П. Ф. Лесгафта г. Санкт-Петербург Л. А. Заварухина информатика (лекции) Санкт-Петербург 2009 Содержание лекция



Скачать 262.9 Kb.
страница2/4
Дата27.10.2016
Размер262.9 Kb.
Просмотров258
Скачиваний0
ТипЛекция
1   2   3   4

Непроцедурное (декларативное) программирование появилось в начале 70-х годов 20 века, но стремительное его развитие началось в 80-е годы, когда был разработан японский проект создания ЭВМ пятого поколения, целью которого явилась подготовка почвы для создания интеллектуальных машин. К непроцедурному программированию относятся функциональные и логические языки.

В функциональных языках программа описывает вычисление некоторой функции. Обычно эта функция задается как композиция других, более простых, те в свою очередь разлагаются на еще более простые и т.д. Один из основных элементов в функциональных языках - рекурсия, то есть вычисление значения функции через значение этой же функции от других элементов. Присваивания и циклов в классических функциональных языках нет.

В логических языках программа вообще не описывает действий. Она задает данные и соотношения между ними. После этого системе можно задавать вопросы. Машина перебирает известные и заданные в программе данные и находит ответ на вопрос. Порядок перебора не описывается в программе, а неявно задается самим языком. Классическим языком логического программирования считается Пролог. Построение логической программы вообще не требует алгоритмического мышления, программа описывает статические отношения объектов, а динамика находится в механизме перебора и скрыта от программиста.

Можно выделить еще один класс языков программирования - объектно-ориентированные языки высокого уровня. На таких языках не описывают подробной последовательности действий для решения задачи, хотя они содержат элементы процедурного программирования. Объектно-ориентированные языки, благодаря богатому пользовательскому интерфейсу, предлагают человеку решить задачу в удобной для него форме. Примером такого языка может служить язык программирования визуального общения Object Pascal.



Языки описания сценариев, такие как Perl, Python, Rexx, Tcl и языки оболочек UNIX, предполагают стиль программирования, весьма отличный от характерного для языков системного уровня. Они предназначаются не для написания приложения с нуля, а для комбинирования компонентов, набор которых создается заранее при помощи других языков. Развитие и рост популярности Internet также способствовали распространению языков описания сценариев. Так, для написания сценариев широко употребляется язык Perl, а среди разработчиков Web-страниц популярен JavaScript.

5. Прикладное программное обеспечение

Программное обеспечение прикладного уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых на данном рабочем месте решаются конкретные задачи. Спектр этих задач чрезвычайно широк – от производственных до творческих, от обучающих до развлекательных.

Существуют различные классификации прикладного программного обеспечения. Рассмотрим основные классы прикладного программного обеспечения, необходимые для решения научных и образовательных задач.


  • офисные пакеты

  • графические редакторы

  • программы распознавания текста

  • программы обработки данных;

  • программы-переводчики

  • мультимедиа-программы

  • программы для работы в Интернете

Офисные пакеты

Данный класс включает перечень прикладных программ, предназначенных для широкого использования. В этот класс входят:



  • текстовые редакторы – программы, предназначенные для работы с текстом;

  • табличные процессоры – программы, предназначенные для работы с различного рода таблицами, построения графиков и т.д.

  • системы управления базами данных – программы, предназначенные для разработки и хранения локальных баз данных на автономных компьютерах

  • средства презентационной графики – программы, позволяющие создавать слайд-шоу и мультимедиа-презентации.

  • программы-органайзеры – программы, позволяющие планировать рабочее время, составлять протоколы встреч, расписаний, ведения записной и телефонной книжки;

  • средства поддержки электронной почты.

Наиболее распространенным пакетом этого класса является пакет Microsoft Office различных версий (97, 2003, 2007).

Графические редакторы

Это обширный класс программ, предназначенных для создания и (или) обработки графической информации. В данном классе различают:



  • растровые редакторы;

  • векторные редакторы;

  • программные средства для создания и обработки трехмерной графики (3D - редакторы).


Растровые редакторы применяют в тех случаях, когда графический объект представлен в виде комбинации точек, образующих растр и обладающих свойствами яркости и света. Такой подход эффективен в тех случаях, когда информация о цвете элементов, составляющих объект важнее, чем информация об их форме. Это характерно для фотографий. Примером растровых редакторов являются: Adobe Photoshop, Microsoft Photo Editor, Photo Plus, FotoCanvas, Paint и др. Форматы: JPG, BMP, TIFF и др.

Векторные редакторы отличаются от растровых способом представления данных об изображении. Элементарным объектом векторного изображения является не точка, а линия. Такой подход характерен для чертежно-графических работ, в которых форма линий имеет большее значение, чем информация о цвете отдельных точек, ее составляющих. В векторных редакторах каждая линия рассматривается как математическая кривая третьего порядка и, соответственно, представляется не комбинацией точек, а математической формулой. Такое представление намного компактнее, чем растровое. Примером векторной графики являются программы: CorelDRAW 10, Adobe Dimensions, Adobe Illustrator, Macromedia Free Hand.

Редакторы трехмерной графики используются для создания трехмерных композиций. Они имеют две характерные особенности. Во-первых, они позволяют гибко управлять взаимодействием свойств поверхности изображаемых объектов со свойствами источников освещения, и, во-вторых, позволяют создавать трехмерную анимацию. Примерами программ трехмерной графики являются 3DS Max (3D Studio), Maya 3D Canvas и др.



Программы распознавания текста

Ввести со сканера текст в компьютер несложно, однако редактировать такой текст невозможно, так как страница с текстом представляет собой графический файл – обычную картинку. Однако существуют программы, способные перевести сканированный текст из графического в текстовый формат. Эти программы называются программами распознавания текста или OCR (Optical character Recognition). Примерами таких программ являются FineReader и GineiForm.



Программы обработки данных

Данный класс включает программные продукты, обеспечивающие независимо от предметной области и функций информационных систем математические, статистические и другие методы решения задач.

В настоящее время разработано большое количество программ, осуществляющих статистическую обработку данных. К этим программам относятся: STATGRAPHICS plus for Windows, STATISTICA, SPSS, S-PLUS PRO 2000.

Более мощные пакеты, включающие в себя как решение различных вычислительных, математических и графических задач: MathCad 2001 Pro, 3D Grapher, Matlab 6, Mathematica 4.1, др.



Программы-переводчики позволяют осуществлять автоматизированный перевод текста с одного языка другие. В настоящее время наиболее распространены программы-переводчики PROMT, STILUS, Сократ.

Мультимедиа-программы

Самый обширный класс программных продуктов, который в настоящее время очень динамично развивается. В настоящее время очень широко представлены следующие направления этого класса:



  • обучающие программы, например, «Анатомия», «Вышивание» и др

  • энциклопедии и энциклопедические словари, например, Большая Энциклопедия Кирилла и Мефодия, Большой энциклопедический словарь, Britannica, Microsoft Encarta, Толковый словарь Даля, Толковый словарь Ожегова, Передвижники, Классическая музыка

  • сборники эстрадной и классической музыки, содержащие текстовую, графическую и видеоинформацию об исполнителях: Romantic Hits, Madonna

  • компьютерные игры: 3D-Action (Doom, Quake); Adventure (Tomb Raider); Квесты (Гарри Потер); стратегии (Starkraft, Warkraft, Age of Empire), гонки (Need for Speed)

  • различные видеофильмы

Программы для работы в Интернете

  • электронная почта (OutlookExpress)

  • броузеры (Intrnet Explorer, Netscape communicator)

  • поисковые машины (Rambler, Яndex, Yahoo, Altavista)

  • редакторы Web-страниц (Word, Front Page Express)

  • программы для IP-телефонии

Литература

  1. Информатика: Учебник /Под ред. Н.В.Макаровой.– М.: Финансы и статистика, 1998.–c.

  2. Леонтьев В., Турецкий Д. Новейшая энциклопедия программ.– М.: Олма-Пресс, 2002.- С. 846 с.


Лекция 6.

Компьютерные сети

Обзор компьютерных сетей

Итак, что же такое сеть и зачем она нужна? Прежде всего, вы должны знать, что компьютерная сеть — это способ объединения компьютеров, причем таким образом, чтобы один из них мог общаться с любым другим и разделять свои ресурсы, такие, например, как данные, хранящиеся в общей базе данных. Компьютер сам по себе «знает», как проводить расчеты и как общаться с вами. Обычно компьютер общается с вами, отображая информацию на экране, а вы общаетесь с ним с помощью клавиатуры и мыши.

Сегодня существует множество других видов связи между компьютерами и людьми, например с помощью динамика и микрофона, но экран, клавиатура и мышь остаются самыми распространенными средствами такой связи.

Компьютеры не могут общаться между собой так же, как с людьми. Для этого и нужны сети.



Типы сетей

Существуют два основных типа сетей: локальная сеть (Local Area Network — LAN), в которой компьютеры расположены приблизительно в одном и том же месте, например, в одной организации или в одном здании, и глобальная сеть (Wide Area Network — WAN), в которой компьютеры удалены на значительные расстояния. Глобальные сети часто являются сетями сетей, объединяющими несколько локальных сетей в одну. Сейчас появилась еще одна разновидность сетей — так называемая городская сеть (Metropolitan Area Network — MAN), которая является своеобразным гибридом локальной и глобальной. В связи со все более и более увеличивающимися скоростями передачи данных эта сеть получает большое распространение.

Компьютерные сети развивались довольно бурно и быстро. В зависимости от типа сети компьютеры поначалу соединялись с помощью телефонного или коаксиального кабеля (аналогичным кабелем подключается телевизор к внешней антенне). Сейчас практически везде в локальных сетях используется медный кабель, который часто называют «витая пара», либо оптический кабель. Витая пара — это, попросту говоря, несколько пар скрученных проводов, помещенных в один общий кабель. Этот кабель обычно экранирован и изолирован от внешних воздействий: электромагнитных волн и т.п..

Коаксиальный кабель

Изоляция Диэлектрик




Витая пара

Существует 5 категорий витой пары, каждая из которых соответствует определенным параметрам. Чаще всего сейчас используют витую пару пятой категории, так как она позволяет передавать данные на довольно большие расстояния, с хорошей скоростью, и меньше всего подвержена внешним помехам.

Оптическое волокно — это тонкий и гибкий кабель, по которому данные передаются с помощью световых волн. Такой тип кабеля позволяет передавать данные на расстояния, превышающие 1 километр, без потери качества передаваемого сигнала. По своему внешнему виду оптический кабель похож на коаксиальный. Он состоит из толстого стеклянного волокна, вокруг которого оплетена пластиковая изоляция, не позволяющая выйти лучу света за пределы центрального волокна, и, наконец, все это еще раз оплетено защитной пластиковой изоляцией. Если кабель состоит из нескольких оптических волокон, то они соединены в один пучок и оплетены дополнительной пластиковой изоляцией.



Оптический кабель
Зачем вообще необходимы компьютерные сети? Ответ на этот вопрос каждый может легко найти сам, но давайте приведем несколько довольно веских причин.


  • Во многих компаниях возникает необходимость в обмене информацией между служащими. Если компьютеры соединены в сеть, то обмен такой информацией существенно упрощается.

  • Если ваша компания имеет громадную базу данных, к которой вам необходим доступ, вы можете подключить свой компьютер к компьютеру, на котором эта база данных находится, с помощью сети.

  • E-mail (электронная почта) — это один из самых популярных и современных видов интерактивного общения. Использование электронной почты во многом напоминает традиционную почту, но только ее намного удобнее читать и обрабатывать. Например, большинство программ электронной почты позволяет вам автоматически сортировать письма в вашем электронном почтовом ящике по дате получения или адресам людей, отправивших вам эти сообщения.

  • Возможно, что к одному из компьютеров подсоединено оборудование (например, принтер), которое необходимо пользователям других компьютеров. Это можно осуществить с помощью сети. Например, вместо того, чтобы покупать принтер для каждого компьютера, можно купить один или несколько принтеров и поместить их в компьютерную сеть.

  • Компьютерные игры в мире сетей перешли на качественно новый уровень, ведь гораздо приятнее побродить по виртуальному миру не с бесчувственной железкой, а с приятелем, который может находиться даже в другом городе.

Принцип передачи данных по локальной сети

Для передачи данных в локальных сетях используются кадры, в которых собирается вся информация, необходимая для их доставки в запрашиваемое место. Вообще, кадр — это блок данных, передаваемый по сети. Размер кадра в байтах или битах и его структура зависят от протокола физического уровня, который используется в сети, например, Ethernet, Token Ring и т.д. Кадр можно сравнить с обычным конвертом: никого не удивит, если десятый конверт будет иметь те же размеры, что и девятый, — 16x11,5 см. Однако его полезная нагрузка может варьироваться от размера, содержимого, срочности и т.д. Зная только размер конверта, также нельзя сказать, как он будет перенаправлен по месту назначения. В мире сетей за передачу кадров отвечает протокол.

Однако в конверте может быть достаточно видимой информации, чтобы определить, кто его отправил и кому. Эта информация используется либо для отправки конверта адресату, либо для оповещения отправителя о том, что конверт не может быть доставлен.

Продолжим аналогию. Если вы знаете размер конвертов, можно создать механизм для запаковывания их в бандероли. Таким образом, стандартизация размера конвертов очень важна для механизма пересылки, так как в этом случае можно обработать все поступившие конверты, независимо от источника их создания.

Сети, по сути, являются таким механизмом, и для них необходима такая же стандартизация. Стандартизация гарантирует, что различные компоненты сети, изготовленные различными производителями, смогут работать друг с другом. В этих стандартах также описываются общие правила преобразования кадров при переходе из сети одного типа в другой, например из Ethernet в Token Ring.

За все эти стандарты, поддерживающиеся в современных высокоскоростных сетях, отвечает институт инженеров по электротехнике и электронике (Institute of Electrical and Electronics Engineers — IEEE). Работа по стандартизации началась в феврале 1980 года, когда IEEE создал комитет, отвечающий за стандарты для локальных и городских сетей, который еще иногда называют проектом 802.



Что нужно знать для создания компьютерной сети

Работая с компьютерной сетью, вы будете встречаться с определенными понятиями, названиями и множеством аббревиатур (например, LAN и WAN, с которыми вы уже познакомились). Ниже приведены некоторые из них.



  • Анонимный FTP (File Transfer Protocol — протокол передачи файлов). Протокол, позволяющий пользователям передавать файлы с одного компьютера на другой. Такой тип доступа называется анонимным, потому что для него не требуется определенной записи на FTP-сервере, в качестве имени и пароля используются соответственно слово anonymous и адрес электронной почты (зачастую любой). Правда, и доступ к серверу предоставляется очень ограниченный.

  • Аппаратный адрес. (MAC адрес). Его также называют физическим адресом. Это адрес, присвоенный определенному сетевому устройству. Имеет вид шестизначного числа в шестнадцатеричном формате (например, 00-E0-6F-88-D4-25).

  • Брандмауэр (Firewall). Аппаратное или программное устройство, защищающее сеть и управляющее доступом к ней. Брандмауэр препятствует поступлению нежелательных данных внутрь сети и позволяет только определенной информации покидать сеть.

  • Витая пара. Физическая среда передачи данных, состоящая из пар медных проводов, переплетенных по спирали. Переплетение проводов в таком кабеле необходимо для уменьшения помех и интерференции от соседних проводов.

  • Виртуальный канал. Канал, который для пользователя представлен в виде простого прямого соединения, но на самом деле реализующийся более сложными методами.

  • Выделенная линия. Постоянное соединение, предоставляемое телекоммуникационной компанией для доступа к Интернет или интранет. Для соединения по выделенной линии не нужно звонить, как при модемном соединении.

  • Интранет. Набор технологий, использующих серверы из частной сети.

  • Клиент. Обычно так называют программу, которая работает в паре с другой программой — сервером, которая находится где-то в сети. Клиент, или клиентская программа, отправляет серверу по сети запрос для выполнения каких-либо задач.

  • Коллизия. Результат одновременной попытки нескольких компьютеров получить доступ к физической среде сети.

  • Концентратор (Hub). Устройство, соединяющее другие устройства (например, компьютеры) обычно в топологию «звезда».

  • Маршрутизатор (Router). Представляет собой устройство, «принимающее решение», по какому из нескольких сетевых путей отправить данные, которые через него проходят.

  • Маршрутная таблица. Каталог, хранящийся в памяти маршрутизатора, в котором содержатся адреса других сетей или устройств и способы их достижения.

  • Модем (Модулятор-Демодулятор). Коммуникационное устройство, преобразующее цифровой сигнал в аналоговый (при передаче данных) и аналоговый в цифровой (при приеме данных).

  • Мост. Устройство, соединяющее несколько локальных сетей. Мосты часто используются для сегментирования сети, тем самым увеличивая полосу пропускания данных в отдельных ее сегментах.

  • Пакет. Набор битов, состоящих из адреса, данных и контрольной информации, который передается как единое целое.

  • Полудуплекс (Half-duplex). Метод двухсторонней передачи данных, при котором информация в определенный момент времени может передаваться только в одном направлении.

  • Полный дуплекс (Full-duplex). Метод передачи данных с возможностью одновременной передачи информации в обоих направлениях (отправка и получение).

  • Переход (Нор). Термин в маршрутизации, означающий переход данных от одного маршрутизатора к другому, прежде чем будет достигнут пункт назначения.

  • Поставщик услуг Интернет (Провайдер) (Internet Service Provider — ISP). Компания, предоставляющая прямой доступ к Интернет.

  • Повторитель (Repeater). Устройство, позволяющее увеличить длину локальной сети или расстояние между устройствами, подключенными к ней. Повторитель усиливает сигнал, попадающий в него, прежде чем передать его дальше.

  • Протокол. Набор правил, описывающих метод передачи информации по сети. Протоколы управляют форматом, временем передачи данных и исправлением ошибок, возникающих при передаче.

  • Сервер. Программа, выполняющая команды клиента и выдающая определенный результат. Часто сервером называют компьютер, на котором работает серверное программное обеспечение.

  • Сетевой администратор. Человек, который управляет сетью, компьютерами, подключенными к ней, и активным сетевым оборудованием.

Топология. Физическая структура и организация сети. Наиболее популярными топологиями являются шинная, древовидная, «кольцо» и «звезда».

  • Управление сетью. Работа по управлению сетью (как правило, выполняемая сетевым администратором) для поддержки ее нормальной работы. Управление сетью разбито на пять категорий: поддержка производительности, устранение неполадок, ведение учетных записей пользователей, поддержка безопасности и конфигурирование сети.

  • Файловый сервер. Компьютер, подключенный к сети и предоставляющий большое дисковое пространство, службы доступа к нему для пользователей. Файловые серверы часто настроены таким образом, чтобы к ним могли получить доступ только определенные пользователи или группы пользователей.

  • Шлюз (Gateway). Сетевое устройство, производящее преобразование протоколов при передаче информации между разнотипными сетями. Шлюзы часто используются для доступа к глобальной сети из локальной.

  • ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line — ассиметричная цифровая клиентская линия). Высокоскоростная модемная технология, благодаря которой предоставляется, например, доступ к Интернет по существующей телефонной линии. При таком соединении в сторону клиента достигается скорость передачи данных до 8 Мбит/с, в сторону поставщика услуг — до 1,5 Мбит/с.

  • ASCII (American Standard Code for Information Interchange — американский стандарт кода для обмена информацией). Набор символов, в котором каждая буква, цифра или контрольный символ состоит из 7-битовой последовательности.

  • DNS (Domain Name Service — служба доменных имен). Служба, преобразующая строчные адреса (например, www.yahoo. com) в понятные компьютеру IP-адреса (например, 182.156.12.24).

  • Ethernet. Наиболее часто использующаяся среда локальных сетей, позволяющая работать со скоростями 10, 100 (Fast Ethernet) и 1000 Мбит/с (Gigabit Ethernet).

  • Frame Relay. Метод использования виртуальных каналов для передачи данных между сетями, подключенными к глобальной сети.

  • IP (Internet Protocol — протокол Интернет). Сетевой протокол, использующий адресную и определенную контрольную информацию для того, чтобы данные могли перемещаться по сети в нужных направлениях. IP-адрес необходим для маршрутизации и состоит из четырех десятичных чисел от 0 до 255 (например, 192.168.35.20).

  • IPX (Internetwork Packet Exchange — обмен внутри сетевыми пакетами). Набор протоколов, разработанный компанией Novell Inc. и использующийся компьютерными системами, подключенными к сети под управлением операционной системы Novell Netware. Является эквивалентом протокола IP в наборе протоколов TCP/IP.

  • Ping. Программа, использующаяся для определения доступности удаленного компьютера путем отправки нескольких специальных эхо пакетов и ожидания ответа.


  • Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал