1. Информатика как научная дисциплина. Понятие информации

1. Информатика как научная дисциплина

Информатика - дисциплина, изучающая свойства информации, а также способы представления, накопления, обработки и передачи информации с помощью технических средств.

На Западе применяют другой термин: «computer science» - компьютерная наука.

Информатика - очень широкая сфера, возникшая на стыке нескольких фундаментальных и прикладных дисциплин. Теоретическую основу информатики образует группа фундаментальных наук, которую в равной степени можно отнести и к математике, и к кибернетике: теория информации, теория алгоритмов, математическая логика, комбинаторный анализ, формальная грамматика и т.д. Информатика имеет и собственные разделы: операционные системы, архитектура ЭВМ, теоретическое программирование, теория баз данных и другие. «Материальная» база информатики связана со многими разделами физики, с химией, и особенно - с электроникой и радиотехникой.

Ядро информатики - информационная технология как совокупность конкретных технических и программных средств, с помощью которых мы выполняем разнообразные операции по обработке информации во всех сферах нашей жизни и деятельности. Иногда информационную технологию называют компьютерной технологией или прикладной информатикой.

Центральное место в информационной технологии занимает компьютер (от английского слова compute - вычислять) - техническое устройство для обработки информации. Термин компьютер отражает лишь историю возникновения ЭВМ: в современном компьютере вычисления - далеко не единственная и часто не главная функция. С помощью компьютера создаются и обрабатываются все виды информации: текстовая, графическая, звуковая, видео.

2. Понятие информации

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

Понятие информация является базовым в курсе информатики, невозможно дать его определение через другие, более простые понятия. Можно лишь утверждать, что это понятие предполагает наличие материального носителя информации, источника информации, передатчика информации, приемника и канала связи между источником и приемником.

Понятие информация является общенаучным понятием, используется во всех без исключения сферах - философии, информатике, кибернетике, биологии, медицине, психологии, физике и др., при этом в каждой науке понятие информация связано с различными системами понятий.

В информатике информация рассматривается как совокупность полезных сведений об окружающем мире, которые циркулируют в природе и обществе.

Информация - это общенаучное понятие, совокупность знаний о фактических данных и зависимостях между ними. В вычислительной технике информация - это данные, подлежащие вводу в ЭВМ и выдаваемые пользователям.

2. Информатизация. Компьютеризация. Роль информационной деятельности в современном обществе

Основным объектом внимания дисциплины «Информатика» является процесс информатизации и компьютеризации современного общества, который охватывает все сферы нашей жизни и развивается невиданными в истории темпами.

Информатизация - это не столько технологический, сколько социальный процесс, связанный со значительными изменениями в образе жизни населения.

Информатизация (англ. informatization) - политика и процессы, направленные на построение и развитие телекоммуникационной инфраструктуры, объединяющей территориально распределенные информационные ресурсы.

В основе информатизации лежат кибернетические методы и средства управления, а также инструментарий информационных и коммуникационных технологий.

Информатизация стала одной из важнейших характеристик нашего времени. Нет ни одной области человеческой деятельности, которая в той или иной мере не была бы связана с процессами получения и обработки информации для ее практического использования.

Компьютеризация - техническое оснащение - это процесс внедрения электронно-вычислительной техники во все сферы жизнедеятельности человека (например, для управления технологическими процессами, транспортом, производством и передачей энергии и другими производственными процессами).

Роль информационной деятельность в современном обществе

Информационная деятельность - деятельность, обеспечивающая сбор, обработку, хранение, поиск и распространение информации, а также формирование информационного ресурса и организацию доступа к нему.

Информация всегда играла чрезвычайно важную роль в жизни человека. Кто владеет наибольшим объемом информации по какому-либо вопросу, тот всегда находится в более выигрышном положении по сравнению с остальными. Общеизвестно высказывание о том, что тот, кто владеет информацией, тот владеет и миром.

С давних времен сбор и систематизация сведений об окружающем мире помогали человеку выживать в нелегких условиях - из поколения в поколение передавался опыт и навыки изготовления орудий охоты и труда, создания одежды и лекарств. Информация постоянно обновлялась и дополнялась - каждое изученное явление позволяло перейти к чему-то новому, более сложному.

Со временем большие объемы данных об окружающем мире поспособствовали развитию научно-технического прогресса и, как следствие, всего общества в целом - человек смог научится управлять различными видами вещества и энергии.

С течением времени роль информации в жизни человека становилась все существеннее. Сейчас, в первой половине XXI века роль информации в жизни человека является определяющей - чем больше навыков и знаний он имеет, тем выше ценится как специалист и сотрудник, тем больше имеет уважения в обществе.

В последние десятилетия настойчиво говорят о переходе от «индустриального общества» к «обществу информационному».

Происходит смена способов производства, мировоззрения людей, их образа жизни. Одновременно происходят изменения и в характере труда, который является показателем степени свободы трудящихся индивидов, показателем их отношения к труду. Это выражается, прежде всего, в «онаучивании» труда - в возрастании масштабов применения научных знаний в процессе производства, что ведет к возрастанию творческого начала в процессе труда. Труд становится более творческим, увеличивается доля умственного труда, возрастает значимость его индивидуальных особенностей и соответственно уменьшается доля труда физического, изматывающего мускульные силы человека. Новая технология требует не стандартных исполнителей, не роботов, а индивидуалов, творческих личностей.

Информация стала одним из важнейших стратегических, управленческих ресурсов, наряду с ресурсами - человеческим, финансовым, материальным. Использование микропроцессорной технологии, электронно-вычислительных машин и персональных компьютеров обусловило коренное преобразование отношений и технологических основ деятельности в различных сферах общественной жизни: производстве и потреблении, финансовой деятельности и торговле, социальной структуре общества и политической жизни, сфере услуг и духовной культуре.

3. Информационные революции. Индустриальное общество

Информационные революции

Человеческое общество по мере своего развития прошло этапы овладения веществом, затем энергией и, наконец, информацией. С самого начала человеческой истории возникла потребность передачи и хранения информации.

Для передачи информации сначала использовался язык жестов, а затем человеческая речь. Для хранения информации стали использоваться наскальные рисунки, а в IV тысячелетии до нашей эры появилась письменность и первые носители информации (шумерские глиняные таблички и египетские папирусы).

История создания устройств для обработки числовой информации начинается также с древности - с абака (счетной доски, являющейся прообразом счетов).

В истории человечества несколько раз происходили настолько радикальные изменения в информационной области, что их можно назвать информационными революциями.

По мере развития общества, научно-технического прогресса человечество создавало все новые средства и способы сбора, хранения, передачи информации. Но важнейшее в информационных процессах - обработка и целенаправленное преобразование информации - осуществлялось до недавнего времени исключительно человеком.

Первая информационная революция связана с изобретением письменности, обусловившей гигантский качественный скачок в развитии цивилизации. Появилась возможность накопления знаний и их передачи последующим поколениям. С позиций информатики это можно оценить как появление средств и методов накопления информации.

Вторая информационная революция (середина XV века) связана с изобретением книгопечатания, изменившего человеческое общество, культуру и организацию деятельности. Массовое распространение печатной продукции сделало доступными культурные ценности, открыло возможность самостоятельного обучения. С точки зрения информатики, значение этой революции в том, что она выдвинула качественно новый способ хранения информации.

Третья информационная революция (конец XIX века) связана с изобретением электричества, благодаря которому появился телеграф, телефон, радио, которые позволили оперативно передавать информацию на любые расстояния. Этот этап важен для информатики тем, что появились средства информационной коммуникации.

Четвертая информационная революция (70-е годы ХХ столетия) связана с изобретением микропроцессорной техники и появлением персональных компьютеров. Вскоре после этого возникли компьютерные телекоммуникации, радикально изменившие системы хранения и поиска информации.

С середины XX века, с момента появления электронных устройств обработки и хранения информации (ЭВМ, а затем персонального компьютера), начался постепенный переход от индустриального общества к информационному обществу.

Индустриальное общество

Начиная примерно с XVII века, в процессе становления машинного производства на первом плане была проблема овладения энергией (машины и станки надо было приводить в движение).

Сначала совершенствовались способы овладения энергией ветра и воды, а затем человечество овладело тепловой энергией (в середине XVIII века была изобретена паровая машина, а в конце XIX века - двигатель внутреннего сгорания).

Переход к индустриальному обществу связан со второй информационной революцией - изобретением электричества и радио.

В конце XIX века началось овладение электрической энергией, были изобретены электрогенератор и электродвигатель. И наконец, в середине ХХ века человечество овладело атомной энергией.

Овладение энергией позволило перейти к массовому машинному производству потребительских товаров, было создано индустриальное общество.

Индустриальное общество - это общество, определяемое уровнем развития промышленности и ее технической базы.

В индустриальном обществе большую роль играет процесс нововведений в производстве - внедрение в производство последних достижений научно-технической мысли: изобретений, идей, предложений. Этот процесс получил название инновационного.

Критерием оценки уровня развития индустриального общества служит не только уровень развития промышленного производства. Учитывается также объем производимых товаров массового потребления: автомобилей, холодильников, стиральных машин, телевизоров и т.п.

4. Информационное общество. Информационная культура

С середины XX века, с момента появления электронных устройств обработки и хранения информации (ЭВМ, а затем персонального компьютера), начался постепенный переход от индустриального общества к информационному.

Последняя информационная революция выдвигает на первый план новую отрасль - информационную индустрию, связанную с производством технических средств, методов, технологий для производства новых знаний. Важнейшими составляющими информационной индустрии становятся все виды информационных технологий, особенно телекоммуникации. Современная информационная технология опирается на достижения в области компьютерной техники и средств связи.

Четвертая информационная революция привела к столь существенным переменам в развитии общества, что для его характеристики появился новый термин - «информационное общество».

Информационное общество - теоретическая концепция постиндустриального общества; историческая фаза возможного развития цивилизации, в которой главными продуктами производства становятся информация и знания.

Информационное общество - современный этап развития цивилизации с доминирующей ролью знаний и информации, воздействием информационно-коммуникационных технологий на все сферы человеческой деятельности и общество в целом.

Отличительные черты информационного общества:

• увеличение роли информации, знаний и информационных технологий в жизни общества;

• возрастание числа людей, занятых информационными технологиями, коммуникациями и производством информационных продуктов и услуг;

• нарастающая информатизация общества с использованием телефонии, радио, телевидения, сети Интернет, а также традиционных и электронных СМИ;

• создание глобального информационного пространства, обеспечивающего: эффективное информационное взаимодействие людей, их доступ к мировым информационным ресурсам и удовлетворение их потребностей в информационных продуктах и услугах.

В качестве критериев развитости информационного общества можно перечислить следующие:

• наличие компьютеров,

• уровень развития компьютерных сетей

• доля населения, занятого в информационной сфере, а также использующего информационные технологии в своей повседневной деятельности.

В информационном обществе деятельность как отдельных людей, так и коллективов будет все в большей степени зависеть от их информированности и способности эффективно использовать имеющуюся информацию. Прежде чем предпринять какие-либо действия, необходимо провести большую работу по сбору и переработке информации, ее осмыслению и анализу и отысканию наиболее рационального решения.

В информационном обществе в изобилии циркулирует высокая по качеству информация, а также есть все необходимые средства для ее хранения, распределения и использования. Информация легко и быстро распространяется по требованиям заинтересованных людей и организаций.

Информатизация изменила характер труда в традиционных отраслях промышленности - появились робототехнические системы, повсеместно внедряются элементы микропроцессорной техники. Например, в станкостроительной отрасли в США в 1990 г. было занято 330 тысяч человек, а к 2005 году осталось 14 тысяч человек за счет внедрения роботов и манипуляторов.

В информационном обществе изменится не только производство, но и весь уклад жизни, система ценностей. По сравнению с индустриальным обществом, где все направлено на производство и потребление товаров, в информационном обществе средством и продуктом производства станут интеллект и знания, что, в свою очередь, приведет к увеличению доли умственного труда. От человека потребуется способность к творчеству, возрастет спрос на знания.

Согласно мнению ряда специалистов, США завершат в целом переход к информационному обществу к 2020 году. Япония и большинство стран Западной Европы - к 2030-2040 годам. В России имеется ряд объективных предпосылок к переходу ее в состояние информационного общества: быстрое развитие материальной базы информационной сферы, информатизация многих отраслей производства и управления, активное вхождение в мировое сообщество и др. Важно, что движение России к информационному обществу реализуется государством как стратегическая, приоритетная цель.

В начале XXI века созданная теоретиками картина информационного общества постепенно приобретает зримые очертания. Прогнозируется превращение всего мирового пространства в единое компьютеризированное и информационное общество людей, проживающих в домах, оснащенных всевозможными электронными приборами и «интеллектуальными» устройствами. Деятельность людей будет сосредоточена главным образом на обработке информации, а материальное производство и производство энергии будет возложено на машины.

В период перехода к информационному обществу человеку необходимо подготовиться к быстрому восприятию и обработке больших объемов информации, научиться работать с современными средствами, методами и технологиями.

Информационное общество опирается на интеллект как инструмент познания, на информацию, как результат познания, на интерес и активность к восприятию информации, на желание применить интеллект и информацию для определенных целей.

В новых условиях работы недостаточно уметь самостоятельно осваивать и накапливать информацию, надо научиться такой технологи работы с информацией, когда решения принимаются на основе коллективного знания. Это говорит о том, что человек должен иметь определенный уровень культуры обращения с информацией - информационной культурой.

Информационная культура - это умение целенаправленно работать с информацией и использовать для ее получения, обработки и передачи компьютерную информационную технологию, современные технические средства и методы.

Информационная культура связана с социальной природой человека, является продуктом разнообразных творческих способностей человека и проявляется в следующих аспектах:

• в конкретных навыках по использованию технических устройств, от телефона до персонального компьютера и компьютерных сетей;

• в способности использовать в своей деятельности компьютерную информационную технологию, базовой составляющей которой являются многочисленные программные продукты;

• в умении извлекать информацию из различных источников, как из периодической печати, так и из электронных коммуникационных систем, представлять ее в понятном виде и уметь эффективно использовать;

• во владении основами аналитической переработки информации;

• в умении работать с различной информацией;

• в знании особенностей информационных потоков в своей профессиональной деятельности.

Одним из существенных показателей информационной культуры в нашей стране является знание английского языка. Сложившаяся ситуация в компьютерной индустрии такова, что практически все современные версии программных продуктов, определяющих информационную технологию, представлены на английском языке. На этом языке реализуется интерфейс пользователей с основными видами глобальных информационных ресурсов, осуществляется профессиональное взаимодействие с операционными системами компьютеров. В большинстве областей науки, бизнеса и технологий также доминирует английский язык.

Информационная культура включает в себя гораздо больше, чем просто набор навыков технической обработки информации с помощью компьютера и телекоммуникационных средств.

Информационная культура должна стать частью общечеловеческой культуры.

5. Информационные ресурсы общества

Традиционными видами общественных ресурсов являются материальные, сырьевые, (природные), энергетические, трудовые, финансовые ресурсы. Одним из важнейших видов ресурсов современного общества являются информационные ресурсы.

Со временем значимость информационных ресурсов возрастает. Информационные ресурсы становятся товаром, стоимость которого на рынке сопоставима со стоимостью традиционных ресурсов.

В Федеральном законе «Об информации, информатизации и защите информации» понятие информационные ресурсы определяется следующим образом:

Информационные ресурсы - это отдельные документы или массивы документов, а также документы и массивы документов в информационных системах: библиотеках, архивах, фондах, банках данных и т. д.

К информационным ресурсам также относятся все научно-технические знания, произведения литературы и искусства, множество иной информации общественно-государственной значимости, зафиксированной в любой форме, на любом носителе информации.

Информационные ресурсы общества в настоящее время рассматриваются как стратегические ресурсы, аналогичные по значимости материальным, сырьевым, энергетическим, трудовым и финансовым ресурсам. Однако между информационными ресурсами и всякими иными существует одно важное отличие:

Всякий ресурс, кроме информационного, после использования исчезает.

Сжигается топливо, расходуются финансы и т.п., а информационный ресурс остается «неуничтожимым», им можно пользоваться многократно, он копируется без ограничений.

В документах и массивах документов, о которых говорится в Федеральном законе «Об информации, информатизации и защите информации», в различных формах представлены знания, которыми обладали создавшие их люди. Таким образом, информационные ресурсы - это знания, подготовленные людьми для социального использования в обществе и зафиксированные на материальном носителе. Информационные ресурсы общества, если их понимать как знания, отчуждены от тех людей, которые их создавали, накапливали, обобщали и анализировали. Эти знания материализовались в виде документов, баз данных, баз знаний, алгоритмов, компьютерных программ, а также произведений искусства, литературы и науки.

Информационные ресурсы признаются одним из важнейших видов ресурсов в любой стране. В наиболее развитых странах они являются объектом особого внимания.

Так, например, в США действует специальная программа «Национальная информационная инфраструктура». Она должна обеспечить государственную поддержку производителей информационных ресурсов, а также доступа к ним для любого пользователя. Главными приоритетами этой программы являются:

• государственные информационные ресурсы, создаваемые на основе правительственной информации;

• библиотечные информационные ресурсы;

• информационные ресурсы в сфере образования, здравоохранения и экологии.

Аналогичная программа «Европейская информационная структура» принята Европейским союзом.

Информационные ресурсы страны, региона или организации должны рассматриваться как стратегические ресурсы, аналогичные по значимости запасам материальных ресурсов: сырья, энергии, полезных ископаемых.

Развитие мировых информационных ресурсов позволило:

• превратить деятельность по оказанию информационных услуг в глобальную человеческую деятельность;

• сформировать мировой и внутригосударственный рынок информационных услуг;

• образовать всевозможные базы данных ресурсов регионов и государств, к которым возможен сравнительно недорогой доступ;

• повысить обоснованность и оперативность принимаемых решений в фирмах, банках, биржах, промышленности, торговле за счет своевременного использования необходимой информации.

Таким образом, главной целью государственной политики любой страны должно являться создание благоприятных условий для создания информационных ресурсов.

Классификация информационных ресурсов. Любая классификация информационных ресурсов общества оказывается неполной. Внутри каждого класса можно проводить дополнительное, более детальное разделение.

• Библиотечные ресурсы. Огромные информационные ресурсы скрыты в библиотеках. Доминируют традиционные (бумажные) формы их представления, но все больше библиотечных ресурсов в последние годы переводится на цифровую (безбумажную) основу.

• Архивные ресурсы. Архивы скрывают материалы (иногда многовековые), связанные с историей и культурой страны. Объемы архивных материалов огромны.

• Научно-техническая информация. Во всех развитых странах существуют специализированные системы научно-технической информации. Они включают многочисленные специальные издания, патентные службы и т.д. Информация такого рода часто является дорогостоящим товаром.

• Правовая информация и информация государственных (властных) культур. Своды законов, кодексы, нормативные акты, другие виды правовой информации, без которой не может существовать ни одно государство.

• Отраслевая информация. Свои отраслевые информационные ресурсы существуют у любой социальной промышленной аграрной и иной сферы общества. Огромны информационные ресурсы оборонной сферы, системы образования и т.д.

• Финансовая и экономическая информация

• Информация о природных ресурсах и т.д.

6. Информационные услуги и продукты. Этапы развития технических средств и информационных ресурсов

В настоящее время во многих странах сформировался национальный рынок информационных ресурсов. Этот рынок подобен рынку традиционных ресурсов. Товарами рынка информационных ресурсов могут быть:

• информация бытового характера о доступе к материальным товарам и услугам, их стоимости;

• информация научно-технического характера (научные статьи, рефераты, энциклопедии и т.д.);

• компьютерные программы;

• базы данных, информационные системы и др.

Как и на всяком рынке, на рынке информационных ресурсов есть поставщики (продавцы) и потребители (покупатели). Поставщики - это производители информации или ее собственники (центры, в которых создаются и хранятся базы данных, службы связи и телекоммуникации, специализированные коммерческие фирмы, занимающиеся куплей-продажей информации, и др.).

Потребители информации - это мы все частные лица, а также предприятия, которые сегодня без информации не смогли бы функционировать, и т.д.

Информационные ресурсы являются основой для создания информационных продуктов. Информационный продукт, являясь результатом интеллектуальной деятельности человека, должен быть зафиксирован на материальном носителе в виде документов, статей, обзоров, программ, книг и т. д.

Информационный продукт - это совокупность данных, сформированная производителем для ее распространения в материальной или в нематериальной форме.

Информационный продукт может распространяться такими же способами, как и любой другой материальный или нематериальный продукт, с помощью услуг.

Услуга - это результат непроизводственной деятельности предприятия или лица, направленный на удовлетворение потребностей человека или организации.

Информационная услуга - это получение и предоставление в распоряжение пользователя информационных продуктов.

До недавнего времени основным местом сосредоточения значительной части информационных ресурсов нашей страны являлись библиотеки.

Информационные услуги возникают только при наличии баз данных в компьютерном или некомпьютерном варианте. Базы данных являются источником и своего рода полуфабрикатом при подготовке информационных услуг соответствующими службами. В них содержатся всевозможные сведения о событиях, явлениях, объектах, процессах, публикациях и т. п.

Уровень развитии сферы информационных услуг во многом определяет степень приближенности к информационному обществу.

Причиной четвертой информационной революции послужило изобретение в середине 40-х годов XX века электронно-вычислительных машин (ЭВМ).

Совершенствование принципов их работы и элементной базы обусловили смену поколений ЭВМ.

См. таблицу!!!

Рынок информационных ресурсов и услуг в своем развитии прошел несколько стадий. Его активное формирование совпало во времени с появлением первых ЭВМ, т.е. с началом 50-х годов ХХ века.

С середины 60-х до середины 70-х годов XX века в результате широкого внедрения компьютерной техники важнейшим видом информационных услуг стали базы данных, содержащие различные виды информации по всевозможным отраслям знаний.

Начиная с середины 70-х годов, с созданием национальных и глобальных сетей передачи данных, ведущим видом информационных услуг стал диалоговый поиск информации в удаленных от пользователя базах данных.

По-настоящему рынок информационных ресурсов и услуг расцвел после широкого внедрения персональных компьютеров и телекоммуникационных систем.

Решающее значение для формирования рынка имело создание баз данных по множеству направлений знаний и человеческой деятельности. Процесс этот принял массовый характер в 80-х годах ХХ века.

Базы данных фактически существовали и до компьютерного периода в библиотеках, архивах, фондах, справочных бюро и других подобных организациях, хотя они и не назывались базами данных.

С появлением компьютеров существенно увеличились объемы хранимых баз данных и, соответственно, расширился круг информационных услуг. Огромную роль играет всемирная сеть Интернет и информационно-поисковые системы. Официально история Сообщества Интернет началась 1 января 1992 года.

В настоящее время, когда идет интенсивная информатизация всех сторон жизнедеятельности общества, большое значение имеет дистанционный доступ к удаленным централизованным базам данных.

Популярность услуг дистанционного доступа к базам данных нарастает быстрыми темпами и опережает все виды других услуг благодаря все большему числу пользователей, овладевших информационной технологией работы в коммуникационной среде компьютерных сетей; высокой оперативности предоставления услуг.

В наше время формируется мировой рынок информационных ресурсов и услуг на базе глобальных компьютерных сетей.

Таблица. Поколения ЭВМ

Поколения

Годы

Элементная база

Быстродействие
(операций в сек.)

Характеристика

Нулевое

до 1940

механическая

простые арифметические операции

арифмометры, механические счетные машины

I

1940-1950

электронные
лампы

» 10 000

«Большие ЭВМ»
ЭВМ отличаются огромными размерами, большим потреблением энергии, малым быстродействием, низкой надежностью. Программирование ведется в кодах.

II

1950-1964

транзисторы

1 - 2 млн.

Мини-ЭВМ. Улучшены все характеристики. Для программирования используются алгоритмические языки.

III

1964-1971

интегральные схемы

300 000 млн.

Микро-ЭВМ. Резкое снижение габаритов ЭВМ, повышение их надежности, увеличение производительности. Возможность доступа с удаленных терминалов.

IV

1971 - …

микро-процессоры

несколько млрд.

Массовый выпуск персональных ЭВМ

Перспективы развития

Мощные многопроцессорные вычислительные системы с высокой производительностью; создание дешевых микрокомпьютеров; разработка интеллектуальных компьютеров. Внедрение компьютерных сетей во все сферы и их объединение; распределенная обработка данных; повсеместное использование компьютерных информационных технологий.

7. Виды профессиональной информационной деятельности человека
с использованием технических средств и информационных ресурсов.

Информационная деятельность человека - это деятельность, связанная с процессами получения, преобразования, накопления и передачи информации.

Все люди в своей жизни занимаются информационной деятельностью (получают письма, читают книги, хранят фото- и видеоархивы, разговаривают по телефону, решают задачи, разгадывают кроссворды и т. п.); для многих она является профессиональной.

Тысячелетиями предметами труда людей были материальные объекты. Все орудия труда от каменного топора до первой паровой машины, электромотора или токарного станка были связаны с обработкой вещества, использованием и преобразованием энергии. Вместе с тем человечеству всегда приходилось решать задачи управления, накопления, обработки и передачи информации, опыта, знания. Возникали группы людей, чья профессия связана исключительно с информационной деятельностью. В древности это были, например, жрецы, летописцы, затем - ученые и т.д.

По мере развития общества постоянно расширялся круг людей, чья профессиональная деятельность была связана с обработкой и накоплением информации. Постоянно рос и объем человеческих знаний, опыта, а вместе с ним количество книг, рукописей и других письменных документов. Появилась необходимость создания специальных хранилищ этих документов - библиотек, архивов. Информацию, содержащуюся в книгах и других документах, необходимо было не просто хранить, а упорядочивать, систематизировать. Так возникли библиотечные классификаторы, предметные и алфавитные каталоги и другие средства систематизации книг и документов, появились профессии библиотекаря, архивариуса.

В результате научно-технического прогресса человечество создавало все новые средства и способы сбора (запись звуковой информации с помощью микрофона, фотоаппарат, кинокамера), хранения (бумага, фотопленка, грампластинки, магнитная пленка), передачи информации (телефон, телеграф, радио, телевидение, спутники). Но важнейшее в информационных процессах - обработка и целенаправленное преобразование информации - осуществлялось до недавнего времени исключительно человеком.

Вместе с тем постоянное совершенствование техники, производства привело к резкому возрастанию объема информации, которой приходится оперировать человеку в процессе его профессиональной деятельности.

Во второй половине XX века выпуск научно-технической печатной продукции стал подобен нарастающей лавине. Ни отдельный человек, ни специальные организации, созданные для обработки поступающей информации, не могли не только освоить весь информационный поток, но и оперативно находить в нем то, что требовалось для тех или иных работ. Сложилась парадоксальная ситуация, когда для получения нужной информации легче и дешевле было провести исследования заново, чем разыскать ее в научной литературе. Информационная система, основанная на бумажных носителях, переросла свои возможности. Назрел информационный кризис, т. е. ситуация, когда информационный поток так увеличился, что стал недоступен обработке в приемлемое время.

Можно сказать, что нам, живущим на рубеже веков и тысячелетий, повезло стать свидетелями грандиозных изменений на нашей родной планете. И результатом этих изменений стало ускорение появления знаний. Информационный поток буквально обрушивается на нас. Если первое удвоение общего количества знаний на Земле произошло за период от рубежа нашей эры до 1750 года, то второе удвоение случилось уже за 150 лет, к началу двадцатого столетия, а третье - за 50 лет - к 1950 году.

В дальнейшем объемы знаний удваивались еще более стремительными темпами: до 1970 года - на протяжении 10 лет, после 1970 года - каждые 5 лет, а с 1991 года - ежегодно! По сути, мы живем в обществе, где могущество любой страны определяется ее информационным потенциалом и возможностью быстро обеспечить необходимыми и надежными сведениями всех, кто в них заинтересован.

Выходом из создавшейся ситуации явилось изобретение электронно-вычислительных машин (ЭВМ) и персональных компьютеров, создание телекоммуникационной инфраструктуры (баз данных и сетей разных типов).

Но к современным техническим средствам работы с информацией относятся не только компьютеры, но и другие устройства, обеспечивающие ее передачу, обработку и хранение:

• сетевое оборудование: модемы, кабели, сетевые адаптеры;

• аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи;

• цифровые фото- и видеокамеры, цифровые диктофоны;

• записывающие устройства (CD-R, CD-RW, DVD-RW и др.);

• полиграфическое оборудование;

• цифровые музыкальные студии;

• медицинское оборудование для УЗИ и томографии;

• сканеры в архивах, библиотеках, магазинах, на экзаменах и избирательных участках;

• ТВ-тюнеры для подачи телевизионного сигнала в компьютер;

• плоттеры и различные принтеры;

• мультимедийные проекторы;

• флэш-память, используемая также в плеерах и фотоаппаратах;

• мобильные телефоны.

Кроме персональных компьютеров существуют мощные вычислительные системы для решения сложных научно-технических и оборонных задач, обработки огромных баз данных, работы телекоммуникационных сетей (Интернет):

• многопроцессорные системы параллельной обработки данных (управление сложными технологическими процессами);

• серверы в глобальной компьютерной сети, управляющие работой и хранящие огромный объем информации;

• специальные компьютеры для проектно-конструкторских работ (проектирование самолетов и космических кораблей, мостов и зданий и пр.).

Все перечисленные технические средства и системы предназначены для работы с информационными ресурсами (ИР) в различных отраслях экономики. В настоящее время компьютеры прочно вошли в жизнь современного человека, широко применяются в производстве, проектно-конструкторских работах, бизнесе и многих других отраслях.

Компьютеры в производстве используются на всех этапах: от конструирования отдельных деталей изделия, его дизайна до сборки и продажи. Система автоматизированного производства (САПР) позволяет создавать чертежи, сразу получая общий вид объекта, управлять станками по изготовлению деталей. Гибкая производственная система (ГПС) позволяет быстро реагировать на изменение рыночной ситуации, оперативно расширять или сворачивать производство изделия или заменять его другим. Легкость перевода конвейера на выпуск новой продукции дает возможность производить множество различных моделей изделия. Компьютеры позволяют быстро обрабатывать информацию от различных датчиков, в том числе от автоматизированной охраны, от датчиков температуры для регулирования расходов энергии на отопление, от банкоматов, регистрирующих расход денег клиентами, от сложной системы томографа, позволяющей «увидеть» внутреннее строение органов человека и правильно поставить диагноз.

Компьютер находится на рабочем столе специалиста любой профессии. Он позволяет связаться с любой точкой земного шара, подсоединиться к фондам крупных библиотек не выходя из дома, использовать мощные информационные системы - энциклопедии, изучать новые науки и приобретать различные навыки с помощью обучающих программ и тренажеров. Модельеру он помогает разрабатывать выкройки, издателю компоновать текст и иллюстрации, художнику - создавать новые картины, а композитору - музыку. Дорогостоящий эксперимент может быть полностью просчитан и имитирован на компьютере.

Разработка способов и методов представления информации, технологии решения задач с использованием компьютеров, стала важным аспектом деятельности людей многих профессий. Можно выделить несколько основных направлений, где информационная деятельность связана с компьютерами.

Таблица. Применение технических средств и информационных ресурсов в профессиональной деятельности

Область деятельности

Профессия

Технические средства

Информационные ресурсы

Средства массовой информации

Журналисты

Телевидение, радио, телекоммуникации, компьютеры, компьютерные сети

Интернет, электронная почта, библиотеки, архивы

Почта, телеграф, телефония

Служащие, инженеры

Телеграф, телефон, компьютерные сети

Базы данных

Наука

Ученые

Телекоммуникации, компьютеры, компьютерные сети

Библиотеки, архивы, базы данных, экспертные системы, Интернет

Техника

Инженеры

Телекоммуникации, компьютеры, компьютерные сети

Системы автоматизированного проектирования (САПР), библиотеки, патенты, базы данных, экспертные системы, Интернет

Управление

Менеджеры

Информационные системы, телекоммуникации, компьютеры, компьютерные сети

Базы данных, экспертные системы

Образование

Преподаватели

Информационные системы, телекоммуникации, компьютеры, компьютерные сети

Библиотеки, Интернет

Искусство

Писатели, художники, музыканты, дизайнеры

Компьютеры и устройства ввод/вывода информации, аудио- и видеосистемы, системы мультимедиа, телекоммуникации, компьютеры, компьютерные сети

Библиотеки, музеи, Интернет

Специальность - техническое обслуживание и ремонт автомобиля.

Современные автомобили оснащены бортовыми компьютерами и системой датчиков, через которые осуществляется контроль и управление работой двигателя и системами автомобиля.

В процессе эксплуатации автомобиля нарушаются некоторые параметры, которые влияют на мощность, экономичность и безопасность.

Наиболее достоверную информацию о техническом состоянии автомобиля можно получить, используя компьютерную диагностику, смысл которой заключается в обработке данных бортового компьютера диагностическим компьютером. Кроме того, микропроцессоры используются в навигационных и охранных системах, которыми оснащены современные автомобили.

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

Информация является объектом правового регулирования.

Исторически традиционным объектом права собственности является материальный объект. Информация сама по себе не является материальным объектом, но она фиксируется на материальных носителях. Первоначально информация находится в памяти человека, а затем она отчуждается и переносится на материальные носители: книги, диски, кассеты и прочие накопители, предназначенные для хранения информации. Как следствие, информация может тиражироваться путем распространения материального носителя. Перемещение такого материального носителя от субъекта-владельца, создающего конкретную информацию, к субъекту-пользователю влечет за собой утрату права собственности у владельца информации.

Интенсивность этого процесса существенно возросла в связи с тотальным распространением сети Интернет. Ни для кого не секрет, что очень часто книги, музыка и другие продукты интеллектуальной деятельности человека безо всякого на то согласия авторов или издательств размещаются на различных сайтах без ссылок на первоначальный источник. Созданный ими интеллектуальный продукт становится достоянием множества людей, которые пользуются им безвозмездно, и при этом не учитываются интересы тех, кто его создавал.

Принимая во внимание, что информация практически ничем не отличается от другого объекта собственности, например машины, дома, мебели и прочих материальных продуктов, следует говорить о наличии подобных же прав собственности и на информационные продукты.

Право собственности состоит из трех важных компонентов: права распоряжения, права владения и права пользования.

• Право распоряжения состоит в том, что только субъект-владелец информации имеет право определять, кому эта информация может быть предоставлена.

• Право владения должно обеспечивать субъекту-владельцу информации хранение информации в неизменном виде. Никто, кроме него, не может ее изменять.

• Право пользования предоставляет субъекту-владельцу информации право ее использования только в своих интересах.

Таким образом, любой субъект-пользователь обязан приобрести эти права, прежде чем воспользоваться интересующим его информационным продуктом. Это право должно регулироваться и охраняться государственной инфраструктурой и соответствующими законами. Как и для любого объекта собственности, такая инфраструктура состоит из цепочки:

законодательная власть (законы) судебная власть (суд) исполнительная власть (наказание).

Любой закон о праве собственности должен регулировать отношения между субъектом-владельцем и субъектом-пользователем. Такие законы должны защищать как права собственника, так и права законных владельцев, которые приобрели информационный продукт законным путем. Защита информационной собственности проявляется в том, что имеется правовой механизм защиты информации от разглашения, утечки, несанкционированного доступа и обработки, в частности копирования, модификации и уничтожения.

В настоящее время по этой проблеме мировое сообщество уже выработало ряд мер, которые направлены на защиту прав собственности на интеллектуальный продукт. Нормативно-правовую основу необходимых мер составляют юридические документы: законы, указы, постановления, которые обеспечивают цивилизованные отношения на информационном рынке. Так, в Российской Федерации принят ряд указов, постановлений, законов.

Закон РФ №3523-I «О правовой охране программ для ЭВМ и баз данных» дает юридически точное определение понятий, связанных с авторством и распространением компьютерных программ и баз данных. Он определяет, что авторское право распространяется на указанные объекты, являющиеся результатом творческой деятельности автора. Автор имеет исключительное право на выпуск в свет программ и баз данных, их распространение, модификацию и иное использование.

Для современного состояния нашего общества именно вопросы, связанные с нарушением авторских и имущественных прав, являются наиболее актуальными. Значительная часть программного обеспечения, использующегося частными лицами и даже организациями, получена путем незаконного копирования. Эта практика мешает становлению цивилизованного рынка компьютерных программных средств и информационных ресурсов.

Данный вопрос стал для нашей страны особенно актуальным в процессе вступления России в международные организации и союзы - например, во Всемирную торговую организацию. Несоблюдение прав в сфере собственности на компьютерное программное обеспечение стало объектом уголовного преследования на практике.

Закон Российской Федерации №149-Ф3 «Об информации, информационных технологиях и защите информации» регулирует отношения, возникающие при:

• осуществлении права на поиск, получение, передачу и производство информации;

• применении информационных технологий;

• обеспечении защиты информации.

В 1996 году в Уголовный кодекс был впервые внесен раздел «Преступления в сфере компьютерной информации». Он определил меру наказания за некоторые виды преступлений, ставших распространенными:

• неправомерный доступ к компьютерной информации;

• создание, использование и распространение вредоносных программ для ЭВМ;

• умышленное нарушение правил эксплуатации ЭВМ и сетей.

В 2006 году вступил в силу закон №152-0Ф3 «О персональных данных», целью которого является обеспечение защиты прав и свобод человека и гражданина при обработке его персональных данных (с использованием средств автоматизации или без использования таких) в том числе защиты прав на неприкосновенность частной жизни.

Правовое регулирование в информационной сфере, в силу ее быстрого развития, всегда будет отставать от жизни. Как известно, наиболее счастливо живет не то общество, в котором все действия людей регламентированы, а наказания за все дурные поступки прописаны, а то, которое руководствуется, в первую очередь, соображениями этического порядка. Это значит в данном случае, что информация не крадется не потому, что за это предусмотрено наказание, а потому, что человек считает воровство низким поступком, порочащим его самого. Именно к таким отношениям между государством и личностью, а также между отдельными членами общества, мы должны стремиться.

В настоящее время решение проблемы правового регулирования в сфере формирования и использования информационных ресурсов находится в России на начальной стадии. Чрезвычайно важно и актуально принятие таких правовых актов, которые смогли бы обеспечить:

• охрану прав производителей и потребителей информационных продуктов и услуг;

• защиту населения от вредного влияния отдельных видов информационных продуктов;

• правовую основу функционирования и применения информационных систем Интернета, телекоммуникационных технологий.

С точки зрения распространения и использования программное обеспечение делят на закрытое (несвободное), открытое и свободное:

Закрытое (несвободное) - пользователь получает ограниченные права на использование такого программного продукта, даже приобретая его. Пользователь не имеет права передавать его другим лицам и обязан использовать это ПО в рамках лицензионного соглашения. Лицензионное соглашение, как правило, регламентирует цели применения, например, только для обучения, и место применения, например, только для домашнего компьютера. Распространять, просматривать исходный код и улучшать такие программы невозможно, что закреплено лицензионным соглашением. Нарушение лицензионного соглашения является нарушением авторских прав и может повлечь за собой применение мер юридической ответственности. За нарушение авторских прав на программные продукты российским законодательством предусмотрена гражданско-правовая, административная и уголовная ответственность.

Открытое программное обеспечение - имеет открытый исходный код, который позволяет любому человеку судить о методах, алгоритмах, интерфейсах и надежности программного продукта. Открытость кода не подразумевает бесплатное распространение программы. Лицензия оговаривает условия, на которых пользователь может изменять код программы с целью ее улучшения или использовать фрагменты кода программы в собственных разработках. Ответственность за нарушение условий лицензионного соглашения для открытого ПО аналогична закрытому (несвободному).

Свободное программное обеспечение - предоставляет пользователю права, или, если точнее, свободы на неограниченную установку и запуск, свободное использование и изучение кода программы, его распространение и изменение. Свободные программы так же защищены юридически, на них распространяются законы, регламентирующие реализацию авторских прав.

Впервые принципы свободного ПО были сформулированы в 70-х годах прошлого века

Свободное программное обеспечение активно используется в Интернете. Например, самый распространённый веб-сервер Apache является свободным, Википедия работает на MediaWiki, также являющимся свободным проектом.

Свободное программное обеспечение, в любом случае, может свободно устанавливаться и использоваться на любых компьютерах. Использование такого ПО свободно везде: в школах, офисах, вузах, на личных компьютерах и во всех организациях и учреждениях, в том числе, и на коммерческих и государственных.

9. Подходы к понятию информации

С позиции человека информация - это содержание разных сообщений, это самые разнообразные сведения, которые человек получает из окружающего мира через свои органы чувств.

Компьютер - это универсальный программно управляемый автомат для работы с информацией. Компьютер работает с двоичными кодами (1 и 0).

Термин «информация» начал широко употребляться с середины ХХ века. В наибольшей степени понятие информации обязано своим распространением двум научным направлениям: теории связи и кибернетике.

Автор теории связи Клод Шелдон, анализируя технические системы связи (телеграф, телефон, радио) рассматривал их как системы передачи информации. В таких системах информация передается в виде последовательностей сигналов: электрических или электромагнитных.

Основатель кибернетики Норберт Винер анализировал разнообразные процессы управления в живых организмах и в технических системах. Процессы управления рассматриваются в кибернетике как информационные процессы.

Информация в системах управления циркулирует в виде сигналов, передаваемых по информационным каналам.

В ХХ веке понятие информация повсеместно проникает в науку. Нейрофизиология (раздел биологии) изучает механизмы нервной деятельности животного и человека. Эта наука строит модель информационных процессов, происходящих в организме. Поступающая извне информация превращается в сигналы электрохимической природы, которые от органов чувств передаются по нервным волокнам к нейронам (нервным клеткам) мозга. Мозг передает управляющую информацию в виде сигналов той же природы к мышечным тканям, управляя органами движения. Описанный механизм хорошо согласуется с кибернетической моделью Н. Винера.

В другой биологической науке - генетике используется понятие наследственной информации, заложенной в структуре молекул ДНК, присутствующих в ядрах клеток живых организмов (растений, животных, человека). Генетика доказала, что эта структура является своеобразным кодом, определяющим функционирование всего организма: его рост, развитие, патологии и т.д. Через молекулы ДНК происходит передача наследственной информации от поколения к поколению.

Понятие информации относится к числу фундаментальных, т.е. является основополагающим для науки и не объясняется через другие понятия. В этом смысле информация встает в один ряд с такими фундаментальными научными понятиями, как вещество, энергия, пространство, время. Осмыслением информации как фундаментального понятия занимается наука философия.

Согласно одной из философских концепций, информация является свойством всего сущего, всех материальных объектов мира. Такая концепция информации называется атрибутивной (информация - атрибут всех материальных объектов). Информация в мире возникла вместе со Вселенной. С такой широкой точки зрения информация проявляется в воздействии одних объектов на другие.

Другую философскую концепцию информации называют функциональной. Согласно функциональному подходу, информация появилась лишь с возникновением жизни, так как связана с функционированием сложных самоорганизующихся систем, к которым относятся живые организмы и человеческое общество. Можно еще сказать так: информация - это атрибут, свойственный только живой природе. Это один из существенных признаков, отделяющих в природе живое от неживого.

Третья философская концепция информации - антропоцентрическая, согласно которой информация существует лишь в человеческом сознании, в человеческом восприятии. Информационная деятельность присуща только человеку, происходит в социальных системах. Создавая информационную технику, человек создает инструменты для своей информационной деятельности. Можно сказать, что употребление понятия «информация» в повседневной жизни происходит в антропологическом контексте.

Делая выбор между различными точками зрения, надо помнить, что всякая научная теория - это лишь модель бесконечно сложного мира, поэтому она не может отражать его точно и в полной мере.

Понятие информации

Теория информации

Результат развития теории связи
(К. Шеннон)

Информация - содержание, заложенное в знаковые (сигнальные последовательности)

Кибернетика

Исследует информационные процессы в системах управления (Н. Винер)

Информация - содержание сигналов, передаваемых по каналам связи в системах управления

Нейрофизиология

Изучает информационные процессы в механизмах нервной деятельности животного и человека

Информация - содержание сигналов электрохимической природы, передающихся по нервным волокнам организма

Генетика

Изучает механизмы наследственности, пользуется понятием «наследственная информация»

Информация - содержание генетического кода - структуры молекул ДНК, входящих в состав клетки живого организма

Философия

Атрибутивная концепция: Информация - всеобщее свойство (атрибут) материи

Функциональная концепция: Информация и информационные процессы присущи только живой природе, являются ее функцией

Антропоцентрическая концепция: Информация и информационные процессы присущи только человеку

10. Содержательный (вероятностный) подход к измерению информации

Существует два подхода к измерению информации: содержательный (вероятностный) и объемный (алфавитный).

Процесс познания окружающего мира приводит к накоплению информации в форме знаний (фактов, научных теорий и т.д.). Получение новой информации приводит к расширению знания или к уменьшению неопределенности знаний. Если некоторое сообщение приводит к уменьшению неопределенности нашего знания, то можно говорить, что такое сообщение содержит информацию.

Пусть у нас имеется монета, которую мы бросаем. С равной вероятностью произойдет одно из двух возможных событий - монета окажется в одном из двух положений: «орел» или «решка». Можно говорить, что события равновероятны.

Перед броском существует неопределенность наших знаний (возможны два события), и, как упадет монета, предсказать невозможно. После броска наступает полная определенность, так как мы видим, что монета в данный момент находится в определенном положении (например, «орел»). Это сообщение приводит к уменьшению неопределенности наших знаний в два раза, так как до броска мы имели два вероятных события, а после броска - только одно, то есть в два раза меньше.

Чем больше неопределенна первоначальная ситуация (возможно большее количество информационных сообщений - например, бросаем не монету, а шестигранный кубик), тем больше мы получим новой информации при получении информационного сообщения (в большее количество раз уменьшится неопределенность знания).

Количество информации можно рассматривать как меру уменьшения неопределенности знания при получении информационных сообщений.

Существует формула - главная формула информатики, которая связывает между собой количество возможных информационных сообщений N и количество информации I, которое несет полученное сообщение:

N = 2^I

За единицу количества информации принимается такое количество информации, которое содержится в информационном сообщении, уменьшающем неопределенность знания в два раза. Такая единица названа бит.

Если вернуться к опыту с бросанием монеты, то здесь неопределенность как раз уменьшается в два раза и, следовательно, полученное количество информации равно 1 биту.

2 = 2¹

Бит - наименьшая единица измерения информации.

С помощью набора битов можно представить любой знак и любое число. Знаки представляются восьмиразрядными комбинациями битов - байтами.

1байт = 8 битов = 2³ битов

Байт - это 8 битов, рассматриваемые как единое целое, основная единица компьютерных данных.

Рассмотрим, каково количество комбинаций битов в байте.

Если у нас две двоичные цифры (бита), то число возможных комбинаций из них:

2²=4: 00, 01, 10, 11

Если четыре двоичные цифры (бита), то число возможных комбинаций:

2⁴=16: 0000, 0001, 0010, 0011,

0100, 0101, 0110, 0111,

1000, 1001, 1010, 1011,

1100, 1101, 1110, 1111

Так как в байте 8 бит (двоичных цифр), то число возможных комбинаций битов в байте:

2⁸=256

Таким образом, байт может принимать одно из 256 значений или комбинаций битов.

Для измерения информации используются более крупные единицы: килобайты, мегабайты, гигабайты, терабайты и т.д.

1 Кбайт = 2¹⁰ байт = 1 024 байт

1 Мбайт = 2²⁰ байт = 2¹⁰ Кбайт = 1 024 Кбайт = 1 048 576 байт

1 Гбайт = 2³⁰ байт = 1 024 Мбайт

1 Тбайт = 2⁴⁰ байт = 1 024 Гбайт

Проведем аналогию с единицами длины:

если 1 бит «соответствует» 1 мм, то:

1 байт - 10 мм = 1см;

1 Кбайт - 1000 см = 10 м;

1 Мбайт - 10 000 м = 10 км;

1 Гбайт - 10 000 км (расстояние от Москвы до Владивостока).

Рассмотрим следующие примеры:

страница учебника содержит приблизительно 3 Кбайта информации;

1 газета - 150 Кбайт.

11. Объемный (алфавитный) подход к измерению информации

Существует два подхода к измерению информации: содержательный (вероятностный) и объемный (алфавитный).

Информация является предметом нашей деятельности: мы ее храним, передаем, принимаем, обрабатываем. Нам часто необходимо знать, достаточно ли места на носителе, чтобы разместить нужную нам информацию, сколько времени потребуется, чтобы передать информацию по каналу связи и т.п. Величина, которая нас в этих ситуациях интересует, называется объемом информации. В таком случае говорят об объемном подходе к измерению информации.

Для обмена информацией с другими людьми человек использует естественные языки (русский, английский, китайский и др.), то есть информация представляется с помощью естественных языков. В основе языка лежит алфавит, т.е. набор символов (знаков), которые человек различает по их начертанию. В основе русского языка лежит кириллица, содержащая 33 знака, английский язык использует латиницу (26 знаков), китайский язык использует алфавит из десятков тысяч знаков (иероглифов).

Наряду с естественными языками были разработаны формальные языки (системы счисления, язык алгебры, языки программирования и др.). Основное отличие формальных языков от естественных состоит в наличии строгих правил грамматики и синтаксиса.

Например, системы счисления можно рассматривать как формальные языки, имеющие алфавит (цифры) и позволяющие не только именовать и записывать объекты (числа), но и выполнять над ними арифметические операции по строго определенным правилам.

Некоторые языки используют в качестве знаков не буквы и цифры, а другие символы, например химические формулы, ноты, изображения элементов электрических или логических схем, дорожные знаки, точки и тире (код азбуки Морзе и др.).

Представление информации может осуществляться с помощью языков, которые являются знаковыми системами. Каждая знаковая система строится на основе определенного алфавита и правил выполнения операций над знаками.

Знаки могут иметь различную физическую природу. Например, для представления информации с использованием языка в письменной форме используются знаки, которые являются изображением на бумаге или других носителях; в устной речи в качестве знаков языка используются различные звуки (фонемы), а при обработке текста на компьютере знаки представляются в форме последовательностей электрических импульсов (компьютерных кодов).

При хранении и передаче информации с помощью технических устройств информация рассматривается как последовательность символов - знаков (букв, цифр, кодов цветов точек изображения и т.д.)

Набор символов знаковой системы (алфавит) можно рассматривать как различные возможные состояния (события).

Тогда, если считать, что появление символов в сообщении равновероятно, по формуле

N = 2^I

где N - это количество знаков в алфавите знаковой системы, можно рассчитать I - количество информации, которое несет каждый символ.

Информационная емкость знаков зависит от их количества в алфавите. Так, информационная емкость буквы в русском алфавите, если не использовать букву «ё», составляет:

32 = 2^I , т.е. I = 5 битов

В латинском алфавите 26 букв. Информационная емкость буквы латинского алфавита также 5 битов.

На основании алфавитного подхода можно подсчитать количество информации в сообщении I_c, для этого необходимо умножить количество информации, которое несет один символ I, на количество символов K в сообщении:

I_c = I K

Например, в слове «информатика» 11 знаков (К=11), каждый знак в русском алфавите несет информацию 5 битов (I=5), тогда количество информации в слове «информатика» I_с=5х11=55 (битов).

С помощью формулы N = 2^I можно определить количество информации, которое несет знак в двоичной знаковой системе: N=2 2=2^I 2¹=2^I I=1 бит

Таким образом, в двоичной знаковой системе 1 знак несет 1 бит информации. При двоичном кодировании объем информации равен длине двоичного кода.

Интересно, что сама единица измерения количества информации бит (bit) получила свое название от английского словосочетания BInary digiТ, т.е. двоичная цифра.

Чем большее количество знаков содержит алфавит знаковой системы, тем большее количество информации несет один знак.

12. Информационные объекты различных видов

Информационный объект - обобщающее понятие, описывающее различные виды объектов; это предметы, процессы, явления материального или нематериального свойства, рассматриваемые с точки зрения их информационных свойств.

Простые информационные объекты: звук, изображение, текст, число. Комплексные (структурированные) информационные объекты: элемент, база данных, таблица, гипертекст, гипермедиа.

Информация содержится везде. Дерево содержит собственную генетическую информацию, и только благодаря этой информации от семечка берёзы вырастает только берёза. Для деревьев источником информации является воздух, именно по уровню состояния воздуха дерево может определить время распускания почек. Перелетные птицы знают свой маршрут перелёта, и каждая стая идёт только своим заданным в генах маршрутом.

Стремление зафиксировать, сохранить надолго свое восприятие информации было всегда свойственно человеку. Мозг человека хранит множество информации, и использует для хранения ее свои способы, основа которых - двоичный код, как и у компьютеров. Человек всегда стремился иметь возможность поделиться своей информацией с другими людьми и найти надежные средства для ее передачи и долговременного хранения. Для этого в настоящее время изобретено множество способов хранения информации на внешних (относительно мозга человека) носителях и ее передачи на огромные расстояния.

Основные виды информации по ее форме представления, способам ее кодирования и хранения:

• графическая или изобразительная - первый вид, для которого был реализован способ хранения информации об окружающем мире в виде наскальных рисунков, а позднее в виде картин, фотографий, схем, чертежей;

• звуковая - мир вокруг нас полон звуков, и задача их хранения и тиражирования была решена с изобретением звукозаписывающих устройств в 1877 г.

Разновидностью звуковой информации является музыкальная информация - для этого вида был изобретен способ кодирования с использованием специальных символов, что делает возможным хранение ее аналогично графической информации;

• текстовая - способ кодирования речи человека специальными символами - буквами, причем разные народы имеют разные языки и используют различные наборы букв (алфавиты) для отображения речи; особенно большое значение этот способ приобрел после изобретения бумаги и книгопечатания;

• числовая - количественная мера объектов и их свойств в окружающем мире; особенно большое значение приобрела с развитием торговли, экономики и денежного обмена; аналогично текстовой информации для ее отображения используется метод кодирования специальными символами - цифрами, причем системы кодирования (счисления) могут быть разными;

• видеоинформация - способ сохранения «живых» картин окружающего мира, появившийся с изобретением кино.

Существуют также виды информации, для которых до сих пор не изобретено способов их кодирования и хранения - это тактильная информация, передаваемая ощущениями, органолептическая, передаваемая запахами и вкусами и др.

Для передачи информации на большие расстояния первоначально использовались кодированные световые сигналы, с изобретением электричества - передача закодированного определенным образом сигнала по проводам, позднее - с использованием радиоволн.

Создатель общей теории информации и основоположник цифровой связи Клод Шеннон впервые обосновал возможность применения двоичного кода для передачи информации.

С появлением компьютеров (или, как их вначале называли в нашей стране, ЭВМ - электронные вычислительные машины) вначале появилось средство для обработки числовой информации. Однако в дальнейшем, особенно после широкого распространения персональных компьютеров (ПК), компьютеры стали использоваться для хранения, обработки, передачи и поиска текстовой, числовой, изобразительной, звуковой и видеоинформации. С момента появления первых персональных компьютеров (80-е годы XX века) - до 80 % их рабочего времени посвящено работе с текстовой информацией.

Хранение информации при использовании компьютеров осуществляется на магнитных дисках или лентах, на лазерных дисках (CD и DVD), специальных устройствах энергонезависимой памяти (флэш-память и пр.). Эти методы постоянно совершенствуются, изобретаются новые устройства и носители информации.

Особым видом информации в настоящее время можно считать информацию, представленную в глобальной сети Интернет. Здесь используются особые приемы хранения, обработки, поиска и передачи распределенной информации больших объемов и особые способы работы с различными видами информации.

С помощью компьютера возможно создание, обработка и хранение информационных объектов любых видов, для чего служат специальные программы.

Информационный объект:

• обладает определенными потребительскими качествами (т.е. он нужен пользователю);

• допускает хранение на цифровых носителях в виде самостоятельной информационной единицы (файла, папки, архива);

• допускает выполнение над ним определенных действий путем использования аппаратных и программных средств компьютера.

В таблице приведены основные виды программ и соответствующие информационные объекты, которые с их помощью создаются и обрабатываются.

Программы

Информационные объекты

Текстовые редакторы и процессоры

Текстовые документы

Графические редакторы и пакеты компьютерной графики

Графические объекты: чертежи, рисунки, фотографии

Табличные процессоры

Электронные таблицы

СУБД - системы управления базами данных

Базы данных

Пакеты мультимедийных презентаций

Компьютерные презентации

Клиент-программа электронной почты

Электронные письма, архивы, адресные списки

Программа-обозреватель Интернета (браузер)

Web-страницы, файлы из архивов Интернета

13. Универсальность дискретного (цифрового) представления информации. Дискретное (цифровое) представление текстовой информации

Что такое дискретность? Дискретное множество состоит из отделенных друг от друга элементов. Например, песок дискретен, поскольку он состоит из отдельных песчинок. Вода - непрерывна (рамках наших ощущений, поскольку отдельные молекулы мы ощутим не можем).

В компьютере для представления информации используется дискретное (цифровое) двоичное кодирование, так как удалось создать надежно работающие технические устройства, которые могут со стопроцентной надежностью сохранять и распознавать не более двух различных состояний (цифр):

1. электромагнитные реле - замкнуто/разомкнуто (широко использовались в первых ЭВМ);

2. участок поверхности магнитного носителя информации - намагничен/размагничен;

3. участок поверхности лазерного диска - отражает/не отражает;

4. триггер - может устойчиво находиться в одном из двух состояний, используется в оперативной памяти ПК.

Все виды информации в компьютере кодируются на машинном языке, в виде логических последовательностей нулей и единиц:

Вид информации:

Числовая

Текстовая

Графическая

Звуковая

Видео

1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1

Информация в компьютере представлена в двоичном коде, алфавит которого состоит из двух цифр - 0 и 1. Цифра двоичной системы называется битом (от английских слов binary digit - двоичная цифра).

Дискретное (цифровое) представление текстовой информации

Текстовая информация дискретна - состоит из отдельных знаков. За каждой буквой алфавита, цифрой, знаком препинания и иным символом закрепляется определенный двоичный код. В популярных системах кодировки (ASCII, KOI8, Windows, MS-DOS, Mac, ISO) каждый символ заменяется на 8-разрядное целое положительное двоичное число (1 байт). Это число является порядковым номером символа в кодовой таблице. Согласно главной формуле информатики N = 2^I определяем, что размер алфавита, который можно закодировать,
равен 2⁸ = 256. Этого количества достаточно для размещения двух алфавитов естественных языков (английского и русского) и всех необходимых дополнительных символов.

Для обработки текстовой информации на компьютере необходимо представить ее в двоичной знаковой системе. Каждому знаку необходимо поставить в соответствие уникальный 8-битовый двоичный код, значения которого находятся в интервале от 00000000 до 11111111 (в десятичном коде от 0 до 255).

Поскольку в мире много языков и много алфавитов, то постепенно совершается переход на международную 16-битовую систему кодировки Unicode. В ней каждый символ занимает 2 байта, что обеспечивает 2¹⁶ = 65 536 кодов для различных символов.

Такого количества символов оказалось достаточно, чтобы закодировать не только русский и латинский алфавиты, цифры, знаки и математические символы, но и греческий, арабский, иврит и другие алфавиты.

Не следует представлять себе текст, хранимый в памяти компьютера или на внешнем носителе, лишь как поток байтов, каждый из которых является лишь кодом символа текста. Форматы хранения текстовой информации определяются форматами текстовых файлов, используемых той или иной программой обработки текстов. Файлы, создаваемые с помощью текстовых процессоров (например, Microsoft Word), включают в себя не только коды символов алфавита, но и данные формата: тип и размер шрифта, положение строк, поля и отступы и прочую дополнительную информацию.

14. Универсальность дискретного (цифрового) представления информации. Дискретное (цифровое) представление графической информации

Что такое дискретность? Дискретное множество состоит из отделенных друг от друга элементов. Например, песок дискретен, поскольку он состоит из отдельных песчинок. Вода - непрерывна (рамках наших ощущений, поскольку отдельные молекулы мы ощутим не можем).

В компьютере для представления информации используется дискретное (цифровое) двоичное кодирование, так как удалось создать надежно работающие технические устройства, которые могут со стопроцентной надежностью сохранять и распознавать не более двух различных состояний (цифр):

5. электромагнитные реле - замкнуто/разомкнуто (широко использовались в первых ЭВМ);

6. участок поверхности магнитного носителя информации - намагничен/размагничен;

7. участок поверхности лазерного диска - отражает/не отражает;

8. триггер - может устойчиво находиться в одном из двух состояний, используется в оперативной памяти ПК.

Все виды информации в компьютере кодируются на машинном языке, в виде логических последовательностей нулей и единиц:

Вид информации:

Числовая

Текстовая

Графическая

Звуковая

Видео

1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1

Информация в компьютере представлена в двоичном коде, алфавит которого состоит из двух цифр - 0 и 1. Цифра двоичной системы называется битом (от английских слов binary digit - двоичная цифра).

Принцип дискретности компьютерных данных справедлив и для графики. Здесь можно говорить о дискретном представлении изображений (рисунка, фотографии) и дискретности цвета.

Изображение на экране монитора дискретно. Оно составляется из отдельных точек, которые называются пикселями (picture elements - элементы рисунка).

Пиксель - минимальный участок изображения, которому независимым образом можно задать цвет.

Пиксели столь близки друг к другу, что глаз не различает промежутков между ними, поэтому изображение воспринимается как непрерывное, сплошное.

В зависимости от того, на какое графическое разрешение экрана настроена операционная система компьютера, на экране могут размещаться изображения, имеющие размер 640х480, 800х600, 1024х768 и более пикселей. Такая прямоугольная матрица пикселей на экране компьютера называется растром. Важнейшей характеристикой качества растрового изображения является разрешающая способность.

Разрешающая способность растрового изображения определяется количеством точек по горизонтали и вертикали на единицу длины изображения.

При одних и тех же размерах экрана чем меньше размер точки, тем больше разрешающая способность (больше количество строк растра и точек в строке), и, соответственно, выше качество изображения. Величина разрешающей способности обычно выражается в dpi (dots per inch - точек на дюйм), т. е. в количестве точек в полоске изображения длиной один дюйм
(1 дюйм = 2,54 см).

В процессе дискретизации могут использоваться различные палитры цветов, т. е. наборы цветов, которые могут принимать точки изображения. Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки. Количество цветов N в палитре и количество информации I, необходимое для кодирования цвета каждой точки, связаны между собой и могут быть вычислены по формуле

N = 2^I

Количество информации, которое используется при кодировании цвета точек изображения, называется глубиной цвета.

Наиболее распространенными значениями глубины цвета при кодировании цветных изображений являются 4, 8, 16 или 24 бита на точку. Можно определить количество цветов
в 24-битовой палитре: N = 2^I = 2²⁴ = 16 777 216.

Любой цвет точки на экране компьютера получается путем смешивания трех базовых цветов: красного, зеленого, синего. Этот принцип называется цветовой моделью RGB (Red - красный, Green - зеленый, Blue - голубой). Двоичный код цвета определяет, в каком соотношении находятся интенсивности трех базовых цветов. Если все они смешиваются в одинаковых долях, то в итоге получается белый цвет. Если все три компоненты «выключены», то цвет пикселя - черный. Все остальные цвета лежат между белым и черным.

Цвет, который мы видим на листе бумаги, - это отражение белого (солнечного) света. Нанесенная на бумагу краска поглощает часть палитры, составляющей белый цвет, а другую часть отражает. Эта цветовая модель называется CMYK: Cyan - голубой, Magenta - пурпурный, Yellow - желтый, black - черный.

15. Универсальность дискретного (цифрового) представления информации. Дискретное (цифровое) представление звуковой информации и видеоинформации

Что такое дискретность? Дискретное множество состоит из отделенных друг от друга элементов. Например, песок дискретен, поскольку он состоит из отдельных песчинок. Вода - непрерывна (рамках наших ощущений, поскольку отдельные молекулы мы ощутим не можем).

В компьютере для представления информации используется дискретное (цифровое) двоичное кодирование, так как удалось создать надежно работающие технические устройства, которые могут со стопроцентной надежностью сохранять и распознавать не более двух различных состояний (цифр):

9. электромагнитные реле - замкнуто/разомкнуто (широко использовались в первых ЭВМ);

10. участок поверхности магнитного носителя информации - намагничен/размагничен;

11. участок поверхности лазерного диска - отражает/не отражает;

12. триггер - может устойчиво находиться в одном из двух состояний, используется в оперативной памяти ПК.

Все виды информации в компьютере кодируются на машинном языке, в виде логических последовательностей нулей и единиц:

Вид информации:

Числовая

Текстовая

Графическая

Звуковая

Видео

1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1

Информация в компьютере представлена в двоичном коде, алфавит которого состоит из двух цифр - 0 и 1. Цифра двоичной системы называется битом (от английских слов binary digit - двоичная цифра).

Звук представляет собой распространяющуюся в воздухе, воде или другой среде волну с непрерывно меняющейся интенсивностью и частотой. Человек воспринимает звуковые волны (колебания воздуха) с помощью слуха в форме звуков различной громкости и тона, чем больше интенсивность звуковой волны, тем громче, звук, чем больше частота волны, тем выше тон звука.

Для того чтобы компьютер мог обрабатывать реальный (записанный) звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму с помощью временной дискретизации. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина интенсивности звука.

Для записи аналогового звука и его преобразования в цифровую форму используется микрофон, подключенный к звуковой плате. Качество полученного цифрового звука зависит от количества измерений уровня громкости звука в единицу времени, т. е. частоты дискретизации. Чем большее количество измерений производится за 1 секунду (чем больше частота дискретизации), тем точнее «лесенка» цифрового звукового сигнала повторяет кривую аналогового сигнала.

Частота дискретизации звука - это количество измерений громкости звука за одну секунду.

Частота дискретизации звука может лежать в диапазоне от 8 000 до 50 000 измерений громкости звука за одну секунду.

Каждому уровню дискретизации присваивается определенное значение уровня громкости звука. Уровни громкости звука можно рассматривать как набор возможных состояний N, для кодирования которых необходимо определенное количество информации I, которое называется глубиной кодирования звука.

Глубина кодирования звука - это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука.

Если известна глубина кодирования, то количество уровней громкости цифрового звука можно рассчитать по формуле N = 2^I

Пусть глубина кодирования звука составляет 16 битов, тогда количество уровней громкости звука равно N = 2^I = 2¹⁶ = 65 536.

Чем больше частота дискретизации и глубина кодирования звука, тем более качественным будет звучание оцифрованного звука. Самое низкое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству телефонной связи, будет при частоте дискретизации 8000 раз в секунду, глубине кодирования 8 битов и записи одной звуковой дорожки (режим моно). Высокое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству аудио-CD, обеспечивается при частоте дискретизации 48 000 раз в секунду, глубине кодирования 16 битов и записи двух звуковых дорожек (режим стерео).

Дискретное (цифровое) представление видеоинформации

В последнее время компьютер все чаще используется для работы с видеоинформацией. Простейшей такой работой является просмотр кинофильмов и видеоклипов.

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 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.

При использовании традиционных методов сохранения информации электронная версия фильма получается слишком большой. Способ уменьшения объема видео: первый кадр запоминается целиком (ключевой), а в следующих сохраняются только отличия от начального кадра (разностные кадры).

16. Основные логические операции

Для описания того, как функционируют аппаратные средства компьютера очень удобен математический аппарат алгебры логики, поскольку основной системой счисления в компьютере является двоичная, в которой используются цифры 1 и 0, а значений логических переменных тоже два: «1» и «0».

Из этого следует, что одни и те же устройства компьютера могут применяться для обработки и хранения как числовой информации, представленной в двоичной системе счисления, так и логических переменных.

Логика - это наука о формах и способах мышления.

Основы формальной логики заложил древнегреческий мыслитель Аристотель.

Логические переменные в алгебре логики обозначаются прописными латинскими буквами, которые могут принимать лишь два значения: «истина» (1) и «ложь» (0).

Логическое умножение (конъюнкция) «И» AB

AB истинно тогда и только тогда, когда оба высказывания A и B истинны.

Логическое сложение (дизъюнкция) «ИЛИ» AB

AB ложно тогда и только тогда, когда оба высказывания A и B ложны.

Логическое отрицание (инверсия) «НЕ» A, ()

Логическое отрицание (инверсия) делает истинное выражение ложным и, наоборот, ложное - истинным.

Таблица истинности для основных логических функций

17. Логические элементы ЭВМ

Логический элемент компьютера - это часть электронной логической схемы, которая реализует элементарную логическую функцию.

Логический элемент - простейшая структурная единица ЭВМ - выполняющая определенную логическую операцию над двоичными переменными согласно правилам алгебры логики.

Реализуется обычно на электронных приборах (полупроводниковых диодах, транзисторах) и резисторах, либо в виде интегральной микросхемы; имеет несколько входов для приема сигналов, соответствующих исходным переменным, и выход для выдачи сигнала, соответствующего результату операций. Для логических элементов приняты дискретные значения входных и выходных сигналов («0» и «1»).

Базовые логические элементы ЭВМ реализуют три основные логические операции:

конъюнктор - логический элемент «И» логическое умножение;

дизъюнктор - логический элемент «ИЛИ» логическое сложение;

инвертор - логический элемент «НЕ» инверсию.

Поскольку любая логическая операция может быть представлена в виде комбинации трех основных, любые устройства компьютера, производящие обработку или хранение информации, могут быть собраны из базовых логических элементов, как из «кирпичиков».

Логические элементы компьютера оперируют с сигналами, представляющими собой электрические импульсы. Есть импульс - логический смысл сигнала 1, нет импульса - 0. На входы логического элемента поступают сигналы-значения аргументов, на выходе появляется сигнал-значение функции.

Преобразование сигнала логическим элементом задается таблицей состояния, которая фактически является таблицей истинности, соответствующей логической функции.

Конъюнктор

Конъюнкция - соответствует союзу «И», обозначается знаком , иначе называется логическим умножением. Конъюнкция двух логических переменных истинна тогда и только тогда, когда обе переменные истинны.

F(0,0,0,1)

B(0,1,0,1)

A(0,0,1,1)

И

Таблица истинности
функции логического умножения:

A

F=A/\B

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

Конъюнктор (логический элемент «И») - реализует операцию конъюнкции.

На входы А и В логического элемента «И» подаются два сигнала (00, 01, 10, 11). На выходе получается сигнал 0 или 1 в соответствии с таблицей истинности операции логического умножения.

Дизъюнктор

Дизъюнкция - соответствует союзу «ИЛИ», обозначается знаком , иначе называется логическим сложением. Дизъюнкция двух логических переменных истинна тогда, когда истинна хотя бы одна переменная.

ИЛИ

F(0,1,1,1)

B(0,1,0,1)

A(0,0,1,1)

Таблица истинности
функции логического сложения:

A

F=AB

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

Дизъюнктор (логический элемент «ИЛИ») - реализует операцию дизъюнкции.

На входы А и В логического элемента «ИЛИ» подаются два сигнала (00, 01, 10 или 11). На выходе получается сигнал 0 или 1 в соответствии с таблицей истинности операции логического сложения.

Инвертор - логический элемент «НЕ»

Присоединение частицы «НЕ» к высказыванию называется операцией логического отрицания или инверсией.

Логическое отрицание (инверсия) делает истинное выражение ложным и, наоборот, ложное - истинным.

Операцию логического отрицания (инверсию) над логическим высказыванием A в алгебре логики принято обозначать A.

F(1,0)

A(0,1)

НЕ

Таблица истинности
функции логического отрицания:

A

F=A

0

1

1

0

Инвертор - реализует операцию отрицания, или инверсию.

На вход А логического элемента подается сигнал 0 или 1. На выходе получается сигнал 0 или 1 в соответствии с таблицей истинности инверсии.

Другие логические элементы построены из этих трех простейших и выполняют более сложные логические преобразования информации. Сигнал, выработанный одним логическим элементом, можно подавать на вход другого элемента, это дает возможность образовывать цепочки из отдельных логических элементов.

18. Алгоритмы и свойства алгоритмов

Современный компьютер способен действовать только по формальным схемам, заготовленным для него человеком.

Поэтому, чтобы привлечь компьютер к исследованию объекта, процесса, явления или к "рутинной" обработке информации, прежде всего надо:

• четко поставить задачу (разработать модель),

• определить исходные данные, форму представления результатов.

• далее необходимо создать алгоритм решения задачи и программу, которая будет понята компьютером.

Возникает классическая для информатики триада:

модель - алгоритм - программа

Во многих случаях этапы моделирования и алгоритмизации неотделимы друг от друга (например, при разработке модели производственного процесса).

Слово «алгоритм» произошло от имени выдающегося математика средневекового Востока Мухаммеда аль-Хорезми, описавшего в IX веке правила выполнения вычислений с многозначными десятичными числами. Правила сложения, вычитания, умножения столбиком, деления «уголком», которые мы учим в младших классах, - это алгоритмы аль-Хорезми.

Для составления программы, предназначенной для решения на ЭВМ какой-либо задачи, требуется составление алгоритма ее решения - точного предписания, которое определяет процесс, ведущий от исходных данных к требуемому конечному результату.

Работа по решению задач с использованием компьютера делится на несколько этапов. Основными этапами при этом является формализация и алгоритмизация решаемой задачи.

На этапе формализации задача переводится на язык математических формул, уравнений, отношений. После формализации описывается алгоритм решения задачи.

Алгоритм является одним из фундаментальных понятий в информатике.

Алгоритм - последовательность действий, описывающая процесс преобразования объекта из начального состояния в конечное, записанная с помощью понятных исполнителю команд.

Исполнителем алгоритма может быть человек или автоматическое устройство - компьютеры, роботы, станки, спутники, сложная бытовая техника и даже детские игрушки. Каждый алгоритм создается в расчете на вполне конкретного исполнителя.

Применительно к компьютерам алгоритм определяет вычислительный процесс, начинающийся с обработки некоторой совокупности возможных исходных данных и направленный на получение результатов. Термин вычислительный процесс распространяется на обработку не только числовой информации, но и других видов информации (символьной, графической или звуковой).

Действия, которые может совершать исполнитель, называют системой команд исполнителя.

Алгоритм должен содержать только те действия, которые допустимы для данного исполнителя.

Свойства алгоритмов:

• дискретность - алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение простых шагов;

• детерминированность - исполнитель должен выполнять команды алгоритма в строго определенной последовательности, каждое действие, предусмотренное алгоритмом, исполняется только после того, как закончилось исполнение предыдущего;

• однозначность - каждая команда определяет однозначное действие исполнителя;

• понятность - понимание исполнителем команд, в алгоритме используются только команды из системы команд исполнителя;

• результативность (конечность) - алгоритм должен приводить к решению задачи за конечное число шагов;

• массовость - один и тот же алгоритм может применяться к большому количеству однотипных задач.

Способы описания алгоритмов

Типовые конструкции алгоритмов:

• линейная - описание действий, которые выполняются однократно в заданном порядке;

• циклическая - описание действий или группы действий, которые должны повторяться указанное число раз или пока не выполнено заданное условие.

• разветвляющаяся - алгоритм, в котором в зависимости от условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий;

• вспомогательная - алгоритм, который можно использовать в других алгоритмах, указав только его имя.

Форма и способ записи алгоритма зависит от того, кто будет исполнителем.

Представление алгоритмов можно разделить на две группы:

• естественное:

• словесный способ (алгоритм записан на естественном языке);

• графический способ (алгоритм изображен в виде блок-схемы);

• формальное.

Естественное представление алгоритма

Словесный способ: При словесном способе алгоритм записывается в виде текста с формулами по пунктам, определяющим последовательность действий.

Графический способ (блок-схемы): Блок-схема позволяет сделать алгоритм более наглядным и выделяет в алгоритме основные алгоритмические структуры (линейная, ветвление, выбор и цикл). Элементы алгоритмы изображаются на блок-схеме с помощью различных геометрических фигур. Элементы алгоритма соединены стрелками, указывающими шаги выполнения алгоритма.

Элементы блок-схем

Элемент блок-схемы

Назначение элемента
блок-схемы

Начало

начало и конец алгоритма

Данные

ввод-вывод данных, преобразование данных в форму, пригодную для обработки (ввод) или отображения результатов обработки (вывод)

Последовательность
команд

процесс, выполнение команд или группы команд, в результате которых изменяется значение, форма представления или расположение данных

Условие

задание и проверка условия, выбор направления выполнения алгоритма, служит для обозначения условий в алгоритмических структурах «ветвление» и «выбор»

Подпрограмма

применяется для вызова отдельно описанного алгоритма (подпрограммы)

Объявление
переменных

применяется для объявления переменных или ввода комментариев

Формальное представление алгоритмов

Формальное представление алгоритмов - это способ записи алгоритмов с использованием алгоритмических языков, либо языков программирования.

Алгоритмический язык - это система правил и обозначений для точной и однозначной записи алгоритмов. Такая запись является формализованной. Это означает, что запись подчиняется строгим требованиям синтаксиса языка.

Язык программирования - это система обозначений и правил для записи алгоритмов, предназначенная для использования на ЭВМ.

Программа - запись серии исполняемых команд на заданном языке программирования.

На заре компьютерной эры, в 40-50-е годы, программы разрабатывались непосредственно на машинном языке (языке программирования низкого уровня), то есть на том языке, который «понимает» процессор. Программы на языке программирования низкого уровня представляли собой очень длинные последовательности нулей и единиц, в которых человеку разобраться было очень трудно.

В 60-е годы началась разработка языков программирования высокого уровня (Алгол, Фортран, Бейсик, Паскаль и др.), которые позволили существенно облегчить работу программистов. Языки программирования высокого уровня - позволяют создавать программы в привычном для человека виде (в виде предложений). Такие языки программирования строились на основе использования определенного алфавита и строгих правил построения предложений (синтаксиса).

В настоящее время наибольшей популярностью пользуются системы объектно-ориентированного визуального программирования Microsoft Visual Basic, Borland Delphi, C++ (СИ++), JAVA.

В мире насчитывается несколько сотен языков программирования различных структур и возможностей.

Программный принцип работы компьютера

В XIX веке английским математиком и инженером Чарльзом Бэббиджем был разработан проект вычислительной машины, которая предназначалась для автоматического проведения длинных цепочек вычислений. Главной особенностью конструкции этой машины является программный принцип работы.

Чарльза Беббиджа считают изобретателем компьютера - он впервые соединил механический арифмометр с идеей программного управления.

По своему назначению компьютер - это универсальный прибор для работы с информацией.

В основу работы компьютеров положен программный принцип управления. Любой компьютер представляет собой автоматическое устройство, работающее по заложенным в него программам.

Первая вычислительная машина, способная хранить программу в своей памяти, разрабатывалась в 1943-1948 гг. в США под руководством Джона Мочли и Преснера Экерта.

В 1945 г. к работе был привлечен знаменитый математик Джон фон Нейман, который сформулировал общие принципы функционирования универсальных вычислительных устройств.

Первый компьютер, в котором были полностью реализованы эти принципы, был построен в 1949 г. английским исследователем Морисом Уилксом. Изменяется элементная база, компьютеры становятся все более и более мощными, но до сих пор большинство из них соответствуют тем принципам, которые изложил в своем докладе в 1945 г. Джон фон Нейман.

Согласно фон Нейману, ЭВМ состоит из следующих основных блоков:

• арифметико-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции;

• устройство управления, которое организует процесс выполнения программ;

• запоминающее устройство, или память, для хранения программ и данных;

• внешние устройства для ввода-вывода информации.

Устройства компьютера

В современных компьютерах это:

• память (запоминающее устройство - ЗУ), состоящая из перенумерованных ячеек;

• процессор, включающий в себя устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ);

• устройство ввода;

• устройство вывода.

Эти устройства соединены между собой каналами связи, по которым передается информация.

Память

Программа

Данные

Процессор

Ввод

Вывод

Счетчик команд

Регистр команд

Регистры операторов

Сумматор

УУ

АЛУ

Общая схема компьютера

-

сигнал управления; - информационный сигнал

Функции памяти:

• прием информации из других устройств;

• запоминание информации;

• выдача информации по запросу в другие устройства машины.

Функции процессора:

• обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;

• программное управление работой устройств компьютера.

Одна часть процессора, которая выполняет команды, называется арифметико-логическим устройством, а другая его часть, выполняющая функции управления устройствами, - устройством управления. Обычно эти устройства выделяются чисто условно, конструктивно они не разделены.

В составе процессора имеется ряд специализированных дополнительных ячеек памяти, называемых регистрами. Регистр выполняет функцию кратковременного хранения числа или команды. Основным элементом регистра является электронная схема, называемая триггером.

Регистр представляет собой совокупность триггеров, связанных друг с другом определенным образом общей системой управления.

Существует несколько типов регистров, отличающихся видом выполняемых операций. Некоторые важные регистры имеют свои названия, например:

• сумматор - регистр АЛУ, участвующий в выполнении каждой операции;

• счетчик команд - регистр УУ, содержимое которого соответствует адресу очередной выполняемой команды. Он служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти;

• регистр команд - регистр УУ для хранения кода команды на период времени, необходимый для ее выполнения. Часть его разрядов используется для хранения кода операции, остальные - для хранения кодов адресов операндов.

Принцип программного управления

Программа состоит из набора команд, выполняющихся процессором автоматически в определенной последовательности.

Вначале с помощью какого-либо внешнего устройства в память компьютера вводится программа. Устройство управления считывает содержимое ячейки памяти, где находится первая инструкция (команда) программы, и организует ее выполнение.

Эта команда может задавать выполнение арифметических или логических действий, чтение из памяти данных для выполнения арифметических или логических операций или запись их результатов в память, ввод данных из внешнего устройства в память или вывод данных из памяти на внешнее устройство.

Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика команд. Этот регистр процессора последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды. Так как команды расположены в памяти друг за другом, организуется выборка цепочки команд из последовательно распложенных ячеек памяти. Если же нужно после выполнения команды перейти не к следующей, а к какой-то другой ячейке, то используются команды условного и безусловного перехода, которые заносят в счетчик команд номер ячейки памяти, содержащей следующую команду. Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды «стоп». Процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека.

Принцип программного управления обеспечивает универсальность использования компьютера: в определенный момент времени решается задача по соответственно выбранной программе. После ее завершения в память загружается другая программа и т.д.

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.

Принцип адресности

Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек. Процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.

Память компьютера должна состоять из некоторого числа пронумерованных ячеек, в каждой из которых могут находиться или обрабатываемые данные, или инструкции программ. Все ячейки памяти должны быть одинаково легко доступны для других устройств компьютера.

Отсюда следует возможность давать имена областям памяти так, чтобы к сохраненным в них значениям можно было впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программ с использованием присвоенных имен.

21. Многообразие компьютеров. Аппаратная реализация компьютера. Основные характеристики компьютеров

Многообразие компьютеров

Персональный компьютер (ПК) - это компьютер, предназначенный для индивидуального использования. В настоящее время это мощный универсальный компьютер, который работает как дома, так и на рабочих местах в офисах, легко подключается к различным вычислительным системам.

Технической основой ПК служит микропроцессор (МП). Развитие технологии МП определило смену поколений персональных компьютеров:

• 8-разрядный МП (1975 - 1980) - I поколение;

• 16- разрядный МП (1981 - 1985) - II поколение;

• 32- разрядный МП (1986 - 1992) - III поколение;

• 64- разрядный МП (1993 г. - по настоящее время) - IV поколение;

Важную роль в развитии ПК сыграло появление компьютера IBM PC, произведенного корпорацией IBM (США) на базе МП Intel-8086 в 1981 г. Этот персональный компьютер занял ведущее место на рынке ПК. Его основное преимущество - открытая архитектура, благодаря которой пользователи могут расширять возможности ПК, добавляя различные периферийные устройства и модернизируя компьютер. В наши дни 85% всех компьютеров базируется на архитектуре IBM PC.

Классификация ПК по назначению

ПК общего назначения - предназначены для массового потребителя для развлечения, обучения и работы.

Профессиональные ПК - применяются в научной сфере, для решения сложных информационных и производственных задач, где требуется высокое быстродействие, эффективная передача больших массивов информации, достаточно большая емкость оперативной памяти.

Классификация ПК по конструктивному исполнению

Современный персональный компьютер может быть реализован:

Персональный компьютер или ПК - это вид компьютера, предназначенный для общего использования одним человеком. Обычно это компьютер под управлением операционной системы Windows или Mac. ПК впервые стали известны как «микрокомпьютеры», так как они были уменьшенной копией компьютеров, используемых на предприятиях - а в те времена компьютеры были действительно огромными. На сегодняшний день к персональным ПК относятся ноутбуки и планшеты вроде айпада.

2. Настольный ПК - это компьютер, который не предназначен для переноса, а расположен на постоянном месте, например, за рабочим столом. Настольные компьютеры предлагают высокую производительность, много места для хранения данных при меньших затратах, чем портативные компьютеры, вроде ноутбуков и планшетов. Сегодня, если мы говорим о компьютере игромана, то это наверняка настольный ПК.

3. Портативный компьютер - также называются ноутбуками и объединяют в себе экран, клавиатуру и тачпад, процессор, память и жесткий диск, и все это работает от аккумулятора.

4. Нетбук - это ультра-портативные компьютеры, которые даже меньше, чем традиционные ноутбуки. Также они крайне эффективны экономически, в результате их стоимость составляет от 5 до 15 тысяч рублей в розничных торговых точках. Но внутренние компоненты нетбуков менее мощны, чем у ноутбуков.

5. КПК - карманный персональный компьютер, который тесно связан с интернетом и интеграцией с персональным компьютером, часто использует флеш-память в качестве основной. Эти компьютеры обычно не имеют клавиатуры, а полагаются на технологии сенсорного ввода. КПК размером со смартфон или чуть больше.

6. Рабочая станция - это просто настольный компьютер, который имеет более мощные технические характеристики и расширенные возможности для выполнения специализированных задач, например, обработка звука, монтаж видео, обработка 3D-графики или разработка компьютерных игр.

7. Сервер - компьютер, который оптимизирован и настроен для оказания услуг другим компьютерам в сети. Сервера обычно имеет более мощные технические характеристики и больший объем жестких дисков. Сервера могут заполнять целые комнаты, называемые дата-центрами.

Аппаратная реализация компьютера

Настольные компьютеры состоят из системного блока, монитора и клавиатуры.
В портативных и карманных компьютерах системный блок спрятан под клавиатурой,
а монитор встроен в крышку клавиатуры.

Системный блок является в компьютере главной частью. В нем располагаются все основные компоненты компьютера:

• материнская (системная) плата, к которой подключаются все остальные платы и микросхемы (микропроцессор, оперативная память, контроллеры различных устройств);

• блок питания, преобразующий напряжение сети в постоянный ток низкого напряжения для питания различных компонентов компьютера;

• накопитель на жестком магнитном диске (винчестер);

• дисководы для чтения и записи компакт-дисков.

На заднюю панель системного блока выведены разъемы, через которые к компьютеру подключаются различные внешние устройства: монитор, клавиатура, принтер и т.д.

Каждое внешнее устройство подключаются к центральной части компьютера (микропроцессор и память) с помощью контроллеров (адаптеров). Контроллеры управляют внешними устройствами. Каждому внешнему устройству соответствует свой контроллер.

Основные характеристики компьютеров

Характеристики микропроцессора

Микропроцессор - выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.

Микропроцессор - это «мозг» и «сердце» компьютера. Основной характеристикой микропроцессора является тактовая частота, которая в значительной степени определяет его быстродействие. Чем выше тактовая частота микропроцессора, тем выше его производительность. Другой характеристикой процессора является его разрядность. Разрядность процессора определяется числом двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт.

С момента появления первого процессора (1971 г.) тактовая частота процессоров увеличилась в 38 000 раз (с 0,1 МГц до 3 800 МГц), разрядность увеличилась в 16 раз (с 4 битов до 64 битов).

В настоящее время производительность процессоров увеличивается путем совершенствования архитектуры процессора (введение в структуру процессора кэш-памяти, многоядерность - вместо одного ядра процессора используется много ядер (в 2011 г. - до 100 ядер!)).

Производительность процессора нельзя вычислить - она определяется в процессе тестирования, по скорости выполнения процессором определенных операций в какой-либо программной среде.

Характеристики внутренней памяти

Важное значение для производительности компьютера имеет объем оперативной памяти.

Оперативная память - (RAM - англ. Random Access Memory - память с произвольным доступом) - часть системы компьютерной памяти, в которой временно хранятся программы в процессе их выполнения и данные в процессе их обработки процессором.

Оперативная память представляет собой множество ячеек, каждая ячейка имеет свой уникальный адрес. Каждая ячейка памяти имеет объем 1 байт. Максимальный объем адресуемой памяти для Pentium 4 равен 64 Гбайт.

В персональных компьютерах объем адресуемой памяти и величина фактически установленной оперативной памяти (модулей оперативной памяти) практически всегда различаются. Величина фактически установленной оперативной памяти может быть 2 - 4 Гбайт.

Существует четыре главные характеристики микросхемы оперативной памяти: тип, структура, объем и время доступа к ячейке.

Постоянная память (ROM - Read Only Memory - память только для чтения) -энергонезависимая память. Содержание памяти «зашивается» при ее изготовлении для постоянного хранения. В постоянной памяти хранятся программы управления работой процессором, внешней памятью, дисплеем, клавиатурой, принтером, программы запуска и остановки компьютера, программы тестирования устройств.

Видеопамять VRAM - разновидность оперативного запоминающего устройства, в котором хранятся закодированные изображения. Это запоминающее устройство организовано так, что его содержимое доступно сразу двум устройствам - процессору и монитору, поэтому изображение на экране меняется одновременно с обновлением видеоданных в памяти.

Внешняя память

Накопитель на жестких магнитных дисках (HDD - Hard Disk Drive), или винчестер, - используется для постоянного хранения информации - программ и данных.

Ёмкость современных жёстких дисков (на ноябрь 2010 г.) достигает 3 000 ГБ (3 Терабайт).

Обязательным компонентом персонального компьютера стали дисководы для компакт-дисков (CD и DVD).

22. Архитектура компьютеров

Архитектура - это наиболее общие принципы построения компьютера, отражающие программное управление работой и взаимодействием его основных функциональных узлов.

В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип.

Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию.

Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между устройствами.

К магистрали подключаются процессор и оперативная память, а также периферийные устройства ввода, вывода и устройства хранения информации, которые обмениваются информацией на машинном языке (последовательностями нулей и единиц в форме электрических импульсов).

Микропроцессор

Оперативная память

Шина данных (8, 16, 32, 64 бита)

Шина управления

Шина адреса

Магистраль

Устройства
ввода

Внешняя
память

Устройства
вывода

Сетевые
устройства

Магистрально-модульное устройство компьютера

Микропроцессор - выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координирует работу всех устройств компьютера.

Оперативная память - (RAM - англ. Random Access Memory - память с произвольным доступом) - часть системы компьютерной памяти, в которой временно хранятся программы в процессе их выполнения и данные в процессе их обработки процессором.

Устройства ввода - оборудование, с помощью которого можно вводить данные: клавиатура, мышь, джойстик, трекбол, тачпад, световое перо, сенсорные экраны, сканеры, цифровые камеры ТВ-тюнеры, системы распознавания речи, сенсорные датчики,.

Устройства вывода - оборудование, с помощью которого можно выводить данные: мониторы, принтеры, плоттеры, колонки, системы синтеза человеческого голоса.

Внешняя память - используется для постоянного хранения информации - программ и данных: накопитель на жестких магнитных дисках (HDD - Hard Disk Drive), или винчестер, дисководы для компакт-дисков (CD и DVD).

Сетевые устройства - необходимы для подключения компьютера к сети: сетевые адаптеры, каналы связи, устройства, поддерживающие функционирование сети (маршрутизаторы, концентраторы, коммутаторы).

Магистраль (системная шина) включает в себя три многоразрядные шины:

шину данных,

шину адреса,

шину управления,

которые представляют собой многопроводные линии.

Шина данных

По этой шине данные передаются между различными устройствами.

Например, считанные из оперативной памяти данные могут быть переданы процессору для обработки, а затем полученные данные могут быть отправлены обратно в оперативную память для хранения.

Таким образом, данные по шине данных могут передаваться от устройства к устройству в любом направлении.

Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора, то есть количеством двоичных разрядов, которые могут обрабатываться или передаваться процессором одновременно.

Разрядность процессоров постоянно увеличивается по мере развития компьютерной техники и в настоящее время составляет 64 бита.

Шина адреса

Выбор устройства или ячейки памяти, куда пересылаются или откуда считываются данные по шине данных, производит процессор.

Каждое устройство или ячейка оперативной памяти имеет свой адрес.

Адрес передается по адресной шине, причем сигналы по ней передаются в одном направлении - от процессора к оперативной памяти и устройствам (однонаправленная шина).

Разрядность шины адреса определяет объем адресуемой памяти (адресное пространство), то есть количество однобайтовых ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса.

Количество адресуемых ячеек памяти можно рассчитать по формуле:

N = 2^I

где I - разрядность шины адреса.

Разрядность шины адреса постоянно увеличивалась и в современных персональных компьютерах составляет 64 бита.

Таким образом, максимально возможное количество адресуемых ячеек памяти равно:

N = 2⁶⁴ ячеек

Шина управления

По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали.

Сигналы управления показывают, какую операцию - считывание или запись информации из памяти нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами и так далее.

23. Хранение информационных объектов различных видов на различных цифровых носителях. Магнитные цифровые носители информации. Магнитный принцип записи и считывания информации. Гибкие и жесткие магнитные диски.

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.

Носитель информации (информационный носитель) - любой материальный объект или среда, используемый для хранения или передачи 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.

Все носители информации применяются для: записи, хранения, чтения, передачи информации. Самым распространенным носителем информации до недавнего времени была бумага. Но время идет, и качество бумажных носителей перестало устраивать современное общество, озабоченное все возрастающим и возрастающим количеством информации.

По оценкам специалистов, объем информации, фиксируемой на различных носителях, превышает один эксабайт в год (10¹⁸ байт/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).

Любая компьютерная информация на любом носителе хранится в двоичном (цифровом) виде. Независимо от вида информации (текст, графика, звук) - ее объем можно измерить в битах и байтах.

Цифровые носители информации - устройства, предназначенные для записи, хранения и считывания информации, представленной в цифровом виде.

На первых компьютерах для цифрового представления вводимых данных использовались бумажные носители - перфокарты (картонные карточки с отверстиями) и перфоленты.

Магнитные цифровые носители информации

В XIX веке была изобретена магнитная запись. Первоначально она использовалась только для хранения звука.

На ЭВМ первого и второго поколений магнитная лента использовалась как единственный вид сменного носителя для устройств внешней памяти. На одну катушку с магнитной лентой помещалось приблизительно 500 Кб информации.

С начала 1960-х годов появляются магнитные диски: алюминиевые или пластмассовые диски, покрытые тонким магнитным порошковым слоем толщиной в несколько микрон. Информация на диске располагается по круговым концентрическим дорожкам.

Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем информации или дисководом. Магнитные диски бывают жесткими и гибкими, сменными и встроенными в дисковод компьютера (традиционно называются винчестерами).

Магнитный принцип записи и считывания информации

В накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопителях на жестких магнитных дисках (НЖМД), или винчестерах, в основу записи информации положено намагничивание ферромагнетиков в магнитном поле, хранение информации основывается на сохранении намагниченности, а считывание информации базируется на явлении электромагнитной индукции.

В процессе записи информации на гибкие и жесткие магнитные диски головка дисковода с сердечником из магнитомягкого материала (малая остаточная намагниченность) перемещается вдоль магнитного слоя магнитожесткого носителя (большая остаточная намагниченность). На магнитную головку поступают последовательности электрических импульсов (последовательности логических единиц и нулей), которые создают в головке магнитное поле. В результате последовательно намагничиваются (логическая единица) или не намагничиваются (логический нуль) элементы поверхности носителя. При считывании информации при движении магнитной головки над поверхностью носителя намагниченные участки носителя вызывают в ней импульсы тока (явление электромагнитной индукции). Последовательности таких импульсов передаются по магистрали в оперативную память компьютера.

В отсутствие сильных магнитных полей и высоких температур элементы носителя могут сохранять свою намагниченность в течение долгого времени (лет и десятилетий).

Гибкие магнитные диски

Персональные компьютеры до недавнего времени комплектовались накопителем на гибких магнитных дисках (НГМД), который в прайс-листах называется FDD - Floppy Disk Drive (дисковод для флоппи-дисков). Сами флоппи-диски называют дискетами. Наиболее распространенный тип гибкого диска диаметром 3,5 дюйма (89 мм) вмещает 1,44 Мб информации.

Сам 3.5-дюймовый гибкий диск с нанесенным на него магнитным слоем заключен в жесткий пластмассовый конверт, который предохраняет дискету от механических повреждений и пыли.

Для доступа магнитных головок чтения-записи к дискете в ее пластмассовом корпусе имеется прорезь, которая закрывается металлической задвижкой. Задвижка автоматически отодвигается при установке дискеты в дисковод.

В центре дискеты имеется приспособление для захвата и обеспечения вращения диска внутри пластмассового корпуса. Дискета вставляется в дисковод, который вращает ее с постоянной угловой скоростью. При этом магнитная головка дисковода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска (трек), на которую и производится запись или с которой производится считывание информации.

сектор

трек

Обе стороны дискеты покрыты магнитным слоем и на каждой стороне имеется по 80 концентрических дорожек (треков) для записи данных. Каждая дорожка разбита на 18 секторов, и в каждый сектор можно записать блок данных размером 512 байт.

При выполнении операций чтения или записи дискета вращается в дисководе, а головки чтения-записи устанавливаются на нужную дорожку и получают доступ к указанному сектору.

Скорость записи и считывания информации составляет около 50 Кбайт/с. Дискета вращается в дисководе со скоростью 360 оборотов/мин.

В целях сохранения информации гибкие магнитные диски необходимо предохранять от воздействия сильных магнитных полей и нагревания, так как такие физические воздействия могут привести к размагничиванию носителя и потере информации.

Гибкие диски в настоящее время выходят из употребления.

Жесткие магнитные диски

Накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД) или, как его чаще называют, винчестер или жесткий диск (Hard Disk), является основным местом хранения данных в персональном компьютере. В прайс-листах винчестеры указываются как НDD - Hard Disk Drive (Дисковод жесткого диска).

Происхождение названия «винчестер» имеет две версии. Согласно первой, фирма IВM разработала накопитель на жестком диске, на каждой из сторон которого умещалось по 30 Мбайт информации, и который имел кодовое название 3030. Легенда гласит, что винтовка типа «Винчестер 3030» завоевала Запад. Такие же намерения были и у разработчиков устройства.

По другой версии, название устройства произошло от названия города Винчестер в Англии, где в лаборатории IBM была разработана технология изготовления плавающей головки для жестких дисков. Изготовленная по этой технологии головка чтения-записи благодаря своим аэродинамическим свойствам как бы плывет в потоке воздуха, который образуется при быстром вращении диска.

Винчестер представляет собой один или несколько жестких (алюминиевых, керамических или стеклянных) дисков, размещенных на одной оси, покрытых магнитным материалом, которые вместе с головками чтения-записи, электроникой и всей механикой, необходимой для вращения дисков и позиционирования головок заключены в неразборный герметичный корпус.

Укрепленные на шпинделе электродвигателя, диски вращаются с высокой скоростью (7 200 оборотов в минуту), а информация читается/записывается магнитными головками, количество которых соответствует числу поверхностей, используемых для хранения информации.

Скорость записи и считывания информации с жестких дисков достаточно велика - может достигать 300 Мбайт/с.

Ёмкость современных жёстких дисков (на ноябрь 2010 г.) достигает 3 000 ГБ (3 Терабайт).

Существуют переносные винчестеры - они устанавливаются не внутри системного блока, а подключаются к компьютеру через параллельный порт или через порт USB.

В жестких дисках используются достаточно хрупкие и миниатюрные элементы (пластины носителей, магнитные головки и пр.), поэтому в целях сохранения информации и работоспособности жесткие диски необходимо оберегать от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.

Пластиковые карты

В банковской системе большое распространение получили пластиковые карты. На них тоже используется магнитный принцип записи информации, с которой работают банкоматы, кассовые аппараты, связанные с информационной банковской системой.

24. Оптические цифровые носители информации. Флэш-память

Оптический принцип записи и считывания информации

Применение оптического, или лазерного, способа записи информации началось в 1980-х годах. Его появление связано с изобретением квантового генератора - лазера, источника очень тонкого (толщина порядка микрона) луча высокой энергии. Лазерный луч способен выжигать на поверхности плавкого материала двоичный код данных с очень высокой плотностью.

Считывание происходит в результате отражения от такой «перфорированной» поверхности лазерного луча с меньшей энергией («холодного» луча).

Данные записываются на спиральную дорожку, которая раскручивается от центра диска к его краю. Информация кодируется чередованием углублений и промежутков между ними на дорожке. Углубления не отражают лазерный луч (логический 0), а промежутки между углублениями его отражают (логическая 1).

Отраженные световые импульсы преобразуются с помощью фотоэлементов в электрические импульсы и по магистрали передаются в оперативную память.

При соблюдении правил хранения (хранения в футлярах в вертикальном положении) и эксплуатации (без нанесения царапин и загрязнений) оптические носители могут сохранять информацию в течение десятков лет.

Оптические диски

CD- и DVD-диски

Оптические CD-диски рассчитаны на использование инфракрасного лазера с длиной волны 780 нм и имеют информационную емкость 700 Мбайт.

Оптические DVD-диски рассчитаны на использование красного лазера с длиной волны 650 нм. Они имеют большую информационную емкость по сравнению с CD-дисками (4,7 Гбайт) за счет меньшей ширины и более плотного размещения оптических дорожек. DVD-диски могут быть двухслойными (емкость 8,5 Гбайт), при этом оба слоя имеют отражающую поверхность, несущую информацию.

В 2006 году на рынок поступили оптические диски (HP DVD и Blu-Ray), информационная емкость которых в 3-5 раз превосходит информационную емкость DVD-дисков за счет использования синего лазера с длиной волны 405 нанометров.

CD-ROM и DVD-ROM

На дисках CD-ROM и DVD-ROM хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна, что отражено во второй части их названий: ROM (Read Only Memory - память только для чтения). Производятся такие диски путем штамповки на дорожке микроскопических физических углублений (участков с плохой отражающей способностью).

CD-R и DVD±R

На дисках CD-R и DVD±R (R - recordable, записываемый) информация может быть записана, но только один раз. Данные записываются на диск лучом лазера повышенной мощности, который разрушает органический краситель записывающего слоя и меняет его отражательные свойства. Управляя мощностью лазера, на записывающем слое получают чередование темных и светлых пятен, которые при чтении интерпретируются как логические 0 и 1.

CD-RW и DVD±RW

На дисках CD-RW и DVD±RW (RW - Rewritable, перезаписываемый) информация может быть записана и стерта многократно. Записывающий слой изготавливается из специального сплава, который можно нагреванием приводить в два различных устойчивых агрегатных состояния - аморфное и кристаллическое. При записи (или стирании) луч лазера нагревает участок дорожки и переводит его в одно из устойчивых агрегатных состояний, которые характеризуются различной степенью прозрачности. При чтении луч лазера имеет меньшую мощность и не изменяет состояние записывающего слоя, а чередующиеся участки с различной прозрачностью интерпретируются как логические 0 и 1.

Оптические дисководы

Оптические CD- и DVD-дисководы используют лазер для чтения или записи информации. Скорость чтения/записи информации в оптических дисководах зависит от скорости вращения диска.

Первые CD-дисководы были односкоростными и обеспечивали скорость считывания информации 150 Кбайт/с. В настоящее время широкое распространение получили CD-дисководы, которые обеспечивают в 52 раза большую скорость чтения и записи дисков CD-R (до 7,8 Мбайт/с).

Запись CD-RW дисков производится на меньшей скорости (например, 32-кратной), поэтому CD-дисководы маркируются тремя числами «скорость чтения х скорость записи CD-R х скорость записи CD-RW» (например, «52x52x32»).

Первое поколение DVD-накопителей обеспечивало скорость считывания информации примерно 1,3 Мбайт/с. В настоящее время широкое распространение получили DVD-дисководы, которые обеспечивают в 16 раз большую скорость чтения (примерно 21 Мбайт/с), в 8 раз большую скорость записи DVD+R дисков и в 6 раз большую скорость записи DVD+RW дисков. DVD-дисководы маркируются тремя числами (например, «16x8x6»).

Флэш-память

Флэш-память - особый вид полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти:

• полупроводниковая (твердотельная) - не содержащая механически движущихся частей (как обычные жесткие диски или CD), построенная на основе полупроводниковых микросхем;

• энергонезависимая - не требующая дополнительной энергии для хранения данных (энергия требуется только для записи);

• перезаписываемая - допускающая изменение (перезапись) хранимых в ней данных.

Название флэш-памяти было дано во время разработки первых микросхем (в начале 1980-х годов) как характеристика скорости стирания флэш-памяти (от англ. «in а flash» - в мгновение ока).

Принцип записи и считывания информации на картах флэш-памяти. Во флэш-памяти для записи и считывания информации используются электрические сигналы. В простейшем случае каждая ячейка флэш-памяти хранит один бит информации и состоит из одного полевого транзистора.

Карты флэш-памяти

Флэш-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный плоский корпус. Микросхемы флэш-памяти могут содержать миллиарды ячеек, каждая из которых хранит 1 бит информации. Информационная емкость карт флэш-памяти может достигать нескольких Гбайт.

Информация, записанная на флэш-память, может храниться очень длительное время (от 20 до 100 лет) и способна выдерживать значительные механические нагрузки (в 5-10 раз превышающие предельно допустимые для жестких дисков). Флэш-память компактнее и потребляет значительно меньше энергии (примерно в 10-20 раз), чем магнитные и оптические дисководы.

Благодаря низкому энергопотреблению, компактности, долговечности и относительно высокому быстродействию, флэш-память идеально подходит для использования в качестве носителя информации в портативных устройствах: цифровых фото- и видеокамерах, сотовых телефонах, портативных компьютерах, МРЗ-плеерах и цифровых диктофонах.

Для считывания или записи информации карта памяти вставляется в специальные накопители (картридеры), встроенные в мобильные устройства или подключаемые к компьютеру через USB-порт.

USB флэш-диски (флэшки, флэш-брелоки)

Накопители на флэш-памяти представляет собой микросхему флэш-памяти, дополненную контроллером USB, и подключаются к последовательному порту USB. USB флэш-диски могут использоваться в качестве внешнего сменного носителя информации.

USB флэш-диски могут содержать переключатель защиты от записи, поддерживать парольную защиту, а также могут быть загрузочными. Некоторые USB флэш-диски имеют кроме индикатора работы жидкокристаллический экранчик, на котором отображается, сколько свободного места осталось на диске.

В последние годы активно ведутся работы по созданию еще более компактных носителей информации с использованием нанотехнологий, работающих на уровне атомов и молекул.

25. Многообразие внешних устройств, подключаемых к компьютеру. Устройства ввода информации. Клавиатура

Устройства ввода - оборудование, с помощью которого можно вводить данные: клавиатура, мышь, джойстик, трекбол, тачпад, световое перо, сенсорные экраны, сканеры, цифровые камеры ТВ-тюнеры, системы распознавания речи, сенсорные датчики.

Клавиатура

Универсальным устройством ввода информации является клавиатура. Клавиатура представляет собой матрицу клавиш, объединенных в единое целое, и электронный блок для преобразования нажатия клавиш в двоичный код. Клавиатура позволяет вводить числовую и текстовую информацию.

По конструктивному исполнению клавиатуры делятся на два основных вида: пленочные (мембранные) и механические. В пленочных клавиатурах при нажатии клавиши происходит соприкосновение двух тонких пленок.

В механических клавиатурах каждая клавиша имеет собственную пару механических контактов, закрепленных на общей печатной плате. Для возврата нажатой клавиши в исходное положение используется пружина. Механические клавиатуры долговечнее и надежнее пленочных клавиатур.

Независимо от типа и формы клавиатуры для персонального компьютера, она содержит практически один и тот же набор клавиш, которые назначению выделены в отдельные блоки: функциональные клавиши, блок пишущей машинки, дополнительная цифровая клавиатура, вспомогательные (служебные) клавиши.

Функциональные клавиши

Блок функциональных клавиш расположен в верхнем ряду клавиатуры. Функции каждой клавиши из этого блока определяются программой, с которой работает компьютер в данный момент.

[Fl] - традиционная клавиша «Помощь». При ее нажатии на экран во время работы практически любой программы будет выведен краткий справочник по ее основным функциям.

Блок пишущей машинки

Клавиши блока пишущей машинки служат для ввода текста (прописных и строчных букв, цифр и специальных знаков). Расположение латинских букв на клавиатуре обычно такое же, как на английской пишущей машинке, а букв кириллицы - как на русской пишущей машинке. Переключение с латинского алфавита на русский и обратно производится специальной комбинацией клавиш, например, в операционной системе Windows это могут быть комбинации клавиш [Alt]+[Shift] или [Ctrl]+[Shift].

[Enter] - ввод, нажатие этой клавиши дает указание «Выполнить» какую-либо из выбранных вами команд. В режиме набора текста - переход на следующий абзац, аналогичный «переводу каретки» на пишущей машинке.

[Backspace] или удаление последнего символа. В Проводнике Windows используется для перехода в папку более «высокого» уровня.

Дополнительная цифровая клавиатура

Цифры и знаки арифметических операций можно ввести с помощью клавиш блока пишущей машинки, но их гораздо удобнее вводить с клавиш цифрового блока, который расположен в правой части клавиатуры. Клавиши цифрового блока служат как для ввода цифр (при подсвеченном индикаторе [Num Lock], так и для редактирования текста и перемещения по документу (когда индикатор [Num Lock] не подсвечен).

[Num Lock] - (цифровой замок) - включает (повторное нажатие отключает дополнительную цифровую клавиатуру).

Вспомогательные (служебные) клавиши

При работе на персональном компьютере приходится довольно часто нажимать различные комбинации клавиш. Существует множество комбинаций клавиш, одновременное нажатие которых приводит к выдаче в компьютере определенных кодов, называемых расширенными кодами клавиш.

В клавиатурах ПК реализуется функция повторения, обеспечивающая многократную выдачу кода нажатия клавиши, если удерживать ее в утопленном состоянии.

В отдельном блоке расположены:

, , , - четыре клавиши управления курсором (стрелки);

клавиши редактирования текста

[Insert] - (вставка), переключает два режима ввода символов: вставка и замена;

[Delete] или [Del] - удаление, используется для удаления символа, находящегося справа от курсора, клавиша удаления выделенного текста, файла и т. д.

и клавиши перемещения по документу

[Home] - перемещает курсор в начало (левый край) строки;

[End] - перемещает курсор в конец (правый край) строки;

[Page Up] - страница вверх, перелистывает текст на страницу вверх;

[Page Down] - страница вниз, перелистывает текст на страницу вниз.

Перечислим значения остальных клавиш:

[Esc] - (от escape - отменить), прекратить выполнение операции.

[Caps Lock] - фиксирует режим ввода ПРОПИСНЫХ БУКВ. При нажатой клавише весь печатаемый вами тест будет набираться прописными буквами.

Shift - при работе в текстовом режиме нажатие этой клавиши одновременно с буквенной выдаст вам большую, ПРОПИСНУЮ букву.

[ТаЬ] - вставка табуляции (отступа до заранее заданной позиции). В Windows используется для переключения между элементами окна без помощи мышки).

[Print Screen] - эта кнопка позволяет сделать «снимок» с экрана компьютера, помещая его в «буфер обмена». В дальнейшем вы можете сохранить его, с помощью любого графического редактора, в виде файла.

В настоящее время появилось множество новых, «эргономичных» клавиатур самых причудливых форм: как бы «разломанных» надвое, изогнутых, снабженных подставками для кистей и так далее. Ряд изменений связан с эргономическими показателями, то есть с необходимостью соответствия новых клавиатур современным требованиям медицины. Было замечено, что при каждодневной интенсивной работе со старыми плоскими клавиатурами у «операторов ЭВМ» начинало развиваться профессиональное заболевание кистей рук.

Все более популярными становятся беспроводные клавиатуры на ИК (инфракрасных) лучах, не требующие шнура для подключения к системному блоку. Передача сигналов с такой клавиатуры осуществляется по принципу, аналогичному «дистанционному управлению». В беспроводном режиме клавиатура может работать на расстоянии до четырех метров от компьютера, а устойчивый захват сигнала обеспечивается в зоне 120 градусов по горизонтали и 160 градусов по вертикали. На одном комплекте батареек беспроводная клавиатура может работать не менее 100 часов.

Для подключения клавиатуры к компьютеру на задней панели системного блока есть специальный разъем. Этот разъем бывает двух типов: круглый 5-контактный разъем АТ и тоже круглый, но меньшего размера, 6-контактный разъем PS/2. Если разъем вашей клавиатуры не подходит к разъему на системном блоке, то это легко поправимо: существуют специальные переходники для подключения клавиатур с разъемом PS/2 к разъему АТ и наоборот.

Современные клавиатуры могут подключаться еще к шине USB - Universal Serial Bus (Универсальная последовательная шина), где используется специальный плоский разъем.

Сегодня круг обязанностей клавиатуры едва ли не целиком и полностью ограничивается вводом текста и цифр. А все функции по управлению, отданию команд с приходом «графического интерфейса» успешно выполняет мышь.

26. Устройства ввода информации. Координатные устройства ввода (мышь, тачпад, дигитайзер, игровые манипуляторы)

Устройства ввода - оборудование, с помощью которого можно вводить данные: клавиатура, мышь, джойстик, трекбол, тачпад, световое перо, сенсорные экраны, сканеры, цифровые камеры ТВ-тюнеры, системы распознавания речи, сенсорные датчики.

1. Координатные устройства ввода

Для ввода графической информации и для работы с графическим интерфейсом программ используются координатные устройства ввода информации: манипуляторы (мышь, трекбол), сенсорные панели тачпад и графические планшеты.

Мышь

Мышь - это манипулятор, предназначенный для ввода информации в компьютер.

Мышь представляет собой небольшую пластмассовую коробочку с двумя или тремя кнопками, соединенную с компьютером тонким длинным кабелем.

Изобретена мышка была задолго до появления персонального компьютера. Еще в 1968 году чудаковатый гений Дуглас Энгельбарт впервые продемонстрировал публике... скажем так, бабушку всех сегодняшних мышей, походившую на большой утюг на двух деревянных колесиках. Естественно, выйти на рынок в таком виде мышь просто не могла. А потому изобретению Энгельбарта пришлось на десятилетие залечь в долгий ящик, и выйти на свет божий, уже в более совершенном и компактном обличье, только в конце 70-х, дабы стать достойным украшением только что родившегося компьютера Apple Macintosh. Именно на этом компьютере впервые появился полноценный графический интерфейс, где все команды пользователи отдавали с помощью щелчков по картинкам-пиктограммам на экране. IBM РС обзавелся этим удобством гораздо позже а потому и мышь появилась в его комплекте лишь к середине 80-х годов.

В программах, использующих мышь, на экране монитора отображается стрелка - указатель мыши, который перемещается по экрану одновременно с перемещением мыши по поверхности стола или коврика.

Мыши бывают с двумя или тремя кнопками. У некоторых мышей на месте третьей (средней) кнопки находится колесико, которое можно и прокручивать, и нажимать, как обычную кнопку. Третья кнопка раньше использовалась только небольшим количеством программ, но сейчас она широко используется в программах для редактирования текста и таблиц, при работе в сети Интернет. Часто при просмотре и редактировании текста на экране помещается только его часть, а с помощью третьей кнопки или колесика текст можно сдвинуть вверх или вниз, чтобы увидеть нужный фрагмент текста - это называется скроллингом или прокруткой.

По конструктивному исполнению мыши бывают оптико-механические и оптические.

В оптико-механических манипуляторах мышь и трекбол основным рабочим органом является массивный шар (металлический, покрытый резиной). У мыши он вращается при перемещении ее корпуса по горизонтальной поверхности, а у трекбола вращается непосредственно рукой.

Вращение шара передается двум пластмассовым валам, положение которых с большой точностью считывается инфракрасными оптопарами (то есть парами «светоизлучатель-фотоприемник») и затем преобразуется в электрический сигнал, управляющий движением указателя мыши (курсора) на экране монитора.

Главным «врагом» мыши является загрязнение, а способом борьбы с ним - использование специального «мышиного» коврика.

В настоящее время широкое распространение получили оптические мыши, в которых нет механических частей. Источник света, размещенный внутри мыши, освещает поверхность, а отраженный свет фиксируется фотоприемником и преобразуется в перемещение курсора на экране.

Разрешающая способность мышей обычно составляет около 600 dpi (dot per inch - точек на дюйм). Это означает, что при перемещении мыши на 1 дюйм (1 дюйм = 2,54 см) указатель мыши на экране перемещается на 600 точек.

Современные модели мышей и трекболов часто являются беспроводными, то есть подключаются к компьютеру без помощи кабеля. В таких моделях для связи с компьютером вместо кабеля используются инфракрасные лучи.

Разъем для подключения мыши к компьютеру может быть двух видов: СОМ и PS/2. В последнее время наиболее популярны мыши с интерфейсом USB.

Программная поддержка. Драйвер мыши поставляется вместе с устройством. Современные операционные системы содержат драйверы для большинства манипуляторов этого типа и автоматически при включении компьютера подбирают наиболее подходящий из них.

Сенсорная панель тачпад

Тачпа́д (англ. touchpad - сенсорная площадка), сенсорная панель.

- указательное устройство ввода, применяемое, чаще всего, в ноутбуках.

Перемещение пальца по поверхности сенсорной панели преобразуется в перемещение курсора на экране монитора. Нажатие на поверхность сенсорной панели эквивалентно нажатию на кнопку мыши. Работа тачпадов основана на измерении ёмкости пальца или измерении ёмкости между сенсорами. Ёмкостные сенсоры расположены вдоль вертикальной и горизонтальной осей тачпада, что позволяет определить положение пальца с нужной точностью.

Поскольку работа устройства основана на измерении ёмкости, тачпад не будет работать, если водить по нему каким-либо непроводящим предметом, например, основанием карандаша.

Графические планшеты (дигитайзер)

Для рисования и ввода рукописного текста используются графические планшеты. С помощью специальной ручки можно чертить, рисовать схемы, добавлять заметки и подписи к электронным документам.

Графический планшет или дигитайзер - ежедневно и ежечасно использует в работе уважающий себя компьютерный художник. В большинстве компьютерных программ «виртуальной кистью» служит курсор мышки. Не слишком удобное орудие - повышенной чувствительностью мышь не отличается, точную и плавную линию ею не проведешь. Да и держать ее не так привычно, как обычный карандаш.

Дигитайзер оборудован чувствительной поверхностью, которая передает точные координаты «точки соприкосновения» с пером в компьютер. Тесный контакт пера с рабочей поверхностью планшета при этом не обязателен - между ним может находиться лист бумаги. Именно это качество графического планшета делает возможным не только создание новых иллюстраций, но и перенос в компьютер старых рисунков - их надо просто положить на планшет под специальную пленку и обвести контуры рисунка пером.

У графического планшета, как и у сканера, два важных параметра - размер рабочей поверхности и разрешающая способность.

Размер планшета может колебаться от стандартного формата машинописной страницы А4 до размера большого газетного листа.

Поскольку при работе с графическим планшетом приходится иметь дело не столько с точечным изображением, сколько с отдельными линиями, то и разрешающая способность планшета выражается не в точках, а в линиях на дюйм (lpi). Необходимая величина для среднего пользователя - в районе 100 lpi, ну а современные планшеты поддерживают до 2540 lpi.

Ведущая фирма-производитель - Wacom - исконный властелина на рынке графических планшетов.

Игровые манипуляторы (джойстики)

Палочка-игралочка - примерно так можно было бы перевести с английского название этого приспособления, отдаленного родственника мыши и более близкого сородича гашетки и штурвала самолета.

Создавался джойстик в сугубо военных целях: в то время еще не шла речь о массовых играх - имитаторах самолета или танка. Зато такие «игрушки» в изобилии применялись на специальных тренажерах, обучающих молодых военных правильному обращению с техникой. Тогда же было сформулировано главное качество джойстика: он должен максимально близко походить на реальные средства управления той или иной машиной.

Любой джойстик состоит из двух элементов: координатной части - ручки или руля, перемещение которой меняет положение вашего виртуального двойника или машины в пространстве, - и функциональных кнопок. Число кнопок может различаться от 3 до 6, и большинству из них - кроме главной кнопки - «Огонь» или гашетки - можно в зависимости от игры присвоить разные значения: смена оружия, коробка скоростей и так далее.

Сегодня существует множество видов джойстиков, абсолютно не похожих друг на друга. Рули с педалями для поклонников автогонок, штурвалы - для «леталок», «геймпады» (игровые доски) - для поклонников «бегательных» аркадных игр и т.д.

27. Устройства ввода информации. Сканер. Цифровые камеры и ТВ-тюнеры. Сенсорный экран. Средства речевого ввода. MIDI-клавиатура

Сканер

Сканирование - преобразование изображений (фотографий, рисунков, слайдов), а также текстовых документов в цифровой, компьютерный вид.

Сканируемое изображение освещается белым светом (черно-белые сканеры) или тремя цветами - красным, зеленым и синим (цветные сканеры). Отраженный свет проецируется на линейку фотоэлементов, которая движется, последовательно считывает изображение и преобразует его в компьютерный формат. В отсканированном изображении количество различаемых цветов может достигать десятков миллиардов.

Системы распознавания текстовой информации позволяют преобразовать отсканированный текст из графического формата в текстовый. Такие системы способны распознавать текстовые документы на различных языках, представленные в различных формах (например, таблицах) и с различным качеством печати (начиная от машинописных документов).

Разрешающая способность сканеров составляет 600 dpi и выше, то есть на полоске изображения длиной 1 дюйм сканер может распознать 600 и более точек.

Сканеры представляют собой что-то вроде большого планшета. Бумажный лист с изображением или текстом кладется на прозрачную стеклянную поверхность, под которой «снует» распознающий элемент сканера, прибор закрывается крышкой. А дальше сканер сделает все сам - так же, как работает ксерокс. Вот только на выходе получится не бумажная, а цифровая копия картинки - файл.

Как правило, сканеры работают с форматом картинки А4 - стандартной машинописной страницы. Есть сканеры формата А3 и даже А2.

Существуют еще и протяжные сканеры, которые так называются потому, что сканируемый лист протягивается сквозь эти устройства с помощью специального механизма (по точно такому же принципу работает факс).

Цифровые камеры

Цифровые камеры (видеокамеры и фотоаппараты) позволяют получать видеоизображение и фотоснимки непосредственно в цифровом (компьютерном) формате.

Цифровые видеокамеры могут быть подключены к компьютеру, что позволяет сохранять видеозаписи в компьютерном формате.

С помощью Web-камер и быстрых локальных сетей, можно в любой момент устроить совещание со своими сотрудниками, не отрывая их от рабочих мест.

Помимо очевидного применения в видеоконференцсвязи, вебкамеры быстро обрели популярность в качестве средства, позволяющего одним пользователям Интернета созерцать мир через камеры, подключённые к Интернету другими пользователями.

Существуют камеры, транслирующие через Интернет изображения птичьих гнёзд, городских улиц, частных жилищ, сельской местности, офисов, городских панорам, извергающихся вулканов, канатных дорог и т. п. На сегодняшний день веб-камеры есть даже в космосе (например, на Международной космической станции).

Цифровые фотоаппараты позволяют получать высококачественные фотографии с разрешением до 2272x1704 точек (всего до 3,9 млн. пикселей). Для хранения фотографий используются модули flash-памяти или жесткие диски очень маленького размера. Запись изображений на жесткий диск компьютера может осуществляться путем подключения камеры к компьютеру.

ТВ-тюнер

Если установить в компьютер специальную плату (ТВ-тюнер) и подключить к ее входу телевизионную антенну, то появляется возможность просматривать телевизионные передачи непосредственно на компьютере.

Сенсорный экран

Сенсорный экран - предназначен для управления устройствами с помощью простого прикосновения к экрану.

Сенсорные экраны зарекомендовали себя как наиболее удобный способ взаимодействия человека с машиной. Применение сенсорных экранов имеет ряд преимуществ, недоступных при использовании любых других устройств ввода: повышенную надёжность, устойчивость к жёстким внешним воздействиям, интуитивно понятный интерфейс.

Сенсорные экраны используются в платежных терминалах, информационных киосках, оборудовании для автоматизации торговли, карманных компьютерах, операторских панелях в промышленности.

Сенсорный экран представляет собой стеклянную конструкцию, размещаемую на поверхности дисплея, отображающего систему навигации. Выбор необходимой функции системы происходит при прикосновении к соответствующему изображению на экране. Контроллер сенсорного экрана обрабатывает координаты точки прикосновения и передает их в компьютер. Специальное программное обеспечение запускает выбранную функцию.

Средства речевого ввода

Средства речевого ввода позволяют пользователю вместо клавиатуры, мыши и других устройств использовать речевые команды (или проговаривать текст, который должен быть заранее занесен в память компьютера). Возможности таких устройств пока достаточно ограничены, хотя они постоянно совершенствуются (особенно программное обеспечение). Понятно, что для этого необходимо и дополнительное аппаратное обеспечение, среди которых есть такие устройства, как микрофон и цифровые камеры. Зачастую это совмещенные устройства (или с наушниками, или с видеокамерами).

Многие специалисты связывают с прогрессом устройств речевого и визуального ввода будущее компьютерной техники, считая такие устройства ведущими элементами ее интеллектуализации.

MIDI-клавиатура

Звуковая карта производит преобразование звука из аналоговой формы в цифровую. Для ввода звуковой информации используется микрофон, который подключается к входу звуковой карты. Звуковая карта имеет также возможность синтезировать звук (в ее памяти хранятся звуки различных музыкальных инструментов, которые она может воспроизводить).

Звуковые карты могут работать со звуком стандарта MIDI, синтезируя звучание самых различных инструментов, от фортепиано до целого оркестра.

Чтобы самому ввести в компьютер MIDI - мелодию, потребуется MIDI-клавиатура, подключаемая к звуковой карте через обычный разъем для джойстика.

В отличие от синтезаторов, МIDI-клавиатура сама не в состоянии издать ни звука: она лишена всякой «начинки» для создания звука. Роль клавиатуры - отдавать встроенному синтезатору команды: какую ноту какой длительности и на каком инструменте компьютеру следует воспроизвести.

Любой домашний компьютер, снабженный более-менее приличной звуковой картой, таит в себе возможности профессиональной музыкальной студии.

28. Устройства вывода информации. Мониторы

Монитор

Монитор в персональном компьютере является универсальным устройством вывода графической и текстовой информации.

С экраном монитора мы постоянно контактируем во время работы. От его размера и качества зависит, насколько будет комфортно нашим глазам.

И потому именно к монитору предъявляются едва ли не самые строгие требования в области эргономики, безопасности и удобства для человека.

Монитор подключается к видеокарте, установленной в компьютере.

Изображение в компьютерном формате (в виде последовательностей нулей и единиц) хранится в видеопамяти, размещенной на видеокарте.

Изображение на экране монитора формируется путем считывания содержимого видеопамяти и отображения его на экран.

Частота считывания изображения влияет на стабильность изображения на экране.

В современных мониторах обновление изображения происходит обычно с частотой 75 и более раз в секунду, что обеспечивает комфортность восприятия изображения пользователем компьютера (человек не замечает мерцание изображения).

Для сравнения можно напомнить, что частота смены кадров в кино составляет 24 кадра в секунду.

Виды мониторов

Монитор на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ)

В настольных компьютерах раньше использовались мониторы на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ). Такой монитор по принципу работы не отличается от обычного телевизора. Изображение на экране монитора создается пучком электронов, испускаемых электронной пушкой.

Этот пучок электронов разгоняется высоким электрическим напряжением (десятки киловольт) и падает на внутреннюю поверхность экрана, покрытую люминофором (веществом, светящимся под воздействием пучка электронов).

Каждая точка экрана светится одним из трех цветов - красным, зеленым, синим.

Система управления пучком заставляет пробегать его построчно весь экран (создает растр), а также регулирует его интенсивность (соответственно яркость свечения точки люминофора). Пользователь видит изображение на экране монитора.

Однако монитор является также источником высокого статического электрического потенциала, электромагнитного и рентгеновского излучений, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека.

Мониторы на основе жидкокристаллической матрицы (ЖК)

LCD (Liquid Crystal Display) - жидкокристаллические мониторы сделаны из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам.

Фактически это жидкости, обладающие анизотропией свойств (в частности, оптических), связанных с упорядоченностью в ориентации молекул.

Анизотропия - зависимость физических свойств от направления внутри кристалла.

Молекулы жидких кристаллов под воздействием электрического напряжения могут изменять свою ориентацию и вследствие этого изменять свойства светового луча, проходящего сквозь них.

Точки на экране ЖК-монитора формирует множество миниатюрных жидкокристаллических элементов, меняющих свои цветовые характеристики под действием подаваемого на них тока.

В современных активных или TFT-матрицах (Ти-Эф-Ти - Thin-Film Transistor - транзисторы на тонких пленках) каждый мельчайший ЖК-элемент экрана (пиксель) имеет при себе «контролера» - специальный транзистор, отдающий команды только ему. Вследствие этого «картинка» на TFT-мониторах способна меняться практически мгновенно.

Преимущество ЖК-мониторов перед мониторами на ЭЛТ состоит в отсутствии вредных для человека электромагнитных излучений, компактности, низком энергопотреблении.

Плазменные мониторы

Изображение в плазменном мониторе формирует плазма, меняющая свой цвет под воздействием тока. Яркость красок, контрастность, четкость не уступают мониторам на базе ЭЛТ, а размеры и энергопотребление сравнимо с ЖК-мониторами.

Характеристики мониторов

Размер диагонали экрана. Мониторы могут иметь различный размер экрана.

Размер диагонали экрана измеряется в дюймах (1 дюйм = 2,54 см) и обычно составляет 14², 15², 17², 19², 21².

Как правило, чем больше экран монитора, тем выше его качество и тем больше информации он может отобразить.

Размер точки изображения

Величина минимальной точки изображения («зерна» или пикселя) экрана - измеряется в десятых долях миллиметра (0,22 - 0,28 мм). Качество изображения тем выше, чем меньше размер точки изображения.

Величина точки изображения на 17-дюймовых ЭЛТ-мониторах - от 0, 27 до 0,21 мм. У ЖК-мониторов размер пикселя чуть больше - 0,28-0,29 мм, что приводит к меньшей четкости изображения.

Разрешающая способность - обозначает количество точек (пикселей) по горизонтали на количество точек по вертикали.

Чем больше разрешающая способность, тем более качественным будет изображение.

Максимальная частота развертки - частота смены кадров, частота регенерации.

Чем выше частота развертки, тем меньше будет «рябить» экран монитора.

Частота развертки измеряется в Герцах (Гц).

Например, частота регенерации 75 Гц означает, что изображение на экране обновляется 75 раз в секунду.

Рекомендуемая частота смены кадров - 80 Гц, еще лучше 85 Гц. Для ЖК-мониторов норма - 75 Гц.

29. Устройства вывода информации. Принтеры. Плоттеры. Акустические системы

Принтеры

Принтеры предназначены для вывода на бумагу (создания «твердой копии») числовой, текстовой и графической информации. Существует много различных типов принтеров. Наиболее распространены матричные, струйные и лазерные принтеры.

Типы принтеров

Матричные принтеры

Матричные принтеры - это принтеры ударного действия.

Печатающая головка матричного принтера состоит из вертикального столбца маленьких стержней (обычно 9 или 24), которые под воздействием магнитного поля «выталкиваются» из головки и ударяют по бумаге (через красящую ленту).

Перемещаясь, печатающая головка оставляет на бумаге строку символов.

Недостатки матричных принтеров состоят в том, что они печатают медленно, производят много шума и качество печати оставляет желать лучшего (соответствует примерно качеству пишущей машинки).

Струйные принтеры

Струйные принтеры (черно-белые и цветные) - это принтеры безударного действия.

В них используется чернильная печатающая головка, которая под давлением выбрасывает чернила из ряда мельчайших отверстий на бумагу. Перемещаясь вдоль бумаги, печатающая головка оставляет строку символов или полоску изображения.

Струйные принтеры могут печатать достаточно быстро (до нескольких страниц в минуту) и производят мало шума. Качество печати (в том числе и цветной) определяется разрешающей способностью струйных принтеров.

Лазерные принтеры

Лазерные принтеры - «двоюродные братья» копиров (ксероксов) - обеспечивают практически бесшумную печать.

Высокую скорость печати (до 40 страниц в минуту, эта цифра постоянно растет) лазерные принтеры достигают за счет постраничной печати, при которой страница печатается сразу целиком.

Высокое типографское качество печати лазерных принтеров обеспечивается за счет высокой разрешающей способности, которая может достигать 1200 dpi и более.

В лазерных принтерах изображение формируется сначала на специальном барабане. Участки барабана, соответствующие изображению, электризуются с помощью лазерного луча по командам из компьютера.

Затем к наэлектризованным участкам барабана притягиваются частички краски (тонера), и краска переносится с барабана на бумагу. Краска закрепляется на бумаге при нагревании.

Лазерные принтеры требовательны к качеству бумаги. Существует цветные лазерные принтеры.

Характеристики принтеров

Разрешающая способность

Разрешающая способность принтера исчисляется в точках на дюйм, сокращенно dpi.

Средний показатель струйного принтера - 600 dpi, но в дорогих моделях может достигать фотографического качества - 2400 dpi. Это означает, что полоска изображения по горизонтали длиной в 1 дюйм формируется из 2400 точек (чернильных капель).

У лазерного принтера разрешающая способность - до 1200 dpi (точек на дюйм).

Скорость печати

Скорость печати большинства струйных принтеров - 3-5 стандартных текстовых страницы в минуту. Печать полноцветных иллюстраций требует до 5 минут на страницу. У лазерных принтеров средняя скорость печати составляет от 7 до 15 страниц в минуту.

Расходные материалы (картриджи)

Картриджа для струйного принтера хватает на 100 -200 листов черно-белой печати, цветной картридж заканчивается еще быстрее.

Картридж для лазерного принтера рассчитан на печать 1500 - 3000 страниц.

Плоттер

Для вывода сложных и широкоформатных графических объектов (плакатов, чертежей, электрических и электронных схем и пр.) используются специальные устройства вывода - плоттеры. Принцип действия плоттера такой же, как и струйного принтера.

Акустические системы

Для прослушивания звука используются акустические колонки или наушники, которые подключаются к выходу звуковой платы.

Варианты акустических систем:

2 колонки - стандартная стереосистема;

3 колонки - 2 обычные и усилитель низких частот (сабвуфер) - идеальный вариант для прослушивания музыки с AudioCD или МР3.

4 или 5 колонок - система с поддержкой трехмерного, объемного звучания - выбор игроманов и любителей компьютерного видео.

6 колонок - система «домашнего театра», предназначена, в основном, для воспроизведения DVD-звука.

30. Виды программного обеспечения компьютеров. Системное и прикладное ПО

Программное обеспечение (Software - мягкая оснастка) - неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств. Сфера применения конкретного компьютера определяется созданным для него программным обеспечением.

Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области применения. Все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютерах программах. Программное обеспечение современных компьютеров включает миллионы программ - от игровых до научных.

Программа - результат интеллектуального труда, для которого характерно творчество. В любой программе присутствует индивидуальность ее разработчика, программа отражает определенную степень искусства программиста.

Классификация программного обеспечения

Все программы, работающие на компьютере, можно условно разделить на три категории:

• системные программы;

• прикладные программы (приложения);

• системы программирования.

Системное программное обеспечение

Системные программы выполняются вместе с прикладными и служат для управления ресурсами компьютера - центральным процессором, памятью, вводом-выводом.

Это программы общего пользования, которые предназначены для всех пользователей компьютера.

Основные функции системного программного обеспечения:

• управление ресурсами компьютера;

• создание копий используемой информации;

• проверка работоспособности устройств компьютера;

• выдача справочной информации о компьютере и др.

Системное программное обеспечение разрабатывается так, чтобы компьютер мог эффективно выполнять прикладные программы.

Среди десятков тысяч системных программ особое место занимают операционные системы, которые обеспечивают управление ресурсами компьютера с целью их эффективного использования.

Операционная система - это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого - организация взаимодействия пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.

Операционная система обеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам.

Важными классами системных программ являются также программы вспомогательного назначения - утилиты (лат. utilitas - польза). Они либо расширяют и дополняют соответствующие возможности операционной системы, либо решают самостоятельные важные задачи.

Прикладное программное обеспечение

Прикладная программа - это любая конкретная программа, способствующая решению какой-либо задачи в пределах данной проблемной области.

Например, там, где на компьютер возложена задача контроля за финансовой деятельностью какой-либо фирмы, прикладной будет программа подготовки платежных ведомостей.

Прикладные программы могут использоваться либо автономно, то есть решать поставленную задачу без помощи других программ, либо в составе программных комплексов или пакетов.

Прикладное ПО функционирует под управлением определенной операционной системы.

Так, текстовый редактор Word является приложением операционной системы Windows.

Практически каждый пользователь компьютера нуждается в приложениях общего назначения, к числу которых относятся: текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных, а также приложения для создания мультимедиа-презентаций.

Прикладное ПО (приложения) позволяют пользователю обрабатывать текстовую, графическую, числовую, аудио- и видеоинформацию, а также работать в компьютерных сетях, не владея программированием.

Наиболее распространенными в настоящее время пакетами приложений общего назначения являются Microsoft Office и Star Office.

Графические редакторы - это программы создания, редактирования и просмотра графических изображений: стандартное приложение Paint, мощная профессиональная графическая система Adobe Photoshop, профессиональная векторная графическая система CorelDRAW.

Текстовые редакторы - используются для обработки текстовой информации на компьютере, позволяют создавать, редактировать, форматировать, сохранять и распечатывать документы.

Приложение Windows Блокнот позволяет редактировать текст и осуществлять простейшее форматирование шрифта.

Microsoft Word и StarOffice Writer имеют широкий спектр возможностей по созданию документов.

Для подготовки к изданию книг, журналов и газет в процессе макетирования издания используются мощные программы обработки текста - настольные издательские системы (например, Adobe PageMaker).

Для подготовки к публикации в Интернете Web-страниц и Web-сайтов используются специализированные приложения (например, Microsoft FrontPage).

Электронные таблицы: позволяют обрабатывать большие массивы числовых данных, например результаты экспериментов, статистические данные, осуществлять сортировку и поиск данных, наглядно отображать зависимости между данными в виде диаграмм и графиков. Наибольшее распространение получили электронные таблицы Microsoft Excel и StarCalc.

Базы данных: представляют собой информационные модели, содержащие данные об объектах и их свойствах. Например, база данных «Записная книжка», библиотечный каталог и т.д.

Системы управления базами данных (СУБД) - программы, управляющие хранением и обработкой данных: создают базы данных, выполняют операции поиска и сортировки данных. Системой управления базами данных является приложение Access, входящее в Microsoft Office.

В связи со стремительным развитием глобальных и локальных компьютерных сетей все большее значение приобретают различные коммуникационные программы. В последнее время разработчики операционных систем включают коммуникационные программы в состав операционной системы.

В отдельную группу в связи с широким распространением компьютерных вирусов можно отнести антивирусные программы.

Для профессионального использования существуют системы компьютерной графики, системы автоматизированного проектирования (САПР), бухгалтерские программы, компьютерные словари, системы автоматического перевода и др.

Все большее число пользователей работают с обучающими программами для самообразования или в учебном процессе: программы обучения иностранным языкам, программы-репетиторы, тесты и т.д.

Большую пользу приносят различные мультимедиа-приложения (энциклопедии, справочники), которые содержат большой объем информации и средства ее быстрого поиска.

Большое количество пользователей начинают знакомство с компьютером с компьютерных игр, которые бывают самых различных типов: логические, стратегические и т.д.

31. Виды программного обеспечения компьютеров. Системы программирования

Виды программного обеспечения компьютеров - см. №30

Системы программирования

Системы программирования - являются инструментами для программистов-профессионалов и позволяют разрабатывать программы на различных языках программирования.

На заре компьютерной эры, в 40-50-е годы, программы разрабатывались непосредственно на машинном языке (языке программирования низкого уровня), то есть на том языке, который «понимает» процессор. Программы на языке программирования низкого уровня представляли собой очень длинные последовательности нулей и единиц, в которых человеку разобраться было очень трудно.

В 60-е годы началась разработка языков программирования высокого уровня (Алгол, Фортран, Basic, Pascal и др.), которые позволили существенно облегчить работу программистов.

Языки программирования высокого уровня - позволяют создавать программы в привычном для человека виде (в виде предложений). Такие языки программирования строились на основе использования определенного алфавита и строгих правил построения предложений (синтаксиса).

Наиболее широко распространенным типом языков программирования высокого уровня являются процедурные языки. В таких языках широко используются управляющие конструкции (операторы), которые позволяют закодировать различные алгоритмические структуры (линейную, ветвление, цикл).

Одним из первых процедурных языков программирования был известный всем Бейсик (Basic), созданный в 1964 году. В течение последующего времени Бейсик развивался, появлялись его различные версии (MSX-Basic, Q-Basic, H-Basic, GW-Basic и др.). Другим широко распространенным языком программирования алгоритмического типа является Pascal.

В настоящее время наибольшей популярностью пользуются системы объектно-ориентированного визуального программирования Microsoft Visual Basic и Borland Delphi. Для создания приложений в среде Windows&Office используется язык программирования Visual Basic for Applications (VBA).

Интерпретаторы и компиляторы

Для того чтобы процессор мог выполнить программу, эта программа и данные, с которыми она работает, должны быть загружены в оперативную память.

Итак, мы создали программу на языке программирования (некоторый текст) и загрузили ее в оперативную память. Теперь мы хотим, чтобы процессор ее выполнил, однако процессор «понимает» команды только на машинном языке, а наша программа написана на языке программирования.

Необходимо, чтобы в оперативной памяти находилась программа-переводчик (транслятор), автоматически переводящая программу с языка программирования на машинный язык. Компьютер может выполнять программы, написанные только на том языке программирования, транслятор которого размещен в оперативной памяти компьютера.

Трансляторы языков программирования бывают двух типов: интерпретаторы и компиляторы.

Интерпретатор - это программа, которая обеспечивает последовательный перевод инструкций программы на машинный язык и их выполнение.

Поэтому при каждом запуске программы на выполнение эта процедура повторяется. Достоинством интерпретаторов является удобство отладки программы (поиска в ней ошибок), так как возможно пошаговое ее выполнение, а недостатком - сравнительно малая скорость выполнения.

Компилятор действует иначе, он переводит весь текст программы на машинный язык и сохраняет его в исполнимом файле (обычно с расширением exe). Затем этот уже готовый к выполнению файл, записанный на машинном языке, можно запускать на исполнение многократно.

Достоинством компиляторов является большая скорость выполнения программы, а недостатком - трудоемкость отладки, так как невозможно пошаговое выполнение программы.

Современные системы программирования, и в том числе Visual Basic, позволяют работать в режиме как интерпретатора, так и компилятора. На этапе разработки и отладки программы используется режим интерпретатора, а для получения готовой исполняемой программы - режим компилятора.

Билет 32 (1). Операционная система

Операционная система - царица программ.

Операционная система является базовой и необходимой составляющей программного обеспечения компьютера, без нее компьютер не может работать в принципе.

Компьютер выполняет действия в соответствии с предписаниями программы, созданной на одном из языков программирования. При работе пользователя на компьютере часто возникает необходимость выполнить операции с прикладной программой в целом, организовать работу внешних устройств, проверить работу различных блоков, скопировать информацию и т.п.

Программы, организующие работу устройств и не связанные со спецификой решаемой задачи, вошли в состав комплекса программ, названного операционной системой.

Операционная система - комплекс программных средств, обеспечивающий выполнение запросов пользователя (и его программ) и управление аппаратной частью компьютера.

Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, выполняемыми программами и пользователем.

Операционные системы разные, но их назначение и функции одинаковы.

С 1990-х наиболее распространёнными операционными системами являются ОС семейства Microsoft Windows и системы класса UNIX (особенно Linux и Mac OS (для ПК фирмы Apple)).

На IBM-совместимых персональных компьютерах используются операционные системы корпорации Microsoft Windows 9х/МЕ, Windows XP, Windows Vista, Windows 7, разрабатывается Window 8.

Операционная система, является инструментом позволяющим производить различные операции с информацией хранящейся в компьютере, такие как создание, удаление, редактирование или перемещение и обеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам.

Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, выполняемыми программами и пользователем.

В функции операционной системы входит:

• осуществление диалога с пользователем;

• ввод-вывод и управление данными;

• планирование и организация процесса обработки программ;

• распределение ресурсов (оперативной памяти, процессора, внешних устройств);

• запуск программ на выполнение;

• всевозможные вспомогательные операции обслуживания;

• передача информации между различными внутренними устройствами;

• программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).

Современные операционные системы имеют сложную структуру, каждый элемент которой выполняет определенные функции по управлению компьютером.

Управление файловой системой

Процесс работы компьютера в определенном смысле сводится к обмену файлами между устройствами. В операционной системе имеются программные модули, управляющие файловой системой.

Командный процессор

В состав операционной системы входит специальная программа - командный процессор, - который осуществляет анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск.

Драйверы устройств

К магистрали компьютера подключаются различные устройства (дисководы, монитор, клавиатура, мышь, принтер и др.). Каждое устройство выполняет определенную функцию.

В состав операционной системы входят драйверы устройств, - специальные программы, которые обеспечивают управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами, а также позволяют производить настройку некоторых параметров устройств. Каждому устройству соответствует свой драйвер.

В процессе установки Windows определяет тип и конкретную модель установленного устройства и подключает необходимый для его функционирования драйвер. При включении компьютера производится загрузка драйверов в оперативную память.

Графический интерфейс

Для упрощения работы пользователя в состав современных операционных систем, и в частности в состав Windows, входят программные модули, создающие графический пользовательский интерфейс.

В операционных системах с графическим интерфейсом пользователь может вводить команды с помощью мыши, тогда как в режиме командной строки необходимо вводить команды с помощью клавиатуры.

Сервисные программы

В состав операционной системы входят также сервисные программы, или утилиты. Такие программы позволяют обслуживать диски (проверять, сжимать, дефрагментировать и т.д.), выполнять операции с файлами (например, архивировать), работать в компьютерных сетях и так далее.

Некоторые разновидности утилит:

• программы контроля, тестирования и диагностики, которые используются для проверки правильности функционирования устройств компьютера и для обнаружения неисправностей в процессе эксплуатации, указывают причину и место неисправности;

• программы-упаковщики (архиваторы), которые позволяют записывать информацию на дисках более плотно, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл;

• антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения вирусами;

• программы восстановления информации, форматирования, защиты данных;

• коммуникационные программы, организующие обмен информацией между компьютерами;

• программы для управления памятью, обеспечивающие более гибкое использование оперативной памяти;

• программы для записи CD-ROM, CD-R и многие другие.

Часть утилит входит в состав операционной системы, а другая часть функционирует независимо от нее, т.е. автономно.

Справочная система

Для удобства пользователя в состав операционной системы обычно входит также справочная система. Справочная система позволяет оперативно получить необходимую информацию как о функционировании операционной системы в целом, так и о работе ее отдельных модулей.

33. Локальные компьютерные сети

При работе на персональном компьютере в автономном режиме пользователи могут обмениваться информацией (программами, документами и так далее), лишь копируя ее на дискеты, диски или флэш-память.

Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью совместного использования информации пользователями, работающими на удаленных друг от друга компьютерах. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместного использования принтеров и других периферийных устройств и даже одновременной работы с документами.

Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс) или в одном здании (например, в здании школы могут быть объединены в локальную сеть несколько десятков компьютеров, установленных в различных предметных кабинетах).

Аппаратные средства локальной сети

Аппаратура локальной сети в общем случае включает в себя:

• компьютеры (серверы и рабочие станции);

• сетевые платы;

• каналы связи;

• специальные устройства, поддерживающие функционирование сети (маршрутизаторы, концентраторы, коммутаторы).

Простейшим видом локальной сети является одноранговая сеть. Из названия такой сети следует, что все компьютеры в ней имеют одинаковую значимость (статус) и ни один из них не подчинен другому.

Более развитые сети, помимо компьютеров конечных пользователей - рабочих станций, включают специальные компьютеры - серверы.

Сервер - это выделенный в сети компьютер, выполняющий функции обслуживания рабочих станций. Есть разные виды серверов: файл-серверы, серверы баз данных и др.

Каждый компьютер подключается к сети с помощью сетевой платы - адаптера, которая поддерживает конкретную схему подключения. Так, широко распространенными являются адаптеры Ethernet с пропускной способностью от 10 или 100 Мбит/с.

К сетевой плате подключается сетевой кабель. Если используется радиосвязь или связь на инфракрасных лучах, то кабель не требуется.

В современных локальных сетях чаще всего применяют два типа сетевых кабелей:

• неэкранированная витая пара;

• волоконно-оптический кабель.

Витая пара представляет собой набор из восьми проводов, скрученных попарно таким образом, чтобы обеспечивать защиту от электромагнитных помех. Каждая витая пара соединяет с сетью только один компьютер, поэтому нарушение соединения сказывается только на этом компьютере, что позволяет быстро находить и устранять неисправности.

Волоконно-оптические кабели передают данные в виде световых импульсов по стеклянным проводам. Большинство технологий локальных сетей в настоящее время позволяют использовать волоконно-оптические кабели. Волоконно-оптический кабель обладает существенными преимуществами по сравнению с любыми вариантами медного кабеля. Волоконно-оптические кабели обеспечивают наивысшую скорость передачи; они более надежны, так как не подвержены электромагнитным помехам. Оптический кабель очень тонок и гибок, что делает его транспортировку более удобной по сравнению с более тяжелым медным кабелем. Скорость передачи данных по оптическому кабелю составляет сотни тысяч мегабитов в секунду, что примерно в тысячу раз быстрее, чем по проводам витой пары.

Беспроводная связь на радиоволнах может использоваться для организации сетей в пределах больших помещений там, где применение обычных линий связи затруднено или нецелесообразно. Кроме того, беспроводные линии могут связывать удаленные части локальной сети на расстояниях до 25 км (при условии прямой видимости).

Совместно используемые внешние устройства включают в себя подключенные к серверу накопители внешней памяти, принтеры, графопостроители и другое оборудование, которое становится доступным с рабочих станций.

Помимо кабелей и сетевых адаптеров, в локальных сетях на витой паре используются другие сетевые устройства - концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы.

Концентратор (называемый также хаб) - устройство, объединяющее несколько (от 5 до 48) ветвей звездообразной локальной сети и передающее информационные пакеты во все ветви сети одинаково. Коммутатор (свич) делает то же самое, но, в отличие от концентратора, обеспечивает передачу пакетов в заданные ветви. Это обеспечивает оптимизацию потоков данных в сети и повышение защищенности от несанкционированного проникновения.

Маршрутизатор (роутер) - устройство, выполняющее пересылку данных между двумя сетями, в том числе между локальными и глобальными сетями. Маршрутизатор, по сути, является специализированным микрокомпьютером, имеет собственный процессор, оперативную и постоянную память, операционную систему.

Топологии сетей

Общая схема соединения компьютеров в локальной сети называется топологией сети. Топологии сети могут быть различными:

• кольцевая;

• шинная - компьютеры подключены к общему для них каналу (шине), через который могут обмениваться сообщениями;

• радиальная («звезда») - к каждому компьютеру подходит отдельный кабель из одного центрального узла;

• древовидная - иерархическая подчиненность компьютеров.

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.

Информация в сетях передается отдельными порциями - пакетами, причем длина этих пакетов строго ограничена (обычно величиной в несколько килобайтов). Этот способ передачи связан с тем, что локальная сеть должна обеспечивать качественную связь для всех компьютеров сети за разумное время доступа - время ожидания пользователем начала связи.

Компьютерные сети породили новые технологии обработки информации - сетевые технологии, позволяющие совместно использовать аппаратные и программные средства. Для сотрудников многих учреждений стало привычным пользоваться электронной почтой для обмена сообщениями и документами, для совместной работы. На предприятиях на базе локальных сетей создаются автоматизированные системы управления предприятием и технологическими процессами.

Распространенный способ организации обработки информации в сети называется технологией «клиент-сервер». В ней предполагается глубокое разделение функций компьютеров в сети.

Основная функция сервера - выполнение специфических действий по запросам клиента (например, решение сложной математической задачи, поиск данных в базе данных, соединение клиента с другим клиентом ит. д.).

34. Защита информации. Антивирусная защита

Защита информации

В наше время большая часть информации хранится в цифровом виде. Проблема защиты информации принимает глобальный характер. Государством принимаются специальные законы о защите информации.

Цифровая информация - информация, хранение, передача и обработка которой осуществляется средствами ИКТ.

Можно различить два основных вида угроз для цифровой информации:

1. кража или утечка информации;

2. разрушение, уничтожение информации.

Защита информации - деятельность по предотвращению утечки защищаемой информации, несанкционированных и непреднамеренных воздействий на защищаемую информацию

Утечка информации представляет собой кражу или копирование информации. Если компьютер подключен к глобальной сети, то он потенциально доступен для проникновения в его информационную базу извне.

Разрушение информации может быть несанкционированным и непреднамеренным.

Непреднамеренное воздействие - происходит вследствие ошибок пользователя, из-за сбоев в работе оборудования или программного обеспечения. Могут возникнуть непредвиденные внешние факторы: авария электросети, пожар или землетрясение.

Несанкционированное воздействие - это преднамеренная порча или уничтожение информации.

К несанкционированному вмешательству относится криминальная деятельность хакеров - «хакеров» информационных систем с целью воздействия на их содержание и работоспособность. Например, для снятия денег с чужого счета в банк, для уничтожения данных следственных органов и т.п. Большой вред корпоративным информационным системам наносят так называемые хакерские атаки - одновременное обращение с большого количества компьютеров на сервер информационной системы. Сервер не справляется с количеством запросов, что приводит к «зависанию» в его работе.

К этой категории угроз относится деятельность людей, занимающихся созданием и распространением компьютерных вирусов.

Компьютерные вирусы

Компьютерные вирусы - вредоносные программные коды, способные нанести ущерб данным на компьютере или вывести его из строя.

Компьютерные вирусы являются программами, которые могут «размножаться» и скрытно внедрять свои копии в файлы, загрузочные секторы дисков и документы. Активизация компьютерного вируса может вызывать уничтожение программ и данных.

Первая массовая эпидемия компьютерного вируса произошла в 1986 году, когда вирус Brain «заражал» дискеты для первых массовых персональных компьютеров. В настоящее время известно несколько десятков тысяч вирусов, заражающих компьютеры с различными операционными системами и распространяющихся по компьютерным сетям.

Обязательным свойством компьютерного вируса является способность к размножению (самокопированию) и незаметному для пользователя внедрению в файлы, загрузочные секторы дисков и документы. Название «вирус» по отношению к компьютерным программам пришло из биологии именно по признаку способности к саморазмножению.

Так же, как и биологические вирусы, компьютерные вирусы имеют три функции: размножение, рост и заражение.

После заражения компьютера вирус может активизироваться и заставить компьютер выполнять какие-либо действия. Активизация вируса может быть связана с различными событиями (наступлением определенной даты или дня недели, запуском программы, открытием документа и так далее).

Кроме вирусов-разрушителей существуют вирусы-шпионы. Их называют троянцами. Внедрившись в операционную систему, троянец может тайно пересылать заинтересованным лицам конфиденциальную информацию.

Меры защиты информации

Принимаемые для защиты информации меры в первую очередь зависят от уровня его использования, от значимости информации и степени ущерба, который может нанести владельцу ее утечка или разрушение.

Если один и тот же компьютер используется многими лицами и личная информация каждого требует защиты от доступа посторонних, то с помощью системных средств организуется разграничение доступа для разных пользователей. Для этого создаются учетные записи пользователей, устанавливаются пароли.

Для защиты компьютеров, подключенных к глобальной сети от подозрительных объектов используются защитные программы - брандмауэры. Например, пользователь может запретить прием посланий по электронной почте с определенных адресов или определенного содержания. Брандмауэры могут предотвращать атаки, фильтровать ненужные рекламные рассылки.

Главной опасностью является потеря данных по непреднамеренным причинам, а также из-за проникновения вирусов.

Основные правила безопасности:

• периодически осуществлять резервное копирование (файлы с наиболее важными данными дублировать и сохранять на внешних носителях);

• использовать блок бесперебойного питания (чтобы избежать потери информации из-за внезапного отключения электроэнергии или скачков напряжения в сети);

• регулярно осуществлять антивирусную проверку компьютера.

Антивирусные программы

Основным разносчиком вирусов является нелицензионное программное обеспечение, файлы, скопированные из случайных источников а также службы Интернета: электронная почта, Всемирная паутина - Каждый день в мире появляются сотни новых компьютерных вирусов. Борьбой с вирусами занимаются специалисты, создающие антивирусные программы.

Лицензионные антивирусные программы следует покупать у фирм-производителей. Антивирусную программу недостаточно лишь однажды установить на компьютер. Необходимо регулярно обновлять ее базу - добавлять настройки на новые типы вирусов. Наиболее оперативно такое обновление производится через Интернет серверами фирм-производителей. Антивирусные программы могут использовать различные принципы для поиска и лечения зараженных файлов.

Полифаги

Самыми популярными и эффективными антивирусными программами являются антивирусные программы полифаги (например, Kaspersky Anti-Virus, Dr.Web). Принцип работы полифагов основан на проверке файлов, загрузочных секторов дисков и оперативной памяти и поиске в них известных и новых (неизвестных полифагу) вирусов.

Для поиска известных вирусов используются так называемые маски. Маской вируса является некоторая постоянная последовательность программного кода, специфичная для этого конкретного вируса. Если антивирусная программа обнаруживает такую последовательность в каком-либо файле, то файл считается зараженным вирусом и подлежит лечению.

Для поиска новых вирусов используются алгоритмы «эвристического сканирования», то есть анализ последовательности команд в проверяемом объекте. Если «подозрительная» последовательность команд обнаруживается, то полифаг выдает сообщение о возможном заражении объекта.

Полифаги могут обеспечивать проверку файлов в процессе их загрузки в оперативную память. Такие программы называются антивирусными мониторами.

К достоинствам полифагов относится их универсальность. К недостаткам можно отнести большие размеры используемых ими антивирусных баз данных, что приводит к относительно небольшой скорости поиска вирусов.

Ревизоры

Принцип работы ревизоров (например, Adinf) основан на подсчете контрольных сумм для присутствующих на диске файлов. Эти контрольные суммы затем сохраняются в базе данных антивируса, как и некоторая другая информация: длины файлов, даты их последней модификации и пр.

При последующем запуске ревизоры сверяют данные, содержащиеся в базе данных, с реально подсчитанными значениями. Если информация о файле, записанная в базе данных, не совпадает с реальными значениями, то ревизоры сигнализируют о том, что файл был изменен или заражен вирусом.

Недостаток ревизоров состоит в том, что они не могут обнаружить вирус в новых файлах (на дискетах, при распаковке файлов из архива, в электронной почте), поскольку в их базах данных отсутствует информация об этих файлах.

Блокировщики

Антивирусные блокировщики - это программы, перехватывающие «вирусоопасные» ситуации и сообщающие об этом пользователю. К таким ситуациям относится, например, запись в загрузочный сектор диска. Эта запись происходит при установке на компьютер новой операционной системы или при заражении загрузочным вирусом.

Наибольшее распространение получили антивирусные блокировщики в BIOS компьютера. С помощью программы BIOS Setup можно провести настройку BIOS таким образом, что будет запрещена (заблокирована) любая запись в загрузочный сектор диска и компьютер будет защищен от заражения загрузочными вирусами. К достоинствам блокировщиков относится их способность обнаруживать и останавливать вирус на самой ранней стадии его размножения.

35. Информационные системы и автоматизация 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.

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА

Пользовательские средства (приложения)

Системные средства

СТРУКТУРА
ДАННЫХ

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.

Обратная связь

Прямая связь

Управляющая
система

Объект
управления

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.

36. Технические средства телекоммуникационных технологий

Телекоммуникации - комплекс технических средств, предназначенных для передачи информации на расстояние.

Информация поступает в самых разнообразных видах: цифровые сигналы, звуки, печатные слова или изображения. Пересылка выполняется посредством телеграфа, телефона и радио, по проводам или радиоволнами; иногда эти способы комбинируются.

С появлением компьютеров человек получил мощный инструмент накопления и обработки информации. Компьютерные коммуникации необходимы для обмена информацией между компьютерами и использования общих ресурсов. Для передачи информации от одного компьютера к другому с использованием компьютерных сетей можно использовать:

• электронную почту;

• всемирную информационную сеть Интернет;

• поисковые системы;

• общение в реальном времени;

• файловые архивы.

Понятие глобальной сети - системы объединенных компьютеров, расположенных на больших расстояниях друг от друга, - появилось в процессе развития компьютерных сетей. В 1964 году в США была создана компьютерная система раннего оповещения о приближении ракет противника. Первой глобальной сетью невоенного назначения стала сеть ARPANET в США, введенная в действие в 1969 году. Она имела научное назначение и объединяла в себе компьютеры нескольких университетов страны.

В 80-х-90-х годах прошлого века в разных странах создается множество отраслевых, региональных национальных компьютерных сетей. Их объединение в международную сеть произошло на базе межсетевой среды Интернет.

Важным годом в истории Интернета стал 1993 год, когда была создана служба World Wide Web (WWW) - Всемирная информационная сеть (Всемирная паутина). С появлением WWW резко возрос интерес к Интернету, пошел процесс его бурного развития и распространения. Многие люди, говоря об Интернете, подразумевают именно WWW, хотя это только лишь одна из его служб. Часто в литературе вместо слова «Интернет» употребляют термин «Сеть» (уважительно с большой буквы).

Аппаратные средства Интернета

Основными составляющими любой глобальной сети являются компьютерные узлы и каналы связи. Здесь можно провести аналогию с телефонной сетью: узлами телефонной сети являются АТС - автоматические телефонные станции, которые между собой объединены линиями связи и образуют городскую телефонную сеть. Телефон каждого абонента подключается к определенной АТС.

К узлам компьютерной сети подключаются персональные компьютеры пользователей подобно тому, как с телефонными станциями соединяются телефоны абонентов.

Организация, предоставляющая услуги обмена данными с сетевой средой, называется провайдером сетевых услуг. Английское слово «provider» обозначает «поставщик», «снабженец». Пользователь заключает договор с провайдером на подключение к его узлу и в дальнейшем оплачивает ему предоставляемые услуги (подобно тому, как мы оплачиваем услуги телефонной сети).

Узел содержит один или несколько мощных компьютеров, которые находятся в состоянии постоянного подключения к сети. Информационные услуги обеспечиваются работой программ-серверов, установленных на узловых компьютерах.

Каждый узловой компьютер имеет свой постоянный адрес в Интернете; он называется IP-адресом (IP - Internet Protocol) - интернет-протокол. IP-адрес состоит из четырех десятичных чисел, каждое в диапазоне от 0 до 255, которые записываются через точку. Например: 193.126.7.29, 128.29.15.124

Такие же IP-адреса получают и компьютеры пользователей Сети, но они действуют лишь во время подключения пользователя к сети, т.е. изменяются в каждом новом сеансе связи, в то время как адреса узловых компьютеров остаются неизменными.

Доменная система имен

Компьютеры легко могут найти друг друга по числовому IP-адресу, однако человеку запомнить числовой адрес нелегко, и для удобства была введена Доменная Система Имен (DNS - Domain Name System).

Доменная система имен ставит в соответствие числовому IP-адресу компьютера уникальное доменное имя. Имена компьютеров, которые являются серверами Интернета, включают в себя полное доменное имя и собственно имя компьютера. Так, основной сервер компании Microsoft имеет имя microsoft.com, а сервер компании МИОО (Московского института открытого образования) - iit.metodist.ru.

Система доменных имен построена по иерархическому принципу. Первый справа домен (его еще называют суффиксом) - домен верхнего уровня, следующий за ним - домен второго уровня и т.д. Последний (первый слева) - имя компьютера. Домены верхнего уровня бывают географическими (двухбуквенными) или административными (трехбуквенными). Например, российской зоне Интернета принадлежит географический домен ru. Еще примеры: uк - домен Англии; са - домен Канады; de - домен Германии; jp - домен Японии. Административные домены верхнего уровня чаще всего относятся к американской зоне Интернета: gov - правительственная сеть США; mil - военная сеть; edu - образовательная сеть; com - коммерческая сеть.

Среди узлов Интернета есть своя иерархия. Например, некоторый узел в Самаре имеет соединение с узлом в Москве, который, в свою очередь, связан с рядом узлов европейской опорной сети. Последние имеют связь с узлами США, Японии и др. И все-таки структура Интернета - это не дерево, а именно сеть. Как правило, каждый узел имеет связь не с одним, а с множеством других узлов. Поэтому маршруты, по которым поступает информация на некоторый узел, могут быть самыми разными. Этим обеспечивается устойчивость работы Сети: при выходе из строя одного узла информационные потоки к другим узлам не прерываются. Они лишь могут изменить свои маршруты.

Каналы связи

Существуют самые разные технические способы связи в глобальной сети:

• телефонные линии;

• электрическая кабельная связь;

• оптоволоконная кабельная связь;

• радиосвязь (через радиорелейные линии, спутники связи).

Различные каналы связи различаются тремя основными свойствами: пропускной способностью, помехоустойчивостью, стоимостью.

По параметру стоимости самыми дорогими являются оптоволоконные линии, самыми дешевыми - телефонные. Однако с уменьшением цены снижается и качество работы линии: уменьшается пропускная способность, сильнее влияют помехи. Практически не подвержены помехам оптоволоконные линии.

Пропускная способность - это максимальная скорость передачи информации по каналу. Обычно она выражается в килобитах в секунду (Кбит/с) или в мегабитах в секунду (Мбит/с).

Пропускная способность телефонных линий - десятки и сотни Кбит/с; пропускная способность оптоволоконных линий и линий радиосвязи измеряется десятками и сотнями Мбит/с.

На протяжении многих лет большинство пользователей Сети подключались к узлу через коммутируемые (т.е. переключаемые) телефонные линии. Такое подключение производится с помощью специального устройства, которое называется модемом. Слово «модем» - это сокращенное объединение двух слов: «модулятор» - «демодулятор». Модем устанавливается как на компьютере пользователя, так и на узловом компьютере. Модем выполняет преобразование дискретного сигнала (выдаваемого компьютером) в непрерывный (аналоговый) сигнал (используемый в телефонной связи) и обратное преобразование. Основной характеристикой модема является предельная скорость передачи данных. В разных моделях она колеблется в диапазоне от 1 200 бит/с до 56 000 бит/с.

Кабельная связь обычно используется на небольших расстояниях (между разными провайдерами в одном городе). На больших расстояниях выгоднее использовать радиосвязь. Все большее число пользователей в наше время переходят от коммутируемых низкоскоростных подключений к высокоскоростным некоммутируемым линиям связи.

37. Программное обеспечение Интернета

Интернет - это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные, региональные и корпоративные сети и включающая сотни миллионов компьютеров.

Работа Интернета поддерживается определенным программным обеспечением (ПО). Это ПО функционирует на серверах и на персональных компьютерах пользователей.

Основой всего программного обеспечения компьютера является операционная система, которая организует работу всех других программ.

Программное обеспечение узловых компьютеров очень разнообразно. Условно его можно разделить на базовое (системное) и прикладное. Базовое ПО обеспечивает поддержку работы сети по протоколу TCP/IP - стандартному набору протоколов Интернета, т.е. оно решает проблемы рассылки и приема информации. Прикладное ПО занимается обслуживанием разнообразных информационных услуг Сети, которые принято называть службами Интернета. Служба объединяет серверы и клиентские программы, обменивающиеся данными по некоторым прикладным протоколам.

Для каждой службы существует своя сервер-программа: для электронной почты, для телеконференций, для WWW и пр. Узловой компьютер выполняет функцию сервера определенной службы Интернета, если на нем работает сервер-программа этой службы. Один и тот же компьютер в разное время может выполнять функции сервера различных услуг; все зависит от того, какая сервер-программа на нем в данный момент выполняется.

На ПК пользователей сети обслуживанием различных информационных услуг занимаются программы - клиенты. Примерами популярных клиент-программ являются: Outlook Express - клиент электронной почты, Internet Explorer - клиент службы WWW (браузер). Во время работы пользователя с определенной службой Интернета между его клиент-программой и соответствующей сервер-программой на узле устанавливается связь. Каждая из этих программ выполняет свою часть работы в предоставлении данной информационной услуги. Такой способ работы Сети называется технологией «клиент-сервер».

В Интернете используется пакетная технология передачи информации. Чтобы в этом лучше разобраться, представьте себе следующую ситуацию. Вам нужно переслать товарищу в другой город какой-то многостраничный документ (например, распечатку романа, который вы сочинили). Полностью в конверт весь ваш роман не помещается, а посылать бандеролью вы не хотите - слишком долго будет идти. Тогда вы делите весь документ на части по 4 листа, вкладываете каждую часть в почтовый конверт, на каждом конверте пишете адрес и всю эту пачку конвертов опускаете в почтовый ящик. Например, если ваш роман занимает 100 страниц, то вам придется отправить 25 конвертов. Вы даже можете опустить конверты в разные почтовые ящики на разных узлах связи (для интереса, чтобы узнать, какие дойдут быстрее). Но поскольку на них указан один и тот же адрес, то все конверты должны дойти до вашего товарища. А еще, чтобы товарищу было удобно собрать роман целиком, на конвертах желательно указать порядковые номера.

Аналогично работает пакетная передача информации в Интернете. За ее работу отвечает протокол TCP/IP.

Фактически речь идет о двух протоколах. Первый - ТСР-протокол расшифровывается так: Transmission Control Protocol - протокол управления передачей. Именно согласно этому протоколу всякое сообщение, которое нужно передать по Сети, разбивается на части. Эти части называются TCP-пакетами. Для доставки пакеты передаются протоколу IP (IP - Internet Protocol) - интернет-протокол, который к каждому пакету дописывает IP-адрес его доставки и еще некоторую служебную информацию. Таким образом, TCP-пакет - это аналог конверта с «кусочком» романа и адресом получателя. Каждый такой пакет будет самостоятельно перемещаться по сети независимо от других, но все они вместе соберутся у адресата. Далее, согласно протоколу TCP, происходит обратный процесс: из отдельных пакетов собирается исходное сообщение. Здесь, очевидно, необходимы те самые порядковые номера на конвертах; аналогичные номера содержатся и в TCP-пакетах. Если какой-то из пакетов не дошел или был испорчен при транспортировке, его передача будет запрошена повторно.

Согласно протоколу TCP, передаваемое сообщение разбивается на пакеты на отправляющем сервере и восстанавливается в исходном виде на принимающем сервере.

Назначение IP-протокола - доставка каждого отдельного пакета до места назначения. Пакеты передаются, как эстафетные палочки, от одного узла к другому. Причем маршруты для разных пакетов из одного и того же сообщения могут оказаться разными. Вопрос о маршруте решается отдельно для каждого пакета. Все зависит от того, куда его выгоднее передать в момент обработки. Если на каком-то участке Сети произошел «обрыв», то передача пакетов пойдет в обход этого участка.

Таким образом, в любой момент времени по любому каналу Сети перемещается «вперемешку» множество пакетов из самых разных сообщений.

38. WWW - Всемирная паутина

Технология WWW

Всемирная паутина - это вольный перевод английского словосочетания World Wide Web, которое часто обозначается как WWW или Web. Бурное развитие сети Интернет, которое происходило на протяжении 90-х годов, в первую очередь обусловлено появлением технологии

Исторически термин «сеть» закрепился за понятием «система взаимосвязанных компьютеров» (т.е. техническая система), а термин «паутина» (Web) - за понятием «система взаимосвязанных документов» (т.е. структура данных). «Паутина» документов существует на базе компьютерной сети.

Технология WWW позволяет создавать ссылки (их также называют гиперссылками), которые реализуют переходы не только внутри исходного документа, но и на любой другой документ, находящийся на данном компьютере и, что самое главное, на любой документ любого компьютера, подключенного в данный момент к Интернету.

В качестве указателей ссылок, то есть объектов, активизация которых вызывает переход на другой документ, могут использоваться не только фрагменты текста, но и графические изображения.

Всемирная паутина (World Wide Web) - это система (сеть) документов, связанных между собой гиперссылками.

Серверы Интернета, реализующие WWW-технологию, называются Web-серверами, а документы, реализованные по технологии WWW, называются Web-страницами.

Всемирная паутина - это десятки миллионов Web-серверов Интернета, содержащих Web-страницы, в которых используется технология гипертекста.

Создание Web-страниц осуществляется с помощью языка разметки гипертекста (Hyper Text Markup Language - HTML). Основа используемой в HTML технологии состоит в том, что в обычный текстовый документ вставляются управляющие символы (тэги), и в результате мы получаем текстовый документ, который при просмотре в браузере мы видим в форме Web-страницы. С помощью тэгов можно изменять размер, начертание и цвет символов, фон, определять положение текста на странице, вставлять гиперссылки и так далее.

Web-страница может быть мультимедийной, то есть может содержать ссылки на различные мультимедийные объекты: графические изображения, анимацию, звук и видео.

Интерактивные Web-страницы содержат формы, которые может заполнять посетитель. Динамический HTML использует объектную модель документа, то есть рассматривает документ как совокупность объектов, свойства которых можно изменять. Это позволяет создавать динамические Web-страницы, то есть страницы, которые могут меняться уже после загрузки в браузер. Например, текст может менять цвет, когда к нему подводится курсор, заголовок - перемещаться и так далее.

Тематически связанные Web-страницы обычно бывают представлены в форме Web-сайта, то есть целостной системы документов, связанных между собой в единое целое с помощью гиперссылок.

Универсальный указатель ресурсов

Найти Web-страницу или файл в Интернете можно с помощью универсального указателя ресурсов (адреса Web-страницы),

Универсальный указатель ресурсов (URL - Universal Resource Locator) включает в себя протокол доступа к документу, доменное имя или IP-адрес сервера, на котором находится документ, а также путь к файлу и собственно имя файла:

protocol://domain_name/path/file_name

Протокол доступа к документу определяет способ передачи информации. Для доступа к Web-страницам используется протокол передачи гипертекста НТТР (Hyper Text Transfer Protocol). При записи протокола после его имени следует двоеточие и два прямых слэша: .

Запишем URL-адрес титульной страницы Web-сайта газеты «Первое сентября»:

www/1september/ru/ru/first.htm

Он состоит из трех частей:

- протокол доступа;

www/1september/ru - доменное имя сервера;

/ru/first.htm - полное имя файла.

Имя составлено по правилам операционной системы Unix, под управлением которой работают серверы Интернета. В отличие от Windows, вместо символа «\» (обратный слэш) здесь используется символ «/» (прямой слэш). Кроме того, строчные и прописные буквы не являются взаимозаменяемыми.

Web-браузер

Web-браузер - клиент-программа WWW Слово «browser» можно перевести как «обозреватель».

Браузеры - средство доступа к информационным ресурсам Всемирной паутины

Просмотр Web-страниц осуществляется с помощью специальных программ просмотра - браузеров. В настоящее время наиболее распространенными браузерами являются Internet Explorer (его русскоязычная версия часто называется Обозреватель) и Netscape Communicator (Коммуникатор). Если компьютер подключен к Интернету, то можно запустить один из браузеров и отправиться в виртуальное путешествие по Всемирной паутине.

Поиск информации в Интернете

Сеть Интернет растет очень быстрыми темпами, и найти нужную информацию среди миллиардов Web-страниц и файлов становится все сложнее. Для поиска информации используются специальные поисковые серверы, которые содержат более или менее полную и постоянно обновляемую информацию о Web-страницах, файлах и других документах, хранящихся на десятках миллионов серверов Интернета.

Различные поисковые серверы могут использовать различные механизмы поиска, хранения и предоставления пользователю информации.

Современные поисковые системы часто являются информационными порталами, которые предоставляют пользователям не только возможности поиска документов в Интернете, но и доступ к другим информационным ресурсам (новостям, информации о погоде, о валютном курсе, интерактивным географическим картам и так далее).

Поиск документа в базе данных поисковой системы осуществляется с помощью введения запросов в поле поиска. Простой запрос содержит одно или несколько ключевых слов, которые, по вашему мнению, являются главными для этого документа. Можно также использовать сложные запросы, использующие логические операции, шаблоны и так далее.

Через некоторое время после отправки запроса поисковая система вернет аннотированный список URL-адресов документов, в которых были найдены указанные вами ключевые слова. Для просмотра этого документа в браузере достаточно активизировать указывающую на документ ссылку.

Наиболее мощными поисковыми системами общего назначения в русскоязычной части Интернета являются серверы:

Rambler (rambler.ru) и Яндекс (yandex.ru), а по всему Интернету - сервер Yahoo (yahoo.com)

39. Методы создания и сопровождения сайта

Публикации в Интернете

Умение создавать Web-сайты становится все более актуальным навыком пользователя Интернета. Опубликовать сайт в Интернете настолько просто и доступно (по сравнению с публикациями в «бумажных» изданиях), что эта возможность привлекает все большее число людей.

Сайты могут быть частными, а могут - официальными - производственными. Практически отсутствуют какие-либо ограничения на тематику сайтов; в Интернете нет цензуры. Однако Web-сайт, как и всякая публикация, может привлечь к себе внимание лишь в том случае, если его содержание несет какой-то общественный интерес и если он имеет привлекательное внешнее оформление. Нередко разработчики Web-сайтов гораздо больше уделяют внимания внешнему оформлению страниц, чем их содержанию. Оформление Web-страниц становится своеобразным видом прикладного искусства. У него даже появилось свое название - Web-дизайн. Однако каким бы хорошим Web-художником вы ни стали, соблюдайте золотое правило: Если вам нечего сказать миру, не стоит засорять Сеть! Если же вы все-таки решились публиковаться в Интернете, то первый вопрос, в котором следует разобраться, - как и какими средствами создаются Web-страницы.

Средства создания Web-страниц

Как сконструировать Web-страницу с ее текстами, рисунками, шрифтовым, цветовым и звуковым оформлением? Надо создать текстовый файл, содержащий описание страницы на языке HTML - (HiperText MarkUp Language - язык разметки гипертекста). Это можно сделать с помощью простых текстовых редакторов, например Блокнота в операционной системе Windows. Программирование на языке HTML - наиболее сложный способ Web-дизайна.

Для создания Web-страниц существует также целый ряд инструментальных средств высокого уровня, которые называются HTML-редакторами. Работа с ними не требует знаний языка HTML, поэтому гораздо проще и эффективнее. Такие редакторы входят в состав популярных браузеров: FrontPage Express входит в Microsoft Internet Explorer; Netscape Composer - в Netscape Communicator. Мощными системами разработки сайтов являются, например, Microsoft FrontPage, Macromedia Dreamweawer.

Фирма Microsoft включает средства создания Web-страниц в текстовый процессор Word, начиная с версии Word 97. Возможности такого Web-мастера ограничены, однако несложные сайты с его помощью вполне можно создавать. Web-мастер Word предоставляет пользователю набор шаблонов художественного оформления страниц. Впрочем, шаблонами можно и не пользоваться, а создавать свой дизайн и свою структуру документов.

Проектирование Web-сайта

Рассмотрим проект небольшого семейного Web-сайта на конкретном примере. Вначале желательно спроектировать всю систему будущего сайта, т. е. нарисовать схему, в которой отразить структуру связанных Web-страниц. В нашем случае получится схема:

Главная страница

(family.htm)

Папина страница

(father.htm)

Мамина страница

(mather.htm)

Сережина страница

(son.htm)

Тимкина страница

(timka.htm)

Сайт МГУ

msu.ru

Сайт ГАБТ

bolshoy.ru

Сайт колледжа

pk13.ru

«Собачий» сайт

dog.ru

Главная страница личного сайта семьи является лишь корнем дерева, которое образуют взаимосвязанные страницы сайта. Семейный сайт будет сформирован из файла главной страницы family.htm и файлов с другими страницами father.htm, mother.htm, son.htm, timka.htm, связанными с главной страницей с помощью гиперссылок.

Это внутреннее содержание сайта. Однако с помощью гиперссылок он оказывается связанным с другими сайтами WWW: сайтом Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова (МГУ) (место работы папы), сайтом Большого театра (место работы мамы), сайтом колледжа (место учебы сына) и сайтом с разнообразной информацией о собаках. Только наличие таких внешних связей делает ваш сайт элементом Всемирной паутины.

Размещение Web-сайта на сервере

После того как сайт разработан, т. е. созданы все файлы, его нужно опубликовать в

Опубликовать Web-сайт - значит разместить его на Web-cepвepe.

Эта процедура выполняется по согласованию с провайдером Интернет-услуг, от которого пользователь должен получить следующие сведения:

• URL-адрес сервера, на котором будет размещен сайт;

• имя пользователя и пароль для доступа к серверу (обычно они те же, что и для подключения к Интернету);

• имя каталога сервера для размещения вашего сайта.

Обычно провайдер инструктирует пользователей о том, как можно осуществить публикацию. Для этих целей можно использовать средства браузера, FTP-клиенты, а также специальные программные средства для публикации Web-страниц

40. Коллективная деятельность в глобальных и локальных компьютерных сетях: электронная почта, чат, видеоконференция, интернет-телефония

Электронная почта

Электронная почта (e-mail) - наиболее распространенный сервис Интернета, так как она является исторически первой информационной услугой компьютерных сетей и не требует обязательного наличия высокоскоростных и качественных линий связи.

Широкую популярность электронная почта завоевала потому, что имеет несколько серьезных преимуществ перед обычной почтой. Наиболее важное из них - это скорость пересылки сообщений. Если письмо по обычной почте может идти до адресата дни и недели, то письмо, посланное по электронной почте, сокращает время передачи до нескольких десятков секунд или, в худшем случае, до нескольких часов.

Другое преимущество состоит в том, что электронное письмо может содержать не только текстовое сообщение, но и вложенные файлы (программы, графику, звук и пр.). Однако не рекомендуется пересылать по почте слишком большие файлы, так как это замедляет работу сети.

Кроме того, электронная почта позволяет:

• посылать сообщение сразу нескольким абонентам;

• пересылать письма на другие адреса;

• включить автоответчик, на все приходящие письма будет автоматически отсылаться ответ;

• создать правила для выполнения определенных действий с однотипными сообщениями (например, удалять рекламные сообщения, приходящие от определенных адресов) и так далее.

Адрес электронной почты

Для того чтобы электронное письмо дошло до адресата, оно, кроме самого сообщения, обязательно должно содержать адрес электронной почты получателя письма.

Первая часть почтового адреса (user_name - имя пользователя) имеет произвольный характер и задается самим пользователем при регистрации почтового ящика. Вторая часть (server_name - имя сервера) является доменным именем почтового сервера, на котором пользователь зарегистрировал свой почтовый ящик.

Адрес электронной почты записывается по определенной форме и состоит из двух частей, разделенных символом @:

user_name@server_name

Адрес электронной почты записывается только латинскими буквами и не должен содержать пробелов. Например, почтовый сервер компании МТУ-Интел имеет имя mtu-net.ru. Соответственно имена почтовых ящиков пользователей будут иметь вид:

[email protected]

Функционирование электронной почты

Любой пользователь Интернета может зарегистрировать почтовый ящик на одном из серверов Интернета (обычно на почтовом сервере провайдера), в котором будут накапливаться передаваемые и получаемые электронные письма. В настоящее время достаточно большое количество серверов Интернета предоставляют возможность бесплатно зарегистрировать почтовый ящик.

Для работы с электронной почтой необходимы специальные почтовые программы, причем для любой компьютерной платформы существует большое количество почтовых программ. Почтовые программы входят в состав широко распространенных коммуникационных пакетов, например, Outlook Express входит в Microsoft Internet Explorer.

С помощью почтовой программы создается почтовое сообщение на локальном компьютере. На этом этапе кроме написания текста сообщения необходимо указать адрес получателя сообщения, тему сообщения и вложить в сообщение при необходимости файлы.

Процесс передачи сообщения начинается с подключения к Интернету и доставки сообщения в свой почтовый ящик на удаленном почтовом сервере. Почтовый сервер сразу же отправит это сообщение через систему почтовых серверов Интернета на почтовый сервер получателя в его почтовый ящик. Адресат для получения письма должен соединиться с Интернетом и доставить почту из своего почтового ящика на удаленном почтовом сервере на свой локальный компьютер.

Почтовые программы обычно предоставляют пользователю также многочисленные дополнительные сервисы по работе с почтой (выбор адресов из адресной книги, автоматическую рассылку сообщений по указанным адресам и др.).

Чат

Форумы прямого общения - IRC (Internet Relay Chat) - в буквальном переводе - «болтовня» в режиме реального времени (chat-конференции). Общение между участниками происходит в режиме on-line в письменной форме. Так же как в телеконференции, участники chat-конференции делятся по тематическим группам.

На компьютере-сервере работает chat-сервер, на ПК пользователя - chat-клиент. Существует множество различных программ-клиентов, которые распространяются бесплатно через Интернет.

Этой службой больше всего увлекаются молодые люди. Общение в чате они превращают в своеобразную игру, в которой каждый участник может придумать для себя какой-нибудь образ и обыграть его. Chat- службой можно пользоваться и для серьезного общения (коллективного и один на один).

Служба телеконференций

В Интернете существуют десятки тысяч конференций или групп новостей (news), каждая из которых посвящена обсуждению какой-либо проблемы. Каждой конференции выделяется свой почтовый ящик на серверах Интернета, которые поддерживают работу этой телеконференции.

Пользователи могут посылать свои сообщения на любой из этих серверов. Сервера периодически синхронизируются, то есть обмениваются содержимым почтовых ящиков телеконференций, поэтому материалы конференций в полном объеме доступны пользователю на любом таком сервере.

Принцип работы в телеконференциях мало чем отличается от принципа работы с электронной почтой. Телеконференции полезны для специалистов, участвующих в конференциях по профессиональным тематикам (наука, производство, бизнес и т.д.). В материалах конференции можно найти ценные советы, консультации.

Видеоконференция

Взаимодействие в режиме видеоконференций также называют сеансом видеоконференцсвязи.

Видеоконференцсвязь (сокращенное название ВКС) - это телекоммуникационная технология интерактивного взаимодействия двух и более удаленных абонентов, при которой между ними возможен обмен аудио- и видеоинформацией в реальном масштабе времени с учетом передачи управляющих данных.

Видеоконференция применяется как средство оперативного принятия решения в той или иной ситуации; при чрезвычайных ситуациях; для сокращения командировочных расходов в территориально распределенных организациях; повышения эффективности; проведения судебных процессов с дистанционным участием осужденных, а также как один из элементов технологий телемедицины и дистанционного обучения.

Интернет-телефония

Интернет-телефония - голосовое общение через Сеть в режиме on-line. Ее основное преимущество перед телефоном - низкая цена.

Интернет-телефония - частный случай IP-телефонии, когда в качестве линий передачи телефонного трафика используются каналы сети Интернета.

Интернет-телефония дает возможность использовать телефонную связь компьютер - компьютер, компьютер - телефон и телефон - компьютер. Все большее распространение получают IP-телефоны, которые подсоединяются к Интернету и не требуют компьютера для использования Интернет-телефонии.

ПЕРЕЧЕНЬ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Угринович Н.Д, Информатика и ИКТ (профильный уровень) 10 кл. БИНОМ, 2010

2. Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ (профильный уровень) 11 кл. БИНОМ, 2010

3. Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ (базовый уровень) 11 кл. БИНОМ, 2010

4. Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ (базовый уровень) 10 кл. БИНОМ, 2010

5. Семакин И.Г., Хеннер Е.К. Информатика и ИКТ (базовый уровень) 10-11 кл БИНОМ

6. Михеева Е.В., Титова О.И. Информатика : учебник для студ. сред. проф. образования - М. : Издательский центр «Академия», 2008

7. Макарова Н.В., Николайчук Г.С., Титова Ю.Ф. / Под ред. Макаровой Н.В. Информатика и ИКТ (базовый уровень) 10 кл. Питер Пресс, 2010

8. Макарова Н.В., Николайчук Г.С., Титова Ю.Ф. / Под ред. Макаровой Н.В. Информатика и ИКТ (базовый уровень) 11 кл. Питер Пресс, 2010

9. Гейн А.Г., Ливчак А.Б., Сенокосов А.И. и др. Информатика и ИКТ (базовый и профильный уровни) 10 кл. Просвещение, 2010

10. Гейн А.Г., Сенокосов А.И. Информатика и ИКТ (базовый и профильный уровни) 11 кл. Просвещение, 2010

99