учебное пособие. Часть1. Информатика

UML – язык графического моделирования, позволяющий с помощью мыши визуально представить объекты с помощью CASE систем, имеющих специальные редакторы и генераторы исходных текстов программ.

SQL (Structured Query Language) – структурированный язык запросов для программирования баз данных. Базы данных требуют выполнения следующих операций: создание, модификация и удаление таблиц; поиск и отбор информации по запросам; добавление, модификация и удаление записей. Язык основан на мощной математической теории и позволяет выполнять обработку баз данных, оперируя не отдельными записями, а группами записей. Для управления большими базами данных разработаны системы управления базами данных - СУБД, каждая из которых кроме языка SQL имеет и свой особенный язык, ориентированный на конкретную СУБД. В мире несколько ведущих производителей СУБД: MICRISOFT, IBM, Software и др. Для ПК появились СУБД dBaseII, Fox Pro и Clipper.

11.2. Языки программирования для ИНТЕРНЕТА

HTML – язык для оформления документов. Прост и содержит команды для форматирования, организации ссылок и таблиц, добавления рисунков и диаграмм.

PERL – разрабатывался как средство подготовки больших текстовых отчетов и для управления задачами. По мощности превосходит СИ. В него введено много часто используемых функций работы со строками, массивами, работы с системной информацией и т.д.

TCL/TK – скрипт язык TCL с библиотекой TK Джона Аустираута, ориентируемый на автоматизацию рутинных процессов. Состоит из множества команд для работы с абстрактными объектами.

VRML – создан в 1994 г. для организации виртуальных трехмерных интерфейсов в ИНТЕРНЕТЕ. Позволяет в текстовом виде описывать трехмерные сцены, освещение и тени, создавать свои миры, облетать со всех сторон, масштабировать и т.д.

121

12.КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ

ОПАКЕТЕ ПРОГРАММ MATHCAD

Инструментальный пакет программ Mathcad позволяет выполнять математические вычисления в числовой и в аналитической форме. Экран содержит:

Меню в верхней строке, Панель инструментов во второй сверху строке,

Панель форматирования в третьей свеху строке, Палитру операторов в линейке слева, Рабочую область, Строку статуса внизу экрана.

Интерфейс прост и понятен и не требует особого обучения. Все графики и математические объекты вводятся щелчком мыши с перемещаемых палитр.

Документ Mathcad состоит из областей различного типа. Текстовые области создаются как в Paint нажатием кнопки А на панели инструментов. Математические области возникают при щелчке мыши на свободном месте экрана (появляется красный крестик – визир, фиксирующий место ввода формулы). Области на экране перетаскиваются мышью или перемещаются командами Cut и Insert меню Edit.

Запись формул такая же как на бумаге +,-,/, . Для ввода скобок, определяющих порядок выполнения операций, используется клавиша Spase

– Пробел. Система выдает ответ при вводе с клавиатуры знака =. В среде Mathcad знак = для числовой, а знак “стрелка вправо” на панели операторов для символьного вывода значения переменной.

Если ввести 75/25+5 получится 75/30=2,5, а если вводить 75/25 пробел+5 получится 3+5=8.

Стандартные математические символы sin, cos, tg и т.д. можно вводить посимвольно или вставлять из прокручивающегося списка, который вызывается командой Insert Function из меню Math. Для редактирования нужно щелкнуть мышью правее редактируемого выражения, затем нажать клавишу Backspace и ввести нужный элемент. Для немедленного пересчета выражения нужно щелкнуть мышью в стороне от выражения. Число значащих цифр задается из меню и практически не ограничено.

Символ:= вводимый с палитры операторов определяет переменные и функции

Требуется, чтобы все переменные и функции на экране были определены левее и (или) выше тех выражений, где они используются.

Для построения графика надо с помощью кнопки “m…n” палитры операторов определить диапазон независимой переменной, а затем создать

122

область графика с помощью кнопки внизу 1-ой палитры. После этого вводятся выражения, откладываемые по осям X,Y. Для каждой оси можно вводить несколько выражений Имеется семь видов визуализации двумерных

итрехмерных графиков. На каждом из двумерных графиков может находиться до 16 кривых, имеющих по 6 атрибутов. Можно размещать в Mathcad произвольные графические элементы.

Интегралы и суммы вычисляются с помощью кнопок 1-ой палитры. Для этого щелкают нужную кнопку и заполняют позиции ввода. Вычисления с матрицами осуществляют с помощью 2-ой палитры, нажав значок матрицы

иуказав число столбцов и строк. Нажать кнопку Create и заполнить пустые

поля. Чтобы обратить матрицуА надо напечатать вычисления определителя <<A>>.

Документ Mathcad на котором совмещены текст, формулы и графики выглядит как научная статья, но формулы при этом могут оживать, стоит внести изменения в любую из них и Mathcad все пересчитает и перерисует графики. Mathcad имеет выход в Интернет и его документы можно сшивать в электронные книги с гиперссылками.

В среде Mathcad имеются функции трех видов: встроенные, пользовательские и вложенные. Это виртуальные функции, связанные с соответствующими алгоритмами и вычислительными методами. Пакет позволяет выполнять следующие операции символьной математики:

вычисление выражений в аналитическом виде, вычисление выражений в комплексной форме, определение числового значения выражения, упрощение выражений, разложение на множители,

вычисление коэффициентов полинома, поиск производной, интегрирование, разложение в ряд, транспонирование матрицы, преобразование Фурье,

обратное преобразование Фурье, преобразование Лапласа, обратное преобразование Лапласа,

нахождение определителя матрицы и т.д.

Система искусственного интеллекта разработки NASA с названием SmartMath включена в пакет Mathcad и позволяет выполнять математические вычисления в аналитическом виде, оптимизируя расчеты при включении опции Optimize в меню Math и выводя упростившиеся аналитические выражения в специальный буфер, отображенный на диске командой Show Smart Math меню Math .

123

Контрольные вопросы

1.Что такое алгоритм?

2.Какие операции выполняет компьютер?

3.В чем суть операции присваивания?

4.Какие фигуры используют для обозначения операций алгоритма?

5.В чем суть теоремы Бема-Якопини?

6.Структура ветвление – что это такое?

7.Что такое неполное ветвление?

8.В чём различие циклов ДО и ПОКА?

9.Структура следования – что это такое?

10.Что такое языки низкого уровня?

11.Чем отличаются языки высокого уровня от языков низкого

уровня?

12.В чем достоинства и недостатки Ассемблера?

13.Какой язык программирования стал первым языком высокого

уровня?

14.Кто был первый программист в нашем мире?

15.Чем различаются функции компиляторов и интерпретаторов?

16.Что создал Джон Моучли?

17.Что изобрела Грейс Мюррей Хоппер?

18.Какие языки программирования высокого уровня достаточно популярны?

19.В чем достоинства языка программирования ФОРТРАН?

20.Что отличает язык ПАСКАЛЬ от других языков программирования?

21.Чем хорош популярный язык программирования БЕЙСИК?

124

13. ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА

Технология компьютерного способа пересылки и обработки информации, позволяющая поддерживать оперативную связь между сотрудниками, руководителями, учеными, деловыми людьми и всеми желающими, получила название электронной почты. Электронная почта (e- mail) - это специальный пакет программ для хранения и пересылки сообщений между пользователями ЭВМ. Посредством электронной почты реализуется служба безбумажных почтовых отношений. Она является системой сбора, регистрации, обработки и передачи любой информации (текстовых документов, изображений, цифровых данных, звукозаписи и т.д.) по сетям ЭВМ и выполняет такие функции, как редактирование документов перед передачей, их хранение в специальном банке, пересылка корреспонденции, проверка и исправление ошибок, возникающих при передаче, выдача подтверждения о получении корреспонденции адресатом, получение и хранение информации в собственном «почтовом ящике», просмотр полученной корреспонденции.

Электронная почта является услугой вычислительных сетей, и поставщики сетевых операционных систем комплектуют свои продукты средствами поддержки электронной почты.

Электронная почта в локальных сетях обеспечивает передачу документов. Успешно используется при автоматизации делопроизводства. При использовании для связи между сотрудниками всего офиса она оказывается удобнее телефона, так как позволяет передавать такую информацию, как отчеты, таблицы, диаграммы и рисунки, которые по телефону передать трудно.

Передача между терминалами сообщений, например, фототелеграмм, может также рассматриваться как разновидность электронной почты. Однако для большинства конкретных случаев использование электронной почты предполагает передачу сообщений через специальные «почтовые ящики», между которыми размещаются устройства обработки данных. «Почтовый ящик» – общая область памяти вычислительной сети, предназначенная для записи информации с помощью одной прикладной программы с целью ее дальнейшего использования другими прикладными программами, функционирующими в других узлах сети. Почтовый ящик представляет собой специально организованный файл для хранения корреспонденции. Он состоит из двух корзин: отправления и получения. Любой пользователь может обратиться к корзине получения другого пользователя и сбросить туда информацию. Но просмотреть ее он не может. Из корзины отправлений почтовый сервер забирает информацию для рассылки другим пользователям. Каждый почтовый ящик имеет сетевой адрес. Для пересылки корреспонденции можно установить связь с почтовым ящиком в режиме online. Например, в сети Sprinmail пользователь, зарегистрировавшись и получив определенный статус, по телефонным каналам может входить в

125

ближайший к нему узел сети и сообщаться с нужными абонентами в режиме on-line. Этот способ неудобен, так как необходимо ждать, пока будет включена ЭВМ получателя.

Более распространенным методом является выделение отдельных компьютеров в качестве почтовых отделений, называемых почтовыми серверами. При этом все компьютеры получателей подключены к ближайшему почтовому серверу, получающему, хранящему и пересылающему дальше по сети почтовые отправления, пока они не дойдут до адресата. Отправка адресату осуществляется по мере его выхода на связь с ближайшим почтовым сервером в режиме off-line. Примером может служить сеть Relcom. Пользователь передает сообщение вместе с адресом по телефонному каналу через модем на ближайший почтовый сервер в режиме on-line. Сообщение регистрируется, ставится в очередь и по первому свободному каналу передается на следующий почтовый сервер, пока адресат не заберет его в свой почтовый ящик. Почтовые серверы реализуют следующие функции: обеспечение быстрой и качественной доставки информации, управление сеансом связи, проверку достоверности информации и корректировку ошибок, хранение информации «до востребования» и извещение пользователя о поступившей в его адрес корреспонденции, регистрацию и учет корреспонденции, проверку паролей при запросах корреспонденции, поддержку справочников с адресами пользователей.

Пересылка сообщений пользователю может выполняться в индивидуальном, групповом и общем режимах. В индивидуальном режиме адресатом является отдельный компьютер пользователя, и корреспонденция рассылается одновременно группе адресатов. Почтовые серверы имеют средства распознавания пользователей. В общем режиме корреспонденция отправляется всем пользователям – владельцам почтовых ящиков. Посредством двух последних режимов можно организовать телеконференцию, электронные доски объявлений. Во избежание перегрузки почтовых ящиков в почтовых серверах хранятся справочники адресов, содержащих фильтры для групповых и общих сообщений. К преимуществам электронной почты относятся скорость и надежность доставки корреспонденции, относительно низкая стоимость услуг, возможность быстро ознакомить с сообщением широкий круг пользователей.

Любая система электронной почты состоит из двух главных подсистем: клиентского программного обеспечения, с которым непосредственно

взаимодействует пользователь; серверного программного обеспечения, которое управляет приемом

сообщения от пользователя-отправителя, передачей сообщения, направлением сообщения в почтовый ящик адресата и его хранением в этом ящике до тех пор, пока пользователь-получатель его оттуда не достанет. Серверное программное обеспечение при совместимости протоколов передачи данных может обрабатывать почту, подготовленную различными клиентскими программами. Это программное обеспечение различается

126

уровнями производительности, надежности, совместимости, устойчивостью к ошибкам, возможностями расширения.

Клиентское программное обеспечение предоставляет пользователям удобные средства для работы с почтой.

Несмотря на их многообразие в различных системах электронной почты, все они имеют общие функции: оповещение о прибытии новой почты; чтение входящей почты; создание исходящей почты; адресация сообщений; использование адресной книги, содержащей список абонентов, которым часто посылают почту; отправка сообщений; обработка сообщений и их сохранение. К обработке сообщений относятся такие функции, как печать, удаление, переадресация письма, сортировка, архивирование сообщений, хранение связанных сообщений. Особо следует выделить программы, позволяющие работать с папками, создавать свои папки для хранения в них сообщений по различным темам. Это очень удобно и помогает быстрее и эффективнее обрабатывать почту.

Различные почтовые программы могут быть классифицированы по разным признакам. Например, в какой операционной системе они могут работать. Сейчас получили наиболее массовое распространение программы для обработки почты, входящие в состав броузеров Microsoft Internet Explorer. Существуют программы для пользователей систем UNIX и OS/2; на старых моделях компьютеров применяются программы, работающие под управлением MS-DOS.

Электронная почта глобальных сетей передачи сообщений, где могут объединяться компьютеры самых различных конфигураций и совместимостей, обеспечивает:

–работу в офлайновом режиме, когда не требуется постоянного присутствия на почтовом узле. Достаточно указать специальной программепочтовику (Mailer) время системных событии и адреса, где следует забирать почту;

–доступ к телеконференциям (Echo Conference);

–доступ к файловым телеконференциям (File Echo Conference). Файловые телеконференции отличаются от обычных тем, что в качестве сообщений в них существуют не письма, а файлы. Например, создается файловая телеконференция, где каждый участник конференции может поместить свой файл, а другие участники этот файл непременно получат.

Существуют и другие возможности, предоставляемые членам сети. Можно, например, послать заказ на посылку или прием факса. Составляется обычное электронное письмо, оформленное должным образом, и посылается на адрес компьютерного узла, занимающегося факсимильными операциями. Текст этого письма в виде факса будет доставлен на факсимильный аппарат адресата.

Электронная почта является чрезвычайно важным информационным ресурсом Интернет. Помимо того, что она представляет собой самое массовое средство электронных коммуникаций, через нее можно принять или послать сообщения еще в два десятка международных компьютерных сетей,

127

часть из которых вовсе не имеют on-line сервиса (т.е. прямого подключения к Интернет).

Электронная почта во многом похожа на обычную почтовую службу. Корреспонденция подготавливается пользователем на своем рабочем месте либо программой подготовки почты, либо обычным текстовым редактором. Затем пользователь должен вызвать программу отправки почты (программа подготовки почты вызывает программу отправки автоматически), которая посылает сообщение на почтовый сервер отправителя. Тот в свою очередь посылает его на почтовый сервер адресата, где специальная программа занимается сортировкой почты и рассылкой ее по ящикам конечных пользователей. После запуска программы получения почты адресат устанавливает соединение со своим почтовым сервером и организует пересылку всех полученных на свое имя сообщений. Отметим, что почтовые серверы постоянно подключены к Сети, тогда как компьютеры участников переписки могут устанавливать соединение с ними по мере необходимости. Кроме того, получить и отправить почту можно через разные серверы Интернет. При настройке программы работы с электронной почтой независимо от ее интерфейса необходима следующая информация от провайдера: имя сервера исходящей почты, имя сервера входящей почты, имя пользователя и пароль, а также типы протоколов, используемые при почтовом обмене.

Протокол Simple Mail Transfer Protocol (SMTP). Для работы электронной почты в Интернет специально разработан этот протокол, который является протоколом прикладного уровня и использует транспортный протокол TCP. Однако совместно с этим протоколом используется UUCP (Unix-to-Unix-Copy-Program) протокол. UUCP хорошо подходит для использования телефонных линий связи. Разница между SMTP и UUCP заключается в том, что при использовании первого протокола почтового обмена программа, функционирующая на сервере, пытается найти машину получателя почты и установить с ней взаимодействие в режиме online для того, чтобы передать почту в ее почтовый ящик. В случае использования SMTP почта достигает почтового ящика получателя за считанные минуты, и время получения сообщения зависит только от того, как часто получатель просматривает свой почтовый ящик. При использовании UUCP почта передается по принципу «stop-go», т. е. почтовое сообщение передается по цепочке почтовых серверов от одной машины к другой, пока не достигнет машины-получателя или не будет отвергнута по причине отсутствия абонента-получателя. С одной стороны, UUCP позволяет доставлять почту по плохим телефонным каналам, так как не требуется поддерживать линию все время доставки от отправителя к получателю, а с другой стороны, время доступа к адресату значительно возрастает. В целом же общие рекомендации таковы если имеется возможность надежно работать в режиме on-line и это является нормой, то следует настраивать почту для работы по протоколу SMTP, если линии связи плохие или on-line используется чрезвычайно редко, то лучше использовать UUCP.

128

Основой любой почтовой службы является система адресов. Без точного адреса невозможно доставить почту адресату. В Интернет принята система адресов, которая базируется на доменном адресе машины Например, для пользователя pok машины с адресом fivt.kgftu.ru почтовый адрес будет выглядеть так: pok@fivt.kgftu.ru.

Таким образом, адрес состоит из двух частей: идентификатора пользователя, который записывается перед знаком «коммерческого эй» – «@» и доменного адреса машины, который записывается после знака «@».

Протокол SMTP был разработан для обмена почтовыми сообщениями в сети Интернет, он не зависит от транспортной среды и может использоваться для доставки почты в сетях с протоколами, отличными от TCP/IP.

Модель протокола. Взаимодействие в рамках SMTP строится по принципу двусторонней связи, которая устанавливается между отправителем и получателем почтового сообщения. При этом отправитель инициирует соединение и посылает запросы на обслуживание, а получатель на эти запросы отвечает. Фактически, отправитель выступает в роли клиента, а получатель – сервера.

Канал связи устанавливается непосредственно между отправителем и получателем сообщения. При таком взаимодействии почта достигает абонента в течение нескольких секунд после отправки.

РОРЗ (Post Office Protocol, версия 3). Протоков обмена почтовой информацией РОРЗ предназначен для разбора почты из почтовых ящиков пользователей на их рабочие места при помощи программ-клиентов. Если по протоколу SMTP пользователи отправляют корреспонденцию через Интернет, то по протоколу РОРЗ они получают корреспонденцию из своих почтовых ящиков на почтовом сервере.

Такая схема предполагает, что пользователь имеет почтовый ящик на машине-сервере, которая не выключается круглосуточно. Все почтовые сообщения складываются в этот почтовый ящик. По мере необходимости пользователь из своего почтового клиента обращается к почтовому ящику и забирает из него пришедшую на его имя почту. При отправке программаклиент обращается непосредственно к серверу рассылки почты и передает отправляемые сообщения на этот сервер для дальнейшей рассылки.

129

14. ГИПЕРТЕКСТ

Сетевые технологии существенно повышают интеллектуальные возможности человека, примером этого могут служить две ИТ: гипертекст и мультимедиа. Представление о гипертексте. Внешне гипертекст отличается от обычного текста тем, что часть слов или целые строки в нем, будучи выделены особым шрифтом или цветом, оказываются чувствительными к появлению на них указателя манипулятора «мышь». При попадании на такую область текста указатель изменяет первоначальный вид, становясь, например, ладошкой. Щелчок «мыши» в таком положении приводит к инициированию какого-либо события, чаще всего к загрузке в программу просмотра нового документа, привязанного так называемой гипертекстовой ссылкой к выделенной строке текста. В результате у пользователя появляется возможность самому выбирать порядок просмотра тех или иных страниц, двигаясь по перемежающимся между собой нитям ссылок. Если при этом компьютер подключен к глобальной сети Интернет, то в сценарий просмотра могут входить ресурсы всего мира, доступ к которым происходит по протоколу работы с гипертекстом, или HTTP (Hyper Text Transfer Protocol).

После сказанного становится понятным представление об этих ресурсах как о Всемирной паутине (World Wide Web, WWW).

Поскольку нетривиальный характер взаимодействия клиента и сервера по протоколу HTTP с удаленными ресурсами Сети скрыт от конечного пользователя за интерфейсом дружественной программы-просмотра гипертекстовых страниц (броузером, от англ, browse –просматривать), начало работы в Web не представляет больших проблем.

Итак, гипертекст не может корректно отображаться обычным текстовым редактором, хотя последний вполне пригоден для его приготовления. Специально разработанный язык гипертекстовой разметки

HTML (Hyper Text Markup Language) позволяет превращать нужные элементы документа, включая не только текстовые поля, но и графику, в области «мышечувствительности», или в гипертекстовые ссылки. Существует ряд серьезных причин, по которым необходимо остановиться на этом языке ниже чуть более подробно.

Гипертекст обладает нелинейной сетевой формой организации материала, разделенного на фрагменты, для каждого из которых указан переход к другим фрагментам по определенным типам связей. При установлении связей можно опираться на разные основания (ключи), но в любом случае речь идет о смысловой (семантической) близости связываемых фрагментов. Следуя указанным связям, можно читать или осваивать материал в любом порядке, а не в единственном. Текст теряет свою замкнутость, становится принципиально открытым, в него можно вставлять новые фрагменты, указывая для них связи с имеющимися фрагментами. Структура текста не разрушается, и вообще у гипертекста нет априорно заданной структуры. Таким образом, гипертекст – это новая технология

130