarkXPress (1987 г).

1.                  MS Publisher

Подавляющее большинство умеющих работать на компьютере сотрудников небольших коммерческих организаций владеет двумя программами – MS Word и MS Excel, которых им для работы вполне хватает. Подготовка макета к печати – под силу лишь профессионалу. А что делать, если нет опыта допечатной подготовки, времени и лишних средств? Решение проблемы нашла фирма Microsoft – для этого случая она предлагает использовать программный продукт под названием MS Publisher.

В 1991 г. была выпущена первая версия программы MS Publisher. За последнее время продукт прошел большой этап эволюции. Последняя версия программы введена в состав расширенного варианта MS Office ХР для работы в среде Windows. Она позволяет любому непрофессионалу создать вполне приемлемые для офиса макеты самых необходимых видов продукции. Для изготовления каждого из них – визиток, конвертов, прайс-листов, бланков, буклетов и многого другого – подготовлены десятки макетов, из которых можно выбрать подходящий и, заполнив информацией, отправить на печать.

-                    Adobe InDesign 2.0

Adobe InDesign 2.0 – профессиональный издательский пакет, оптимизированный под верстку документов самого широкого профиля, от одностраничных буклетов до толстых книг. Им в полной мере поддерживается полноцветная печать.

Если говорить об особенностях программы, то наиболее интересными возможностями Adobe InDesign являются работа со шрифтами и поддержка прозрачности, при помощи которой можно легко создать эффект отбрасывания тени любого векторного объекта.

Adobe InDesign, в отличие от своего предшественника Adobe PageMaker, более не является продуктом начального уровня и требует от пользователя теоретического и практического опыта.

-                    Adobe PageMaker 7.0

Adobe PageMaker 7.0 – широко распространенная профессиональная программа верстки. Самая ценная особенность Adobe PageMaker при подготовке бумажных публикаций – это мощнейший механизм работы с цветом.

Преимущества: Adobe PageMaker – это классическая и простая в работе программа (простая организация рабочего процесса – электронный "рабочий стол", мощные инструменты вывода). В 7-й версии улучшен экспорт в формат PDF. К достоинствам пакета следует отнести интегрированность с другими продуктами Adobe – Adobe Illustrator и Adobe Photoshop.

Недостатки: традиционный подход к верстке (вырезка и вставка текстовых блоков) усложняет работу с длинными документами. В последней версии любой из программ (на сегодня это версия 7.0) имеют место некоторые недоработки (ошибки) разработчиков, поэтому для объемной или срочной работы лучше использовать предпоследнюю, более отлаженную версию того же программного продукта (например, версию 6.5).

-                    Corel Ventura 10

Ventura – мощная профессиональная настольная издательская система. Первоначально программа называлась Xerox Ventura Publisher и работала под DOS 6.22. Уже в то время Ventura обладала всеми необходимыми инструментами для качественной верстки. Затем пакет купила фирма Corel.

Corel Ventura предлагает большое количество заготовленных разработчиками шаблонов, которые выполняют практически любой запрос пользователя. Также реализована возможность публикации документов в Интернете.

Преимущества: хорошая работа программы с длинными документами.

Недостатки: высокая сложность обучения и политика фирмы Corel не дают этой программе стать лидером верстки. К недостаткам программы можно отнести и тот факт, что интерфейс перегружен (не оптимизирован). Найти необходимую кнопку среди бесчисленных панелей инструментов, заполонивших экран, порой сложно.

-                    Adobe FrameMaker 7.0

Adobe FrameMaker – один из лучших инструментов для верстки длинных и сложно организованных публикаций.

Преимущества: Adobe FrameMaker 7.0 идеально подходит для верстки больших сложных книг со множеством иллюстраций и таблиц, что является ее главным преимуществом. Особенно удобна эта программа для разработки технической документации.

Недостатки: пакет не может быть единственным средством подготовки публикаций на русском языке, т.к. в нем нет средств проверки русской орфографии. Отсутствуют средства для автоматической расстановки переносов в русских текстах.

-                    QuarkXPress 6.0

QuarkXPress 6.0 – мировой лидер верстки. Очень надежная, быстрая и качественная программа.

К недостаткам этой программы следует отнести пользовательский интерфейс, который остался на уровне стандартов середины 90-х годов 20-го века, отсутствие горячих клавиш для многих часто используемых функций.

Подведение итогов

Проводя сравнительные оценки рассмотренных программ, можно сделать вывод, что многолетний лидер издательской отрасли – QuarkXPress – по сей день остается одним из самых привлекательных продуктов. Привлекателен пакет Adobe InDesign. Он демонстрирует наиболее широкий спектр возможностей, хотя и сложен в освоении. К сожалению, обе эти программы достаточно дороги. Для начального знакомства с DTP рекомендуется MS Publisher.

Редакторы векторной графики

-                    Adobe Illustrator 10

Программа представляет собой графический редактор, ориентированный на создание векторных художественных иллюстраций.

Преимущества: продукт надежен в эксплуатации и обладает существенным количеством необходимых возможностей.

Недостатки: пакет медлителен. Работа в Adobe Illustrator трудоемка.

-                    CorelDRAW Graphics Suite 11

Пакет предназначен для работы с векторной и растровой графикой, а также анимации. В основном используется для создания баннеров, визиток, этикеток, плакатов и несложной верстки документов.

Преимущества: к достоинствам можно отнести высокую скорость работы и ее удобство. Выбрав объект, его можно изменить в размерах, перекосить , повернуть, отзеркалить, продублировать, и все это без необходимости выбора отдельных инструментов, а с использованием контекстного меню.

-                    Macromedia FreeHand MX

Macromedia FreeHand – векторный графический редактор, главный конкурент Adobe Illustrator, неплохое решение для создания иллюстраций для печати, Интернета и проектов Macromedia Flash. Программа аналогична Adobe Illustrator и CorelDRAW. Работает быстрее, места на жестком диске занимает меньше. Надежна как на этапе создания иллюстрации, так и при цветоделении.

Macromedia FreeHand MX – полезная программа, позволяющая из макета, подготовленного к печати, сделать его интернет-версию за короткий срок. Одним из преимуществ Macromedia FreeHand перед его конкурентом Adobe Illustrator является возможность работы с многостраничными документами. В последней версии этой программы документ может содержать до 32 тысяч шаблонов.

Тема 4.3. Возможности динамических (электронных) таблиц. математическая обработка числовых данных.

Первые электронные вычислительные машины были предназначены для выполнения сложных и громоздких вычислений. Несмотря на то, что компьютеры следующих поколений обрабатывали не только числовые, но и текстовые, графические, звуковые и другие данные, именно обработка числовых данных была и остается одним из основных назначений компьютеров. Программы, предназначенные для обработки числовых данных, называются системами обработки числовых данных.

Системы обработки числовых данных относятся к прикладному программному обеспечению. Основными объектами обработки в этих программах являются числа. Хотя некоторые из них могут обрабатывать и тексты, и графические изображения (диаграммы, графики и др.).

Самыми простыми системами обработки числовых данных являются программы-калькуляторы.  Они предназначены для выполнения арифметических операций, а также вычислений с использованием основных математических и некоторых других функций. Примером таких программ является стандартная программа Калькулятор, которая входит в пакет ОС Windows. Некоторые из программ-калькуляторов могут также вычислять простые и сложные проценты, налоги на заработную плату согласно действующему законодательству, суммы ежемесячных погашений банковских кредитов; строить графики функций и др. Примерами таких программ являются программы Научный калькулятор, Зарплатный калькулятор, Кредитный калькулятор и др.

Другим видом систем обработки числовых данных являются прикладные математические пакеты. Их можно использовать для выполнения математических вычислений, построения графиков функций, преобразования выражений с переменными, нахождения приближенных значений решений уравнений и систем уравнений, вычисления площадей и объемов геометрических фигур и др. Примерами таких программ являются пакеты GRAN 1, 2D, 3D (англ. graphic analyzer – графический анализатор), Динамическая геометрия, MathCAD (англ. mathematics computeraided design – математическое компьютерное автоматизированное проектирование),  Derive (англ.  derive – получать, добывать, выводить), Mathematica (англ.  mathematics  –  математика),  MATLAB (англ. mathematics laboratory – математическая лаборатория)  и др. 

Еще одним видом систем обработки числовых данных являются табличные процессоры.

Табличный процессор – это прикладная программа, которая предназначена для обработки данных, представленных в таблицах.

Таблицы, в которых представлены данные для обработки табличным процессором, называются электронными таблицами (ЭТ).

Электронная таблица является основным объектом обработки табличным процессором. Она, как и таблица в текстовом процессоре Word 2007, состоит из столбцов и строк, на пересечении которых образуются ячейки. В ячейках ЭТ могут храниться числа, тексты и формулы для их обработки.

Табличные процессоры предназначены для:

-                    ввода данных в ячейки электронных таблиц, их редактирования и форматирования;

-                    обработки числовых данных по формулам, которые могут содержать арифметические выражения, математические, логические, статистические и другие функции;

-                    построения диаграмм и графиков на основе данных, которые содержатся в ячейках электронных таблиц;

-                    повторного вычисления результатов при изменении данных или формул для их обработки;

-                    отбора данных, которые удовлетворяют определенным условиям;

-                    печати данных ЭТ, диаграмм и графиков; 

-                    работы с файлами и др.

В наше время табличные процессоры являются одним из эффективных средств обработки числовых данных. Используя их, бухгалтер может быстро начислить заработную плату, инженер-проектировщик – выполнить расчеты прочности конструкции, физик –  провести обработку данных эксперимента, товаровед – вести учет товаров в магазине и др.

Табличные процессоры являются полезными при ведении учета семейных доходов и расходов, заполнении налоговой декларации, проведении расчетов за коммунальные услуги, кредиты и др. Вы сможете использовать табличные процессоры в своей учебной деятельности для решения математических и экономических задач, обработки результатов исследований, при выполнении практических и лабораторных работ по химии и физике и пр.

Из современных табличных процессоров можно назвать:

-                    Excel (англ. excel – преобладать, превосходить), который входит в пакет программ Microsoft Office и в последнее время стал одним из самых популярных;

-                    Calc (англ. calculator – вычислитель, калькулятор), который входит в пакет программ StarOffice;

-                    GNumeric (англ. GNU – проект по созданию программного обеспечения свободного распространения, numeric – числовой), который свободно распространяется и др.

Мы будем изучать табличный процессор Microsoft Office Excel 2007.

Первый табличный процессор создали в 1979 году студент Г арвардского университета (США) Дэн Бриклин и его товарищ, программист  Боб Френкстон. Он был разработан для компьютера Apple II и получил название  VisiCalc (англ. Visible Calculator  – наглядный калькулятор). Программа обеспечивала возможность работать с одной таблицей, которая содержала 254 строки и 63 столбца, а также строить несложные диаграммы.

После  VisiCalc  появились аналогичные программы от других разработчиков и для других моделей компьютеров, такие как SuperCalc, Lotus 1-2-3,  Multiplan  и др. Впоследствии табличные процессоры начали включать в интегрированные пакеты прикладных  программ, таких как Framework, Works и др.

Первая версия табличного процессора Excel появилась в 1985 году. Эта программа была создана для компьютера Apple и ее авторами были американские программисты Дуг Кландер и Филипп Флоренце. 

Объекты табличного процессора Excel 2007 и их свойства

Объектами табличного процессора Excel 2007 являются электронная книга, лист, электронная таблица,  строка,  столбец,  ячейка,  диапазон,  диаграмма и др.

Количество листов книги ограничивается лишь объемом свободной оперативной памяти компьютера и на них могут быть расположены электронные таблицы, диаграммы, графики, графические изображения, документы Microsoft Word, звукозаписи, видеоклипы и др.  

Каждый лист книги имеет имя, которое указывается на ярлычке листа. Если на листах размещаются электронные таблицы, то такие листы по умолчанию имеют имена Лист1, Лист2 и т. д. Если листы предназначены для размещения только диаграмм, то такие  листы по умолчанию имеют имена Диаграмма1, Диаграмма2 и т. д.

Электронная таблица табличного процессора Excel 2007 содержит 1 048 576 строк (номера от 1 до 1 048 576), 16 384 столбцов (по умолчанию их номера состоят из букв английского алфавита: A, B, С, ..., Z, АА, АВ, ..., ZZ,  ААА, ААВ, ..., XFD), всего 17 179 869 184 ячейки.

Каждая ячейка электронной таблицы имеет адрес. Адрес ячейки задается номерами столбца и строки, на пересечении которых она находится, например A1,  С3,  D17. Всегда одна из ячеек электронной таблицы текущая. Ее адрес отображается в поле Имя. Она выделяется табличным курсором в виде черной рамки, а номер строки и номер столбца текущей ячейки выделяются другим цветом фона.

Две или больше ячеек листа электронной таблицы образуют диапазон ячеек.  В диапазон ячеек могут входить как смежные, так и несмежные ячейки. Прямоугольный диапазон ячеек, который состоит из смежных ячеек, называется связным.

Диапазон ячеек, как и отдельная ячейка, имеет адрес. Адрес связного диапазона ячеек задается адресами двух ячеек, расположенных в его противоположных углах, которые разделены двоеточием, например, A3:A7, B11:D11, G9:C3.

Строка и столбец также являются диапазонами ячеек. Например, адресом диапазона ячеек, в который входят все ячейки десятой строки, есть адрес 10:10, а адресом диапазона ячеек, в который входят все ячейки столбца B, есть адрес В:В.

Чтобы указать адрес несвязного диапазона ячеек, нужно указать адреса его связных частей, разделив их точкой с запятой.

Тема 4.4.Представление об организации баз данных и  системах управления базами данных. Структура данных и система запросов.

В современном мире сложность информации постоянно возрастает. Для автоматизации хранения и поиска необходимой информации создаются и используются базы данных. Технология работы с базами данных является одной из перспективных компьютерных технологий.

Например, телефонный справочник является базой данных, в которой хранится информация об организациях (адрес, телефон и т. д.). Библиотечный каталог является базой данных, которая хранит информацию о книгах (название, автор, год издания и т. д.).

Каждая база данных хранит информацию о большом количестве объектов одинакового типа (организациях, людях, книгах и т. д.). Объекты одного типа обладают одинаковым набором свойств, поэтому база данных хранит для каждого объекта значения этих свойств.

Таким образом, базы данных (БД) − это взаимосвязанные и организованные определенным образом данные, отображающие состояние объектов и отношений между ними в определенной предметной области.

Под системой управления базами данных (СУБД) понимается совокупность программных и языковых средств, предназначенных для создания и обработки баз данных.

Следует четко различать БД, которые представляют собой структурированные и упорядоченные особым образом данные, и СУБД  -  программы, управляющие обработкой и хранением данных.

В настоящее время специалистами разработаны около сотни разных СУБД.  Все они могут быть разделены на две большие группы: настольные и серверные.

Настольные СУБД ориентированы на обслуживание одного пользователя, работающего на определенном компьютере с базами данных в каждый реальный момент времени. К настольным СУБД относятся: Microsoft Access, Paradox, dBase.

 Серверные СУБД используют принцип централизованного хранения и обработки данных, который  основан на архитектуре «клиент-сервер». СУБД, хранящая данные, и прикладная программа, интерпретирующая эти данные, являются разными приложениями, то есть существует: приложение-сервер и приложение-клиент. К серверным СУБД относят Microsoft SQL Server, Informix, Sybase, DB2.

Мы будем рассматривать СУБД Microsoft Access.

Табличная форма представления баз данных.

Базы данных удобно представлять в виде таблицы. В каждой строке таблицы размещаются значения свойств одного объекта, а каждый столбец таблицы хранит значения определенного свойства всех объектов. Например, в базе данных "Записная книжка" в каждой строке таблицы содержится информация об определенном человеке, а значения его "свойств": "№", "Фамилия", "Телефон", "E-mail" хранятся в различных столбцах (табл. 1).

Таблица 1. База данных "Записная книжка" в табличной форме

№ Фамилия Телефон E-mail 1 Сидоров 111-11-11 [e-mail] 2 Иванов 222-22-22 [e-mail] 3 Петров 333-33-33 [e-mail]

Столбцы табличной базы данных называют полями. Каждое поле имеет имя и может хранить данные определенного типа (текст, число, дата/время и т. д.). В базе данных "Записная книжка" полями являются "№" (число), "Фамилия", "Телефон" и "E-mail" (текст).

Строки таблицы называются записями (т. е. это записи об объекте). Запись хранит набор значений, содержащихся в полях базы данных. Записи могут нумероваться с использованием счетчика (поле "№").

Достоинством табличного представления базы данных является возможность видеть одновременно несколько записей. Однако если база данных содержит много полей, а значения полей содержат много символов, то не очень удобно осуществлять ввод, просмотр и редактирование записей.

Запросы — это объект базы данных, который служит для извлечения данных из таблиц и предоставления их пользователю в удобном виде. Особенность запросов состоит в том, что они черпают данные из базовых таблиц и создают на их основе временную таблицу. Применение запросов позволяет избежать дублирования данных в таблицах и обеспечивает максимальную гибкость при поиске и отображении данных в базе данных.

Все запросы делятся на две группы: запросы-выборки, запросы-действия.

Запросы-выборки осуществляют выборку данных из таблиц в соответствии с заданными условиями. К этой группе запросов относятся следующие.

-                    Запрос к связанным таблицам — позволяет производить выборку данных из связанных таблиц.

-                    Перекрестный запрос — отображает итоговые данные с группировкой их по горизонтали и вертикали, выводя результаты их обработки в виде таблиц.

-                    Запрос с параметром — позволяет пользователю задать критерий отбора, введя нужный параметр при вызове запроса.

-                    Запрос с вычисляемым полем — позволяет рассчитать данные на основе других полей из той же строки запроса.

-                    Запрос с критерием поиска — позволяет производить отбор записей в соответствии с заданным критерием поиска.

-                    Запрос с итогами — производит математические вычисления и выдает результат.

-                    Запросы-действия позволяют модифицировать данные в таблицах: удалять, обновлять, добавлять записи. К этой группе запросов относятся следующие.

-                    Запросы на создание таблицы создают таблицы на основании данных, содержащихся в результирующем множестве запроса.

-                    Запросы на добавление записей позволяют добавлять в таблицу записи, создаваемые запросом.

-                    Запросы на обновление изменяют значения существующих полей в соответствии с заданным критерием.

-                    Запросы на удаление удаляют записи из одной или нескольких таблиц одновременно.

В Access можно создавать запросы при помощи Мастера запросов и с помощью Конструктора. Запросы могут быть созданы на основе одной или нескольких таблиц. Многотабличные запросы позволяют получить информацию из нескольких предварительно связанных между собой таблиц.

Тема 4.5. Представление о программных средах компьютерной графики, мультимедийных средах

Различают всего три вида компьютерной графики:

-                    растровая графика;

-                    векторная графика;

-                    фрактальная графика.

Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.

Растровая графика применяется при разработке электронных (мультимедийных) и полиграфических изданий.  Для этого сканируют иллюстрации, фотографии, вводятся изображения с цифровых фотоаппаратов. Растровое изображение – это своего рода мозаика, только вместо кусочков мозаики точки. Основной элемент растрового экранного изображения – точка, называемая пикселем. Чтобы увидеть эти точки, нужно многократно увеличить изображение. AdobePhotoshop – самый мощный инструмент для обработки растровых изображений.

Свойства растровой графики:

-                   Большие объемы данных, которые нужно хранить и обрабатывать.
Обычной цветной фотографии среднего размера соответствует массив данных размером свыше 4 Мб.

-                   Невозможность увеличения изображения для рассмотрения деталей. Этот эффект называется пикселизацией.

Векторная графика предназначена, прежде всего, для создания иллюстраций. Используется в рекламе, дизайнерских бюро, редакциях, конструкторских бюро. Оформляются работы, основанные на применении шрифтов и геометрических элементов. Элементарный объект векторной графики – линия. Все в векторной иллюстрации состоит из линий. Перед выводом на экран каждого объекта программа производит вычисления координат экранных точек в изображении. Объем памяти, занимаемый линией, не зависит от её размеров, так как линия представляется в виде формулы, а векторную графику называют вычисляемой графикой. Для построения векторной графики профессионалы обычно выбирают программные пакеты CorelDRAW, AdobeIllustrator.

Свойства векторной графики:

-                    Замкнутые линии имеют свойства заполнения цветом, текстурой, картой.

-                    В векторной графике легко решаются вопросы масштабирования. Если линии задана толщина 0,15 мм, то как бы не увеличивали или уменьшали рисунок, эта линия будет иметь такую толщину, так как это одно из свойств объекта, жестко за ним закрепленное. При распечатке изображения толщина линий сохраняется. Увеличивая изображение, можно подробно рассмотреть его детали, при этом качество не ухудшается.

Фрактальная графика

Объекты фрактальной графики не хранятся в памяти компьютера. Изображение строится по уравнению, поэтому ничего, кроме формулы хранить не надо. Изменив коэффициент в уравнении, можно получить совершенно другую картину. Простейшим фрактальным объектом является фрактальный треугольник. Фрактальными свойствами обладают многие объекты живой и неживой природы. Фрактальным объектом является многократно увеличенная снежинка. Фрактальные алгоритмы лежат в основе роста кристаллов и растений.

Способность фрактальной графики моделировать образы живой природы вычислительным путем часто используются для автоматической генерации необычных иллюстраций.

Важная характеристика экранного изображения – разрешение (resolution). Разрешение – это количество пикселей, приходящихся на данное изображение. Оно измеряется в пикселях на дюйм (dotsperinch) – dpi.  Чем выше разрешение, тем качественнее изображение, но больше его файл.

Цветовое разрешение (иногда его называют глубиной цвета) определяет метод кодирования цветовой информации, и от него зависит то, сколько цветов на экране может отображаться одновременно.

Для кодирования двухцветного (черно-белого) изображения достаточно выделить по одному биту на представление цвета каждого пикселя.

Выделение одного байта позволяет закодировать 256 различных оттенков.

Два байта (16 битов) позволяют определить 65536 различных цветов. Этот режим называется HighColor.

Если для кодирования цвета используются три байта (24 бита), возможно одновременное отображение 16,5 млн цветов. Этот режим называется TrueColor.

Цвета в природе редко являются простыми. Большинство цветовых оттенков образуется смешением основных цветов. Способ разделения цветового оттенка на составляющие компоненты называется цветовой моделью. Существует много различных типов цветовых моделей. В компьютерной графике чаще всего применяются три:  RGB, CMYK, HSB. В графических редакторах имеются средства для преобразования изображений из одной цветовой модели в другую.

Модель RGB описывает излучаемые цвета и основана на трех базовых (основных) цветах — Red (Красный), Green (Зеленый), Blue (Синий). Остальные цвета образуются при смешивании этих трех основных. При сложении (смешении) двух лучей основных цветов результат светлее составляющих. Цвета этого типа называются аддитивными.

Совмещение трех компонентов дает нейтральный цвет (серый), который при большой яркости стремится к белому цвету. Это соответствует тому, что мы наблюдаем на экране монитора, поэтому данную модель применяют всегда, когда готовится изображение, предназначенное для воспроизведения на экране.

Цветовая модель CMYK используется для подготовки печатных изображений. Они отличаются тем, что их видят в отраженном свете. Чем больше краски положено на бумагу, тем больше света она поглощает и меньше отражает. Совмещение трех основных красок поглощает почти весь падающий свет, и со стороны изображение выглядит почти черным. В отличие от модели RGB увеличение количества краски приводит не к увеличению визуальной яркости, а, наоборот, к её уменьшению. Поэтому для подготовки печатных изображений используется не аддитивная (суммирующая), а субтрактивная (вычитающая) модель. Цветовыми компонентами этой модели являются не основные цвета, а те, которые получаются в результате вычитания основных цветов из белого:

-                    Голубой (Cyan) = белый – красный = зеленый + синийПурпурный (Magenta) = белый – зеленый = красный + синий;

-                    Желтый (Yellow) = белый – синий = красный + зеленый.

HSB — очень простая в понимании модель, в которой часто работают компьютерные художники. Она основана на цветах модели RGB, но имеет другую систему координат. Любой цвет в модели HSB определяется своим цветовым тоном (собственно цветом), насыщенностью (т. е. процентом добавленной к цвету белой краски) и яркостью (процентом добавленной черной краски). Данная модель получила название по первым буквам английских слов Hue (оттенок), Saturation (насыщенность), Brightness (яркость), — HSB. Таким образом, модель имеет три цветовых канала.

Спектральные цвета (чистые цвета солнечного спектра) или цветовые тона (hue) располагаются по краю цветового круга и характеризуются положением на нем, которое определяется величиной угла в диапазоне от О до 360 градусов. Эти цвета обладают максимальными насыщенностью и яркостью (100%). Насыщенность изменяется по радиусу круга от 0 (в центре) до 100% (на краях). При значении насыщенности 0% любой цвет становится белым.

В модели HSB любой цвет получается из спектрального добавлением определенного процента белой и черной красок, т. е. фактически серой краски.

Мультимедиа сравнительно молодая отрасль новых информационных технологий. Дословный перевод слова "мультимедиа" означает "многие среды" ("multi" – "много", "media" – "среда"). Под этим термином понимается одновременное воздействие на пользователя по нескольким информационным каналам. При этом пользователю, как правило, отводится активная роль.

Мультимедиа-компьютер — это компьютер, снабженный аппаратными и программными средствами, реализующими технологию мультимедиа.

Области применения мультимедиа

-                    Обучение с использованием компьютерных технологий (Специальными исследованиями установлено, что из услышанного в памяти остается только четверть, из увиденного — треть, при комбинированном воздействии зрения и слуха — 50%, а если вовлечь учащегося в активные действия в процессе изучения при помощи мультимедийных приложений —75%).

-                    Информационная и рекламная служба.

-                    Развлечения, игры, системы виртуальной реальности. Технологию мультимедиа составляют две основные компоненты — аппаратная и программная.

Технологии мультимедиа

-                    Компьютерная графика

-                    Анимация — воспроизведение последовательности картинок, создающее впечатление движущегося изображения.

-                    Трёхмерная(3D) графика — графика, создаваемая с помощью изображений, имеющих не только длину и ширину, но и глубину.

-                    Музыка MIDI (MusicalInstrumentDigitalInterface, цифровой интерфейс музыкальных инструментов) — стандарт, позволяющий подсоединять к компьютеру цифровые музыкальные инструменты, используемые при сочинении и записи музыки.

-                    Звуковые эффекты — сохранение в цифровом виде звучания музыкальных инструментов, звуков природы или музыкальных фрагментов, созданных на компьютере, либо записанных и оцифрованных.

-                    Видеозахват— "захват" и "заморозка" в цифровом виде отдельных видеокадров.

-                    Виртуальная реальность (VirtualReality, VR). Слово "виртуальный" означает "действующий и проявляющий себя как настоящий".

Раздел 5. Телекоммуникационные технологии

Тема 5.1 Представления о технических и программных средствах телекоммуникационных технологий

Интернет-технологии, способы и скоростные характеристики подключения, провайдер

Интернет-технологии - это коммуникационные, информационные и иные технологии и сервисы, основываясь на которые осуществляется деятельность в Интернете или с помощью него. В первую очередь, это, конечно, сайты, а также: чаты, почта, Интернет-магазины, форумы и т.д.

Говоря о современных интернет-технологиях, необходимо кратко рассказать об их истории.

С 1962 года министерство обороны США активно вкладывало деньги в разработки технологий взаимодействия между компьютерами, Благодаря этим исследованиям, в 1969 году, американскими военными был создана локальная сеть - предшественница Интернета. С 1972 года функционирует всеми нами любимая электронная почта.

Переломным этапом в развитии интернет-технологий стали 90-е годы. С изобретением в 1993 году первого браузера, предполагаемые возможности Интернета стали приобретать глобальный характер. Появились многочисленные телекоммуникационные операторы, компании электронной торговли, разработчики программного обеспечения и т.п.

В наши дни, интернет - технологии нашли свое применение во всех сферах жизни современного общества и, в первую очередь, конечно же, - в информационной сфере.

Логические компоненты Интернет-технологий

1) Интернет - сервисы

*   World Wide Web - Всемирная паутина

*   Электронная почта. Системы телеконференций

*   Передача файлов (FTP).

*   Интерактивный чат (chat).

*   Передача мгновенных сообщений (ICQ).

*   Аудио- и Видеоконференции.

*    Голосовое общение (1Р-телефония).

2) Работа в Интернете

*   Браузеры,

*   Поисковые системы. Навигация в Интернете

*   Просмотр Web-страницы в браузере.

3) Информационные ресурсы в Интернете

*   Web-страницы и Web-узлы, порталы, Web - пространство.

*   Адресация, URL и протоколы передачи данных,

*   Создание Web-страниц. Языки Web-публикаций.

*   Публикации в Интернете. Представительство.

Провайдер – организация, предоставляющая   услуги   доступа    к Интернету и   иные связанные с Интернетом услуги.

В число предоставляемых интернет-провайдером услуг могут входить:

•      доступ в Интернет по коммутируемым и выделенным каналам;

•      выделение дискового пространства для хранения  и обеспечения работы сaйтов (хостинг);

•      поддержка работы почтовых ящиков или виртуального почтового сервера;

•   резервирование данных и другие.

Способы подключения к Интернет

Самыми распространенными способами подключения к Интернету являются:

1.                  Модемное соединение (коммутируемый доступ) – Dial-Up, ADSL

2.                  Соединение по выделенной линии (оптоволокно и т.д.)

3.                  GPRS-доступ (через сотовый телефон)

4.                  Радиодоступ

5.                  Спутниковый интернет

Все они отличаются друг от друга принципом работы, скоростью передачи данных, надежностью, сложностью настройки оборудования и, конечно же, ценой.

Скорость передачи данных – это количество информации, передаваемой пользователю за единицу времени, обычно измеряется в килобайтах/сек или килобитах/сек. Для высокоскоростных каналов измерение скорости уже идет в мегабитах или мегабайтах в секунду.

1.                  Модемное соединение (Dial-Up) – самый старый способ подключения, сейчас пользуется популярностью только в городах, где нет широкого выбора провайдеров.

Плюсами такого соединения являются: простота настройки и установки оборудования (требуется только аналоговый модем), низкая цена оборудования.

Недостатков у модемного соединения гораздо больше: занятость телефонной линии абонента, низкая скорость передачи данных, низкое качество соединения и передачи данных из-за изношенности телефонных линий.

При скорости, обеспечиваемой модемным соединением, практически невозможно скачать из Интернета большие файлы – видео, дистрибутивы больших программ и т.д.

Более перспективной по сравнению с Dial-Up в настоящее время является технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line). Это технология, позволяющая предоставлять по обычным аналоговым телефонным линиям высокоскоростной широкополосный доступ в Интернет. К тому же данная технология не загружает телефонную линию абонента, благодаря разделению диапазонов сигналов в телефонной линии. Абоненту также не нужно дозваниваться до провайдера. Минусы – достаточно высокая стоимость трафика.

2.                  Соединение по выделенной линии

Провайдер проводит до компьютера абонента выделенную линию (витая пара или оптоволокно) и выдает диапазон IP-адресов для выхода в Интернет. При этом пользователь получает свободную телефонную линию, постоянную связь с сетью Интернет, высокое качество соединения и передачи данных, высокую скорость (до 100 Мбит/с).

Однако стоимость установки и настройки такого соединения прямо зависит от расстояния компьютера до точки подключения провайдера, и в любом случае, достаточна велика по сравнению с другими способами соединения. А при переносе компьютера в другое место к нему снова придется прокладывать кабель.

Требуемое оборудование

В данном случае пользователю из оборудования необходима только сетевая карта, а в настоящее время она имеется практически на любой из материнских плат.

3.                  GPRS-доступ

Практически все провайдеры на сегодняшний день предлагают услугу использования сотового телефона вместо традиционного модема. Для пользователя такое подключение к Интернет хорошо тем, что при поддержке телефоном GPRS из дополнительного оборудования требуется только устройство для связи мобильного телефона с компьютером (USB-кабель, ИК-порт или Bluetooth). Плюсом также является мобильность данного соединения.

Скорость передачи данных зависит от оператора сотовой связи и применяемого оборудования, но в целом невысока – всего в два раза выше модемной. Определяющим недостатком является высокая стоимость трафика.

4.                  Радиодоступ – беспроводной способ подключения к Интернет. У провайдера и абонента устанавливается все необходимое оборудование (специальный радиомодем, антенна), с помощью которого осуществляется обмен информацией между пользователем и Интернет.

Минусы радиодоступа заключаются в необходимости покупки дорогостоящего оборудования и высокой абонентской платы.

5.                  Спутниковое соединение – бывает односторонним (асинхронным) и двусторонним. Второе по причине дороговизны оборудования (счет идет на десятки тысяч) рассматривать не будем.

Чаще всего спутниковым Интернет называют асинхронный (или совмещенный) способ доступа – данные к пользователю поступают через спутниковую тарелку, а запросы (трафик) от пользователя передаются любым другим соединением – GPRS или по наземным каналам (ADSL, dial-up). Главное требование к запросному каналу – надежность соединения. В большинстве случаев лучшим выбором для него является ADSL подключение с бесплатным исходящим трафиком.

Преимущества спутникового подключения к Интернет – в первую очередь, это очень низкая стоимость трафика – от 10 до 100 копеек за 1 мегабайт. Стоимость комплекта оборудования и подключения доступна практически для всех и составляет приблизительно 200-300 $.

Скорость передачи данных значительно варьируется в зависимости от провайдера и тарифного плана, выбранного пользователем. Провайдеры спутникового Интернет предлагают очень широкий выбор тарифных планов, в том числе и безлимитных. Очень приятным бонусом является также возможность бесплатного приема спутникового телевидения.

Минусом спутникового подключения к Интернет является необходимость наличия канала для исходящего трафика – телефонной линии или телефона с поддержкой GPRS.

Стоит заметить, что в крупных городах России из-за растущей конкуренции провайдеров и развития локальных сетей доступ в Интернет становится все дешевле. Зачастую можно установить безлимитный доступ в сеть с приличной скоростью и абонентской платой 500-1000 руб./месяц. В провинции и небольших городах с этим все намного сложнее и цены выше на порядок. Самым оптимальным выбором в этой ситуации будет использование спутникового Интернет.

Тема 5.2. Возможности сетевого программного обеспечения для организации коллективной деятельности в глобальных и локальных компьютерных сетях: электронная почта, чат, видеоконференция, интернет-телефония.

Средства обмена информацией в INTERNET:

1.                  Электронная почта

2.                  Списки рассылки

3.                  Группы новостей (телеконференции)

4.                  IRC (Internet Relay Chat, беседа через Internet) или Chat

5.                  Средства общения в реальном режиме времени (передача текста, звука, изображения) и совместная работа с приложениями

6.                  Internet-пейджинг

7.                  Internet-телефония

8.                  Аудио- и видеоконференции

Электронная почта  - средство обмена электронными письмами между людьми, имеющими доступ к компьютерной сети.

Основные области применения:

•                     Ведение личной переписки

•                     Работа с информационными ресурсами Internet:

-                    Списки рассылки

-                    Группы новостей

-                    Системы пересылки файлов по электронной почте

Технология «клиент/сервер»

Почтовый сервер - программа, пересылающая сообщения из почтовых ящиков на другие серверы или на компьютер пользователя по запросу его почтового клиента.

Почтовый клиент (мейлер) - программа, помогающая составлять и посылать электронные сообщения, получать и отображать письма на компьютере пользователя.

Адрес электронной почты:

имя_пользователя@имя_компьютера

Пример адреса:

[e-mail]

Уязвимые места электронной почты:

•                     Флэйм (flame) - грубость в сети

•                     Спам (spam) - массовая рассылка сообщений рекламного характера

•                     Бомбы электронной почты

•                     Рассылка вирусов в файловых вложениях

Список рассылки - специальный e-mail адрес, почтовый ящик которого обрабатывает специальная программа - сервер(диспетчер) рассылки.

Сервер рассылки - тематический сервер, собирающий информацию по определенным темам и переправляющие ее подписчикам в виде электронных писем.

•                     Контролируемые списки

•                     Неконтролируемые списки

Группа новостей (телеконференция) - сетевой форум, организованный для ведения дискуссии и обмена новостями по определенной тематике.

Usenet - глобальная распределенная система для дискуссий, включающая множество групп новостей, хранящихся на серверах по всему миру.

Виды групп новостей:

•                     Немодерируемые (неуправляемые) группы новостей – любой человек может отправить туда сообщение или ответить на сообщение в этой группе

•                     Модерируемые (управляемые) группы новостей – все сообщения и ответы контролируются модератором (управляющим) данной группы, который имеет право осуществлять отбор статей

IRC (Internet Relay Chat, беседа через Internet) - беседа в реальном времени посредством ввода текста с клавиатуры.

Канал - организация дискуссии на определенную тему через выбранную систему IRC.

Общение и совместная работа в Internet

MS NetMeeting – программа, реализующая  возможности прямой связи через Internet.

Возможности MS NetMeeting:

1.                  Подключение к серверу каталогов (ILS-сервер), просмотр списка пользователей, зарегистрированных на сервере

2.                  Вызов конкретного пользователя через сервер каталогов или локальную сеть по IP-адресу или присоединение к текущему вызову. Участники имеют равные права

3.                  Организация встречи в запланированное время (встречу контролирует ведущий, наделенный особыми полномочиями)

4.                  Разговор (Chat) с участниками встречи посредством ввода текста с клавиатуры

5.                  Совместная работа с графикой на общей Доске

6.                  Передача любого файла участнику встречи

7.                  Совместная работа с документом (приложением), запущенным на выполнение на локальном компьютере организатором встречи

8.                  Звуковая связь и видеосвязь во время бесед

Internet-пейджинг - система, позволяющая зарегистрироваться в своей системе серверов и получить уникальный  пейджинговый номер.

С помощью данной системы вы можете найти и вызвать человека, имеющего пейджинговый номер и подключенного в данный момент к Internet.

Самый популярный Internet-пейджер ICQ. Игра слов I Seek You (я ищу вас) www.icq.com  или www.mirabilis.com. Регистрация в системе серверов ICQ и получение UIN (Universal Internet Number, универсальный номер Internet).

При каждом подключении к Internet программа ICQ определяет текущий IP-адрес вашего компьютера и отправляет его на центральный сервер.

Основные возможности ICQ:

1.                  Автоматический поиск указанных людей в сети ICQ и создание своего списка обонентов для постоянного общения

2.                  Вызов собеседника по его UIN и отправка сообщения с предложением установить контакт

3.                  Беседа (Chat) в реальном времени

4.                  Обмен сообщениями, письмами и файлами

Internet-телефония - система, позволяющая вести разговор в реальном времени, одним из звеньев которой является сеть Интернет.

IP-телефония - услуга телефонной связи, в которой для передачи звукового сигнала используются сети, использующие протокол  IP.

Примеры программ, реализующих INTERNET-телефонию:

•                     MS NetMeeting

•                     Специальная программа для вввода, пересылки и воспроизведения звуковой информации  Speak Freely 

•                     Программа Internet Phone

INTERNET-телефония, основные возможности:

1.                  Передача звука для одного абонента

2.                  Кодирование (шифрование) сигнала для обеспечения конфиденциальности переговоров

3.                  Передачи звука для группы абонентов и проведение аудиоконференции

4.                  Работа в режиме автоответчика

5.                  Выход на телефонную сеть через специальные телефонные шлюзы