Краткий конспект лекций

31

Системный блок ПК содержит основные устройства компьютера: процессор и сопроцессор, оперативную память, системную шину. Идея ПК состоит в том, что для обеспечения гибкости и наращиваемости структуры все основные устройства компьютера подключены к общей информационной шине (системной шине) (рис.2).

Рис. 2. Структура персонального компьютера

Накопители на гибких дисках получили адреса А: и В:, первый накопитель на жестких дисках получил адрес С: и обычно используется для резиденции операционной системы, последующие накопители (разделы запоминающего пространства одного и того же накопителя, сетевые адреса) адресуются D:, E: и т.д.

Процессор. Самым главным элементом компьютера является микропроцессор – небольшая (в несколько сантиметров) электронная схема, выполняющая все вычисления и обработку информации. Микропроцессор может выполнять сотни различных операций и делает это со скоростью сотен миллионером операций в секунду.

Сопроцессор. Выполняет математические операции с высокой скоростью и резко повышает производительность компьютера при решении инженерных задач. В микропроцессорах Pentium сопроцессор встроен в микропроцессор.

Оперативная память. Обеспечивает оперативное хранение программ и данных . Имеет высокое быстродействие и прямую адресацию до одного байта. Хранит данные только пока компьютер включен.

Контроллеры и шина. Обеспечивают обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами. Для каждого внешнего устройства в компьютере имеется электронная схема, которая им управляет. Эта схема называется контроллером или адаптером. Все контроллеры и

32

адаптеры взаимодействуют с процессором через системную магистраль передачи данных (шину). Единообразие подключения внешних устройств делает ПК весьма гибким по конфигурации.

Электронные платы. Основной платой ПК является системная плата (материнская). На ней устанавливаются микропроцессор, сопроцессор, оперативная память, шина. Контроллеры и адаптеры выполняются на отдельных платах, которые вставляются в унифицированные разъемы системной платы – слоты. Таким образом, наличие свободных слотов позволяет подключать дополнительные устройства. Также просто решается проблема совершенствования компьютера. Например, для замены устаревшего адаптера монитора на новый достаточно заменить соответствующий контроллер в слоте.

Накопители на дискетах. Обычно ПК содержит один дисковод для дискет 3,5 дюйма емкостью 1,4 Мбайта (диск А:). Возможна установка второго накопителя для дискет размером 5,25 дюйма, емкостью 360 и 1,2 Мбайта (диск В:).

Накопители на жестких дисках. Обычно ПК содержит один дисковод на жестких дисках, который разбивается на несколько разделов С:, D:,E: и т.д. Скорость работы диска характеризуется двумя основными параметрами:

временем доступа к данным; скоростью чтения и записи данных.

Время доступа к данным это среднее время, которое компьютер тратит на поиск нужного участка на диске. Заметим, что это время складывается из времени. Затрачиваемого самим дисководом, а также контролером, шиной, микропроцессором.

Первый раздел С: жесткого диска как правило используется для хранения программ операционной системы (ОС). При включении питания в процедуре начальной загрузки микропроцессор в поиске программ ОС всегда сначала обращается к гибкому диску А:, и если не обнаруживает там дискеты, к диску С.

Мониторы. Предназначены для вывода на экран текстовой и графической информации. Мониторы бывают монохромными и цветными, могут работать в текстовом и графическом режимах.

Втекстовом режиме экран монитора условно разбивается на 25 строк и 80 столбцов.

Вграфическом режиме экран монитора имеет точечную (пиксельную) структуру, с 1024 на 768 точек на экране (возможен режим 800 на 600).

Связующим звеном между монитором и процессором является видеопамять адаптера монитора, в которой для каждой точки (пиксела) экрана хранится цвети яркость. Схематично процесс развертывания изображения на экране монитора можно представить следующим образом. Монитор непрерывно сканирует видеопамять видеоадаптера (аналог телевизионной развертке) и выводит изображение на экран не занимая время процессора и оперативной памяти на эти операции. При необходимости

33

процессор прерывает этот процесс и изменяет содержимое некоторой части видеопамяти (частичное изменение изображения). Тем самым обеспечивается как эффективное использование процессора, оперативной памяти, так и практически незаметное для пользователя мерцание экрана при записи в видеопамять.

Клавиатура. Средство ввода информации. Содержит группу клавиш для ввода управляющей информации – функциональные клавиши, и собственно информационные клавиши. Функциональное назначение наиболее используемых функциональных клавиш:

Shift – временное на момент удержания клавиши переключение с прописных букв на заглавные;

Caps Lock – переключение с прописных букв на заглавные; Enter – завершение ввода фрагмента, перевод строки;

BackSpace – удаление символа) слева от курсора (перемещение курсора влево на одну позицию);

Del – удаление символа справа от курсора;

Ins – переключение с режима вставки символов на режим замещения символов при вводе и обратно;

Esc – отмена управляющего действия, выход из некоторой ситуации.

вверх, PgDn вниз.

Функциональное назначение наиболее используемых функциональных клавиш и их комбинаций:

Ctrl-Alt-Del – вызывает процедуру начальной загрузки компьютера;

3. Компьютерные сети: локальные, корпоративные, глобальные сети, средства электронной связи.

По территориальному признаку сети бывают: Локальные, Глобальные, Городские.

LAN (Local Area Network - локальная сеть, ЛВС) - соединенные вместе скоростным каналом компьютеры и другие сетевые устройства, расположенные на незначительном удалении один от другого (комната, здание, предприятие)

WAN (Wide-Area Network - Глобальная сеть) - сеть, обеспечивающая передачу информации на значительные расстояния с использованием коммутируемых и выделенных линий или специальных каналов связи

34

Городские появились относительно недавно, что то между Л и Г По масштабам производственного предприятия:

Сети отделов-охватывают небольш отдел. Главная цельразделение локальных ресурсов.

Сети кампусовтакие сети практически у каждого предприятия. Множество сетей отделов на площади в несколько кв.м

Корпоративные сети – сети масштаба предприятия, большие, сложно связаны. Объединяют тысячи пользователей и сотни серверов. В таких сетях используются глобальные связиспутники, радиоканалы. Их можно назвать «островки локальных сетей, плавающие в телекоммуникационной среде»

К средствам электронной связи относятся повторители, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы, модемы различных видов.

4. Основы Интернет. Принцип работы WWW – сервера. Протокол http

Internet - всемирная компьютерная сеть, объединяющая компьютеры во всем мире в едином информационном пространстве. Интернет многогранен. С технической точки зрения, это - объединение транснациональных компьютерных сетей, работающих по самым разнообразным протоколам, связывающих всевозможные типы компьютеров, физически передающих данные по телефонным проводам и оптоволокну, через спутники и радиомодемы… так, что в любой момент каждый компьютер в Internet "видит" каждый другой (то есть может передать ему пакет данных IP и получить ответ за доли секунды). В широком смысле, с точки зрения психологии, философии, культурологии и др. Интернет - киберпространство, рождающее киберкультуру со своим образом мысли, своим языком, своей этикой

Веб-сервер - сервер, обеспечивающий предоставление информации в службе глобального соединения. Веб-сервер хранит и предоставляет во внешнюю сеть данные, организованные в виде веб-страниц. Веб-сервер отвечает за обработку запросов клиентов к веб-сайту и исполнение CGI-, JSP-

,ASP-, PHP- и других приложений

Вфазе соединения, Web-клиент пытается соединиться с сервером. В cтpоке состояния большинства браузеров1 выводится: “Connecting to HTTP server”. В случае неудачи, выводится соответствующее сообщение.

Если соединение установлено, клиент посылает на сервер запрос соответственно заданному протоколу (включая и номер версии протокола) о том какой объект нужно найти. Протокол может быть не только HTTP, но и

FTP (File Transfer Protocol), NNTP (Network Transfer Protocol), Gopher or

WAIS.

В запрос включается и команда для сервера (обычно это команда GET - взять объект). Как только сервер заполняет запрос данными, он посылает

35

ответ клиенту (который в стоке состояния пишет “Reading Response” а затем сообщение “Transferring”).

Затем соединение отключается и браузер отображает полученные данные. Если это простой текст, то просто выводит его, если графический файл, то активизирует просмотрщик и т.п. Но обычно это HTML документ.

Протокол наиболее важная частъ URL, это совокупность правил по которым происходит взаимодействие между сервером и клиентом. Для WWW основным протоколом является http.

HTTP (англ. HyperText Transfer Protocol — « протокол передачи гипертекста») — протокол прикладного уровня передачи данных в первую очередь в виде текстовых сообщений. Основой HTTP является технология «клиент-сервер», то есть предполагается существование потребителей (клиентов), которые инициируют соединение и посылают запрос, и поставщиков (серверов), которые ожидают соединения для получения запроса, производят необходимые действия и возвращают обратно сообщение с результатом.

HTTP в настоящее время повсеместно используется во Всемирной паутине для получения информации с веб-сайтов. В 2006 году в Северной Америке доля HTTP-трафика превысила долю P2P-сетей и составила 46 %, из которых почти половина — это передача потокового видео и звука[1].

HTTP используется также в качестве «транспорта» для других протоколов прикладного уровня, таких как SOAP.

Основным объектом манипуляции в HTTP является ресурс, на который указывает URI (англ. Uniform Resource Identifier) в запросе клиента. Обычно такими ресурсами являются хранящиеся на сервере файлы, но ими могут быть логические объекты или что-то абстрактное. Особенностью протокола HTTP является возможность указать в запросе и ответе способ представления одного и того же ресурса по различным параметрам: формату, кодировке, языку и т. д. Именно благодаря возможности указания способа кодирования сообщения клиент и сервер могут обмениваться двоичными данными, хотя данный протокол является текстовым.

HTTP — протокол прикладного уровня, аналогичными ему являются FTP и SMTP. Обмен сообщениями идёт по обыкновенной схеме «запросответ». Для идентификации ресурсов HTTP использует глобальные URI. В отличие от многих других протоколов, HTTP не сохраняет своего состояния. Это означает отсутствие сохранения промежуточного состояния между парами «запрос-ответ». Компоненты, использующие HTTP, могут самостоятельно осуществлять сохранение информации о состоянии, связанной с последними запросами и ответами. Браузер, посылающий запросы, может отслеживать задержки ответов. Сервер может хранить IPадреса и заголовки запросов последних клиентов. Однако сам протокол не осведомлён о предыдущих запросах и ответах, в нём не предусмотрена внутренняя поддержка состояния, к нему не предъявляются такие требования

36

Современные информационные технологии (ИТ)

1 . Определение термина “ информационные технологии”.

Информационные технологии (ИТ, от англ. information technology, IT)

— широкий класс дисциплин и областей деятельности, относящихся к технологиям управления и обработки данных, в том числе, с применением вычислительной техники.

В настоящее время под информационными технологиями чаще всего понимают компьютерные технологии. В частности, ИТ имеют дело с использованием компьютеров и программного обеспечения для хранения, преобразования, защиты, обработки, передачи и получения информации. Специалистов по компьютерной технике и программированию часто называют ИТ-специалистами.

Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, ИТ — это комплекс взаимосвязанных, научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы. Сами ИТ требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоемкой техники. Их введение должно начинаться с создания математического обеспечения, формирования информационных потоков в системах подготовки специалистов.

Под информационными технологиями (ИТ) следует понимать использование вычислительной техники и систем связи для создания, сбора, обработки, хранения, передачи информации для всех сфер общественной жизни [2]. Информационные технологии включают в себя главные составляющие современного информационного бизнеса: компьютеры, терминалы, компьютерное оборудование, оптическую аппаратуру, микрофильмы, лазерные диски, печатное оборудование и ксерокопирование.

Признавая поразительные технологические достижения наступившей эры информационных технологий, многие специалисты спрогнозировали дальнейший прогресс в этой области. Движущей силой этого прогресса являются пять основных тенденций:

1)возрастание роли информационного продукта;

2)развитие способности к взаимодействию (совместимости);

3)ликвидация промежуточных звеньев (непосредственность);

4)глобализация;

5)конвергенция.

38

повышение качества управления объектами хозяйственной деятельности, ускорение процессов создания и эффективной эксплуатации сложных интегрированных информационных систем;

информационное обеспечение развития науки, техники, производства и социальной сферы на основе создаваемых государственных ресурсов научнотехнической информации с использованием современных информационных технологий, баз данных и знаний;

развитие микроэлектроники и элементной базы радиоэлектроники, повышение уровня радиоэлектронной аппаратуры различного применения, создание приборов на квантовых и квантоворазмерных эффектах и осуществление перехода к атомарной сборке изделий электронной техники.

3. Состояние и перспективы информационных технологий.

Евросоюз разработал план внедрения элементов электронного государственного управления (e-government), предоставляющих электронную среду общения власти с гражданским обществом. По замыслу разработчиков, реализация проекта должна предусматривать широчайшие варианты доступа, что упростило бы задачу обеспечения всего, без исключения, населения к разрабатываемым сервисам. Евросоюз возлагает большие надежды на широкое внедрение информационных технологий, прогнозируя, что полная реализация программы e-government позволит экономить около 300 млрд. евро ежегодно.

План внедрения электронного государственного управления, принятый странами-участницами, предусматривает 100% доступность и 50% переход на использование электронных сервисов к 2010 году. Кроме этого, предполагается обеспечение возможности пользования этими сервисами жителями Европы, перемещающимися из одной страны в другую, что предполагает внедрение систем безопасности для взаимного признания национальных средств электронной идентификации. В течение 2007 г. под эгидой соответствующей еврокомиссии будут разрабатываться общие спецификации для работы с электронными идентификаторами, а в 2009 г. запланировано рассмотрение единых правил работы с электронными подписями.

Предусматривается, что к концу десятилетия любой гражданин Евросоюза сможет иметь доступ к сервисам e-government, а средства доступа смогут представлять самые разнообразные устройства, от компьютеров до мобильных телефонов и цифровых телевизоров, оснащенных средствами обеспечения интерактивного сетевого взаимодействия. Проведенные исследования показали, что среди всех стран мира в настоящее время наибольшее развитие электронные средства государственного управления получили в Дании, что экономит датским предпринимателям около 50 млн. евро, а налогоплательщикам – около 150 млн. евро ежегодно.

39

4.Глобальное информационное пространство.

Сточки зрения международного права, глобальное информационное пространство следует рассматривать как виртуальное, то есть представляемое, пространство, более точно определяемое как отражение в сознании индивида (представление) о возможности получения или передачи информации независимо от его территориального местонахождения и независимо от используемых для этого технических средств.

Понятие человека о существовании глобального информационного пространства является результатом осуществления миллионами людей во всем мире своего международно признанного права на информацию. В этом смысле глобальное информационное пространство является предметом международно-правового регулирования. В это информационное пространство потенциально входит вся та информация, которую человек может получить в информационном обществе. Границами информационного пространства являются те пределы, в которых индивид может получать и распространять информацию в данном информационном обществе.

Глобальное информационное пространство — это не только представление отдельного человека, это еще и сама система саморегулирования информационных отношений. Международное право устанавливает ряд принципов, которые определяют правовое регулирование вопросов информационных отношений, например, принцип широкого и сбалансированного распространения информации, принцип признания мирного существования глобальных сетей, и т.д. Но конкретное содержание этих принципов, а значит, и решение конкретных вопросов зависит от активности позиции сторон, защищающих ту или иную точку зрения. Между тем, таких вопросов становится все больше. Каким образом разграничить юрисдикцию в киберпространстве? Каковы пределы анонимности и криптографии в сети? Должны ли определенные стандарты передачи информации попасть под запрет только лишь потому, что они потенциально могут помочь в распространении запрещенных идей или нарушения авторских прав? Угрожает ли свободное программное обеспечение бизнесу? Как преодолеть громадный электронно-цифровой разрыв в развитии различных стран и народов? Ответ на все эти вопросы еще предстоит найти мировому информационному сообществу, и каким он будет, зависит, в конечном счете, от наших общих усилий.

Системы автоматизированного проектирования, управления производством

1. Интеграция проектирования, расчетов, технологии и изготовления

Компьютерное проектирование, анализ и изготовление принесли моментальный эффект сразу же с момента своего появления в 70-х годах. С тех пор так называемые системы CAD (проектирование и подготовка

40

чертежей), CAE (анализ и расчеты) и CAM (подготовка программ для станков с ЧПУ) были существенно улучшены. Возросла их эффективность, функциональность и точность результатов. Однако с точки зрения основного подхода их внедрения, а именно использования в качестве автоматизации отдельных элементов процесса проектирования, мало что изменилось.

Конструктор работает отдельно от специалиста по анализу, а тот в свою очередь слабо связан с технологами или инженерами программ для станков с ЧПУ. Сегодня эта схема выглядит следующим образом. По завершении проектирования конструктор передает данные на анализ, например, прочностной или температурный. Аналитик проводит определенные расчеты и по их результатам дает конструктору рекомендации по изменению изделия. После согласования данные передаются технологу или специалисту по ЧПУ. В конце концов информация в виде технологического процесса или программы ЧПУ достигает производства. Изделие изготавливается. Схема выглядит логичной и стройной, однако на практике обычно происходит не все так гладко.

Различные программы, которые используются на каждой стадии, могут быть несовместимы между собой, а это влечет проблемы в переносе данных от одной программы к другой. Это может привести к потере точности, а иногда и к повторному заданию одних и тех же данных. Расчетчик или технолог могут дать рекомендации по повышению прочности или технологичности, что для конструктора, который работает отдельно от них, может быть не всегда понятно, а с чем-то он может и не согласиться. После изменений в конструкции следует еще раз пройти все стадии. При этом снова будет необходимо решать проблемы передачи уже откорректированных данных от одной программы к другой. Если какая-то информация была добавлена дополнительно на одном из промежуточных этапов, ее нужно будет ввести заново, поскольку она должна уже быть настроена на новые данные. В результате возрастают общие издержки. Для выпуска изделия требуется большее время, теряется качество.

Сегодня с этими проблемами столкнулись уже многие предприятия. И в качестве одного из способов их решения используют так называемое "командное проектирование". Вместо отдельных технологических, конструкторских, расчетных и прочих отделов создается единая команда, отвечающая за изделие. В нее входят конструкторы, технологи, расчетчики и другие специалисты, вплоть до экономистов и менеджеров по маркетингу. В небольших организациях это могут быть один-два человека, способных выполнить весь комплекс работ.

Стоит, однако, отметить, что если в плане организации такая схема выглядит более эффективной, то для того чтобы решать технические проблемы, связанные с программами и передачей данных, требуется другое, а именно поддержка интеграции непосредственно на уровне программ. Одним из способов обеспечения интеграции является использование стандартных форматов файлов для обмена данными. Используя для передачи