Информатика как основообразующая дисциплина формирования информсреды образования (стр. 13 )

Два кольца ВОЛС используются одновременно. Станции можно подключать к одному из колец или к обоим сразу. Использование конкретным узлом обоих колец позволяет для этого узла иметь суммарную пропускную способность в 200 Мбит/с. Другое возможное использование второго кольца - обход с его помощью поврежденного участка (рис. 4.5).

Рис. 14.. Кольца ВОЛС в сети FDDI

В FDDI используются оригинальные код и метод доступа. Применяется код типа NRZ (без возвращения к нулю), в котором изменение полярности в очередном такте времени воспринимается как 1, отсутствие изменения полярности как 0. Чтобы код был самосинхронизирующимся, после каждых четырех битов передатчик вырабатывает синхронизирующий перепад.

Такое специальное манчестерское кодирование носит название 4b/5b. Запись 4b/5b означает код, в котором для самосинхронизации при передаче 4 бит двоичного кода используется 5 бит так, что не может быть более двух нулей подряд, или после 4 бит добавляется еще один обязательный перепад, что и используется в FDDI.

При таком коде несколько усложняются блоки кодирования и декодирования, но зато повышается скорость передачи по линии связи, так как почти вдвое уменьшается максимальная частота переключения по сравнению с манчестерским кодом.

В соответствии с методом FDDI по кольцу циркулирует пакет, состоящий из маркера и информационных кадров. Любая станция, готовая к передаче, распознав проходящий через нее пакет, вписывает свой кадр в конец пакета. Она же ликвидирует его после того, как кадр вернется к ней после оборота по кольцу и при условии, что он был воспринят получателем. Если обмен происходит без сбоев, то кадр, возвращающийся к станции-отправителю, оказывается в пакете уже первым, так как все предшествующие кадры должны быть ликвидированы раньше.

Сеть FDDI обычно используется как объединяющая в единую сеть много отдельных подсетей ЛВС. Например, при организации информационной системы крупного предприятия целесообразно иметь ЛВС типа Ethernet или Token Ring в помещениях отдельных проектных подразделений, а связь между подразделениями осуществлять через сеть FDDI.

Другие высокоскоростные ЛВС. В настоящее время возможен выбор между следующими вариантами высокоскоростных ЛВС.

1. Сеть FDDI; ее основное применение - опорная (магистральная) сеть, связывающая подсети отдельных подразделений предприятий. Средняя цена на один узел С составляет приблизительно 3000 долл. Ее устройство подробнее рассмотрено выше.

2. Сеть 100VG-AnyLAN (стандарт IEEE 802/12) работает на скорости 100 Мбит/с. Ее особенности :

·  обработка запросов по приоритету;

·  поддержка форматов кадра, принятых в Ethernet и Token Ring, физические линии - витая пара или оптоволокно;

·  топология - звезда, однако возможно каскадное включение хабов;

·  кабель - четыре неэкранированные пары (UTP) или две экранированные (STP).

В случае четырех пар достигается четырехкратное увеличение пропускной способности при использовании частоты 25 МГц, то же и в случае двух экранированных пар, так как здесь вдвое выше допустимая частота (50 МГц);

·  применяется код без возвращения к нулю (NRZ), в котором единица представляется высоким уровнем напряжения, нуль - низким уровнем. Для самосинхронизации применено нечто, похожее на стаффинг - через три подряд идущие одинаковые символы включается перепад. Такая избыточность требует не более 20 % дополнительного времени, но по сравнению с манчестерским кодом при той же частоте передается вдвое больше битов;

·  опрос выполняется поочередно по портам корневого концентратора с учетом приоритетов (два уровня приоритета). Если к порту подключен хаб низшего уровня, то он ждет окончания опроса портов хаба высшего уровня. Если узел ждет получения полномочий более 300 мс, то его приоритет повышается.

3. Сеть Fast Ethernet, иначе называемая 100BaseX или 100Base-T (стандарт IEEE 802/30). Информационная скорость 100 Мбит/с. В Fast Ethernet применен метод доступа МДКН/ОК. Используется для построения скоростных ЛВС (последовательно включается не более двух хабов), для объединения низкоскоростных подсетей 10Base-T в единую скоростную сеть и для подключения серверов на расстояниях до 200 м. В последнем случае серверы соединяются с клиентскими узлами через шину 100 Мбит/с и коммутатор, называемый также конвертором или переключателем скорости 100/10. К конвертору с другой стороны подключено несколько шин 10 Мбит/с, на которые нагружены остальные узлы. Практически можно использовать до 250 узлов, теоретически - до 1024. Подсетями могут быть как Fast Ethernet, так и обычные Ethernet с 10 Мбит/с, включенные через преобразователь скорости. Различают варианты 100Base-TX, в котором применяют кабель из двух неэкранированных витых пар категории 5, 100Base-T4 - с четырьмя неэкранированными парами категории 5, 100Base-FX - на ВОЛС.

4. Гигабитные скорости достигнуты в 1000Base-X - варианте Gigabit Ethernet сети Ethernet. В соответствии со стандартом IEEE 802.3z имеются разновидности на ВОЛС с длиной волны 830 или 1270 нм (1000Base-SX и 1000Base-LX), расстояния до 550 м, и на витой паре категории 5 (1000BaseСХ) на расстояниях до 25 м. Скорость до 1 Гбит/с. Гигабитная скорость достигается благодаря следующим решениям.

Сеть имеет иерархическую структуру. Участки (отдельные компьютеры или подсети) по 10 Мб/с подключаются к портам переключателей (switches) скорости 10/100, их выходы по 100 Мб/с, в свою очередь, подключаются к портам переключателей 100/1000. В сегментах сети, имеющих 1000 Мб/с, используются, во-первых, передача данных по ВОЛС или параллельно по 4 витым парам, во-вторых, 5-уровневое представление данных (например, +2, +1, 0, -1, -2 В), в-третьих, кодирование 8b/10b. В результате в каждой витой паре имеем 250 Мб/с при частоте сигналов 125 МГц.

5. Сети, реализующие технологию АТМ. Эта технология, поясняемая в гл. 5, может применяться как в небольших ЛВС, так и в территориальных сетях. Информационные скорости находятся в диапазоне 25...2048 Мбит/с.

Понятие: Функциональные сетевые серверы.

Комментарий: Функциональные серверы в сетях "клиент/сервер" выделяют для сосредоточения некоторых функций, требующихся многим узлам, в одном узле, что устраняет дублирование тех или иных программно-аппаратных средств во многих узлах. В зависимости от потребностей в таких функциях и стоимости серверных средств в сетях могут быть выделены серверы следующего назначения:

·  серверы, управляющие разделяемыми периферийными устройствами (например, принтером);

·  файл-серверы с общими данными, представленными в виде файловой системы;

·  серверы баз данных с общими данными, представленными в виде банка данных;

·  почтовые серверы для обмена сообщениями (в режимах электронной почты, телеконференций и т. п.);

·  серверы приложений, специализирующиеся на выполнении определенных процедур.

Последний из указанных типов серверов лежит в основе сетей распределенных вычислений (сетей DCE - Distributed Computing Environment).

Понятие: Информационная безопасность в сетях (из лекций проф. В.П. Кулагина).

Комментарий: Проблема информационной безопасности (ИБ) выходит за рамки сетевой операционной системы (ОС). Назначение систем ИБ сводится к защите от несанкционированных доступа и модификации информации, восстановлению после разрушений информации. Функции систем ИБ: аутентификация, разграничение доступа, защита на сетевом уровне.

Аутентификация чаще всего выполняется через пароли. Разработан сервер Kerberos, предназначенный для аутентификации пользователя, выходящего в сеть с любого узла. Целесообразна периодическая смена паролей, доступ к файлам пароля должен быть только у администратора.

Разграничение доступа должно обеспечиваться на нескольких уровнях. Так, есть четырехуровневая модель. На внешнем уровне устанавливаются права доступа извне и выхода изнутри корпоративной сети. На сетевом, системном и прикладном уровнях регламентируются права доступа к сетевым информационным ресурсам, ресурсам ОС и к пользовательским данным соответственно. Другая модель устанавливает уровни входа в систему, доступа к БД, доступа к приложениям. Права доступа часто выражаются трехразрядным восьмеричным кодом ABC, в котором A - права владельца, B - членов группы, C - остальных пользователей, а три бита выражают право чтения, записи и исполнения соответственно.

Между общедоступными и секретными объектами в сети (между общедоступными и частными сетями) можно установить специальное программное обеспечение, называемое брандмауэром (или firewall), которое либо запрещает выполнение определенных действий на сервере, либо фильтрует пакеты, разрешая проход только от оговоренных узлов.

Борьба с перехватом сообщений на сетевом уровне - шифрование при передаче через канал (криптография). Разработан стандарт шифрования DES (Data Encryption Standard).

Различают симметричную и асимметричную схемы шифрования.

В симметричных схемах секретный ключ должен быть известен как отправителю, так и получателю. Это затрудняет смену ключей, полезность которой очевидна.

В асимметричных схемах шифрование производится открытым ключом, а дешифрование - секретным ключом, известным только получателю. Случайно подобрать секретный ключ злоумышленник не может, так как это требует громадного перебора вариантов.

В настоящее время все большее распространение получает комбинация симметричных и асимметричных схем. При этом сообщение кодируется закрытым ключом А по симметричной схеме, но сам ключ А для каждого сообщения новый и передается в закодированном по асимметричной схеме виде вместе с сообщением. Получатель декодирует сначала ключ А своим закрытым ключом В, а затем и все сообщение ключом А. Такая комбинация выгодна, во-первых, тем, что труднее взломать защиту, во-вторых, получатель быстрее дешифрирует сообщения, так как алгоритмы симметричного дешифрирования заметно более экономичны.

Одним из применений шифрования является электронная подпись, предназначенная для удостоверения подлинности документа, пересылаемого по сети. Документ (чаще его аннотация) перед отправкой шифруется секретным ключом отправителя, а дешифруется открытым ключом получателя.

В связи с актуализацией защиты информации от различных несанкционированных действий в настоящее время разрабатываются и активно внедряются все новые и утонченные решения в обсуждаемой области.

Понятие: Круг тематических вопросов, относящихся к компьютерным сетям, знание или разрешение которых требуется от информатчика, проектирующего или сопровождающего ИС в образовании (составлен по материалам Рабочей программы по дисциплине кафедры ТИССУ МИРЭА «Введение в компьютерные сети» для студентов специальности 220100 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» разработанной доцентом ).

Комментарий:

Назначение локальных и глобальных компьютерных сетей

Преимущества компьютерных сетей, сфера применения. Классификация компьютерных сетей: локальные компьютерные сети (LAN), городские компьютерные сети (MAN), глобальные компьютерные сети (WAN). Основные определения: клиент, сервер, сетевой адаптер, скорость передачи, управление обменом, топология сети, среда передачи информации.

Одноранговые LAN, сети на основе сервера, комбинированные сети. Базовые топологии LAN: шина, звезда, кольцо. Репитеры и концентраторы. Комбинированные топологии: звезда-шина, звезда-кольцо.

Среда передачи информации в компьютерных сетях

Коаксиальные кабели спецификаций 10BASE2, 10BASE5. Конструкция, максимальные длины сегментов, конструкции коннекторов и трансиверов.

Витые пары спецификаций 10BASEÒ. Коннекторы: конструкция, максимальные длины сегментов, конструкции коннекторов.

Оптоволоконные кабели спецификаций 100BASEF. Одномодовые и многомодовые оптоволокна. Конструкции, максимальные длины сегментов, оптические коннекторы.

Беспроводные среды передачи: инфракрасное излучение, радиоканалы в узком и широком спектрах. Их преимущества и недостатки, рациональные сферы применения.

Методы доступа в ЛВС

Понятие метода доступа в ЛВС. Случайные и детерминированные методы доступа. Метод доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий. Метод доступа с контролем несущей и предотвращением коллизий. Метод доступа с передачей маркера.

Сетевая модель взаимодействия открытых систем OSI

Понятие «Открытая система». Архитектура модели OSI/ISO. Функции уровней: физического, канального, сетевого, транспортного, сеансового, представительского, прикладного. Вертикальные и горизонтальные взаимодействия, услуги и интерфейсы. Спецификации IEEE серии 802.х. Детализация канального уровня. Подуровень управления логической связью. Подуровень управления доступом к среде. Основные организации - источники стандартов.

Форматы кадров в ЛВС

Сети с коммутацией пакетов и каналов. Структура типичного кадра ЛВС. Назначение полей типичного кадра. Формат кадра сети EtherNet. Размеры и функции полей. Формат кадра сети Token Ring. Физический адрес сетевых устройств. Принцип формирования пакетов в модели OSI. Метод инкапсуляции пакетов.

Основные принципы построения составных сетей

Локализация траффика и изоляция сетей. Мосты и коммутаторы, примеры использования. Составные сети. Проблема избыточных связей и ее решение с помощью сетевого уровня. Особенности заголовка пакета сетевого уровня. Маршрутизаторы, их реализации, понятие маршрута и маршрутизации.

Стек протоколов TCP/IP и маршрутизация в сетях TCP/IP

Структура стека, функции уровней, их взаимосвязь с моделью OSI. Характеристика и назначение основных протоколов уровней: IP, ICMP, TCP, UDP, FTP, TFTP, TELNET, SNMP, SMTP, WWW, GOPHER и других. Дейтаграммы. Адресация в IP-сетях: локальный адрес, IP адрес, символьный адрес. Классы сетей, их характеристика. Группа специальных адресов. Отображение локальных адресов на IP-адреса. Протоколы ARP и RARP. Формат пакетов запросов и ответов ARP и RARP. Отображение символьных адресов на IP-адреса. Доменная организация имен. Служба DNS. Протокол межсетевого взаимодействия IP. Формат IP-пакета, назначение полей заголовка. Управление фрагментацией пакетов. Максимальная единица транспортировки, ее значение для основных базовых технологий. Процесс сборки - разборки пакетов. Структуризация сетей TCP/IP с помощью масок.

Домены маршрутизации. Таблицы маршрутизации. Маршрутизация от источника. Маршрутизация по умолчанию. Специальные записи маршрутизации. Алгоритмы построения таблиц одношаговой маршрутизации. Дистанционно-векторный протокол RIP. Протоколы EGP и BGP. Протокол состояния связей OSPF.

Протокол доставки пользовательских дейтограмм UDP. Зарезервированные и доступные порты UDP. Мультиплексирование и демультиплексирование с помощью протокола UDP. Формат UDP-пакета, назначение полей заголовка.

Протокол надежной доставки TCP. Буферизация и срочная передача. Порты и установление TCP-соединений. Концепция квитирования. Реализация скользящего окна в протоколе TCP. Выбор тайм-аута. Реакция на перегрузку сети. Формат TCP-сегмента, назначение полей заголовка. Протокол обмена управляющими сообщениями ICMP. Формат сообщений протокола ICMP. Эхо-запрос и эхо-ответ. Сообщения о недостижимости узла назначения. Перенаправление маршрута.

Протокол IPv.6 - развитие стека протоколов TCP/IP. Основные отличия протокола IPv6: длина адреса, гибкий формат заголовка, поддержка резервирования пропускной способности, поддержка расширяемости протокола.

Высокоскоростные сетевые технологии

Технология Fast Ethernet. Технология FDDI. Технология 100VG-AnyLAN. Технология АТМ. Проекты Gigabit Ethernet и Gigabit VG.

Понятие: Перечень основных тем и вопросов предметной области «информатика, теория информации», которые должен освоить специалист по проектированию и сопровождению ИС.

Комментарий: В указанный перечень входят следующие вопросы, характеризующие базовые поняти информатики и теории информации:

1.  Понятие о теории информации.

2.  Простейшие свойства информации, кодирование, префиксные коды.

3.  Законы булевской алгебры и булевских термов.

4.  Пути в графах и образование замыканий.

5.  Теорема Кнастера-Тарски. (приведите доказательство теоремы)

6.  Мера сложности. Временна’я сложность.

7.  Дерево. Его характеристики.

8.  Свойства булевых функций.

9.  Теорема по Савичу. (приведите доказательство теоремы)

10.  Информация и ее представление.

11.  Предикат. Представление предикатов.

12.  Гриди-алгоритмы.

13.  Понятие графа. Способы задания графов.

14.  Ленточная сложность.

15.  Сигнатуры. Диаграмма сигнатуры.

16.  Алгоритм Форда.

17.  Синтаксические диаграммы.

18.  Взаимная рекурсия.

19.  Форма Бэкуса-Наура

20.  Планарность. Теорема Понтрягина-Куратовского.

21.  Формальные языки.

22.  Корневые деревья. Независимые циклы.

23.  Декартово произведение множеств.

24.  База и ядро графа.

25.  Булевы функции, стрелка Пирса, и «штрих Шеффера».

26.  Алгоритмы подстановки термов.

27.  Неравенство Крафта, код Левенштейна.

28.  Теорема Шеннона I, оптимальное кодирование.

29.  Код Хаффмана.

30.  Энтропия и стоимость кодирования марковских источников.

31.  Теорема Шеннона II.

32.  Теорема Гильберта-Мура, блочное кодирование.

33.  Неблочное кодирование.

34.  Код Ходака.

35.  Арифметический код Рассанена.

36.  Универсальное кодирование.

37.  Кодирование Штарькова-Бабкина, оценка его избыточности.

38.  Кодирование Зива-Лелепеля, оценка избыточности.

39.  Метод универсального кодирования Рябко-Элайеса.

40.  Обратная теорема кодирования и теорема Шеннона для дискретного канала без памяти.

41.  Код Хемлинга, граница Хемлинга, коды. Граница Варламова-Гильберта, закон Цимфа.

42.  Теорема о свойстве конгруэнции семантической эквивалентности для подстановок.

43.  Алгоритмы Маркова.

44.  Функциональные понятия теории множеств. Аксиоматика теории множеств.

45.  Связный список. Представление и работа с ним.

46.  Формула упрощения булевых функций.

47.  Эйлеров цикл. Полуэйлерность. Критерий эйлерности.

48.  Неформальные описания алгоритмов

49.  Принцип работы машины Тьюринга.

50.  Код Грэя.

51.  Метод рекурсивного спуска.

52.  Коды переменной длины.

53.  Грамматика Хомского.

54.  Последовательное и параллельное кодирование последовательностей знаков.

55.  Магазинные автоматы.

56.  Нормальная форма Грейбах.

57.  Оптимальность кодов и разрешающая информация.

58.  Теорема кодирования Шеннона.

59.  Магазинные автоматы и контекстно-свободные языки.

60.  Надежность передачи сообщений.

61.  Форма Бэкуса-Наура.

62.  Надежность кодов.

63.  LR(k)-языки.

64.  LL(k)-грамматики.

65.  Формальное описание алгоритма через замену текстов.

66.  Алгоритмы Маркова.

67.  Контекстно-зависимые грамматики.

68.  Отображения, индуцируемые алгоритмами текстовых замен.

69.  Гипотетические машины.

70.  Семейства функций и множеств как вычислительные структуры.

71.  Грамматики.

72.  Сигнатуры.

73.  Иерархия языков по Хомскому.

74.  Основные термы.

75.  Структурные графы и структурные деревья.

76.  Термы с идентификаторами.

77.  Тупики и бесконечные трассы вывода.

78.  Параллельные векторные архитектуры.

79.  Моделирование отношений сущность\связь.

80.  Информатика и науки.

81.  Применение систем баз данных.

82.  Процессы, коммуникация и координация в распределенных системах.

83.  Характеризация связей.

84.  Процессы, коммуникация и координация в распределенных системах.

85.  Функции операционной системы.

86.  Структуры действий как процессы.

87.  Диаграммы сущность\связь.

88.  Сети Петри.

89.  Система управления базой данных.

90.  Предикаты над процессами.

91.  Запросы к базам данных и их изменение.

92.  Коммуникация через обмен сообщениями.

93.  Объектно-ориентированное программирование.

94.  Деревья. Эффективное представление множеств.

95.  Применение систем баз данных.

96.  Описание формального языка с помощью БНФ.

97.  Запросы к базам данных и их изменение.

98.  Элементы аппликативных языков программирования.

99.  Логическое программирование.

100.  Техника аппликативного программирования.

101.  Интерпретация и компиляция программ.

102.  Рекурсивные объявления типов. Списки.

103.  Операционные системы и системное программирование.

104.  Интерпретация языков программирования.

105.  Простая операционная система для пакетного режима.

106.  Компиляция языков программирования. Компилятор

107.  Структурирование операционной системы.

Московский городской Дворец детского (юношеского) творчества

Отдел технического творчества

О формировании единой управляемой информсреды образования в России

(Аналитическая записка)

Правительство Российской Федерации постановлением от 01.01.01 г. № 000 утвердило федеральную целевую программму «Развитие единой образовательной информационной среды ( годы)». Разработчики программы: Минобразования РФ и другие министерства России.

Задачи и направления Программы: формирование единой информационно-технологической инфрастуктуры системы образования, включая:

·  развитие информационных технологий сферы образования (в том числе создание основ единой системы информационного и научно-методического обеспечения образования);

·  повышение квалификации и профессиональная переподготовка педагогических, административных и инженерно-технических кадров;

·  предоставление образовательным учреждениям средств вычислительной техники, средств доступа к глобальным информационным ресурсам, общесистемных и прикладных программных средств,

·  создание сети ресурсных центров, обеспечивающих информационную и научно-методическую поддержку учебного процесса, обслуживание аппаратно-программных средств, оказание консультационных услуг;

·  применение новых информационных и телекоммуникационных технологий в учебном процессе, включая:

1.  создание и использование в учебном процессе современных электронных учебных материалов наряду с традиционными учебными материалами;

2.  разработку электронных средств информационно-технологической поддержки и развития учебного процесса;

3.  подготовку педагогических, административных и инженерно-технических кадров образовательных учреждений, способных эффективно использовать в учебном процессе новейшие информационные технологии.

В Программе выделены позиции, относящиеся непосредственно к дополнительному образованию. В частности, в Программе указывается:

«…В системе дополнительного образования детей на начало 2000/2001 учебного года насчитывалось 8,7 тыс. учреждений, в которых обучается более 7 млн. человек. Необходимость подключения значительной части данных учреждений к Интернету диктуется задачами развития сферы дистанционного обучения по различным видам детского и юношеского творчества, внедрением новых информационных технологий в сферу дополнительного образования детей. Имеющаяся на сегодняшний день в учреждениях дополнительного образования сетевая база и учебно-методическое оснащение явно недостаточны для решения этих задач и требуют значительного обновления…».

Без сомнения, Дворец является и должен являться центральным учреждением РФ и Московского региона в части реализации Программы в системе дополнительного образования. Магистральная линия развития Дворца в указанном направлении связана с созданием на базе Дворца Интернет-града дополнительного образования, проект которого направлен дирекцией Дворца в МКО. Однако, уже до решения этого вопроса при всей теперешней ослабленной Интернет\Интранет технологической базе Дворца, представляется совершенно очевидным, что Дворец и его подразделения НИТ ведут и намерены развивать работу, отвечающую статусу РЕГИОНАЛЬНОГО РЕСУРСНОГО ЦЕНТРА ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ.

Это выражается в постановке и системном расширении следующих видов информационно-технолого-методической деятельности:

1.  создание и поэтапное наполнение корпоративной многомодульной междисциплинарной информационной системы (ИС) дополнительного образования на платформе Lotus Notes как средства управления информационным ресурсом подотрасли;

2.  разработка, апробация, внедрение, опубликование на твердых носителях и в Интернет учебно-методических комплексов (УМК) различных дисциплин допобразования с последующим размещением их в ядре указанной корпоративной ИС допобразования;

3.  расширение окружения ядра ИС сопровождающими информационно-методическими разработками и материалами, подсистемой (базой данных) «кадры», наборами творческих работ учащихся, детско-юношеским периодическим интернет-журналом «Незнайка в Интернете», периодическим профессиональным методологическим журналом дополнительного образования «AENET», виртуальным интернет-демзалом Дворца и другими модулями. Эти массивы представлены в Интранет-пространстве и на Интернет-страницах Дворца в доменах WWW. ***** и WWW. ***** и выпускаются во внешний мир под контролем Дирекции Дворца под издательскую лицензию Дворца. С использованием указанного информационного поля осуществляется работа по повышению квалификации работников дополнительного образования на стажерской площадке Дворца во взаимодействии с отделом повышения квалификации ЦНИТ МИРЭА-МГДД(Ю)Т.

В целях дальнейшего развития указанной работы во Дворце подразделения и сотрудники Дворца приглашаются к сотрудничеству в перечисленных выше электронных интернет-журналах, в виртуальном демзале, в построении многомодульного окружения ядра ИС и т. п.

Технологические требования к предоставляемым информационным материалам оговорены соответствующей технологической инструкцией сектора НИТ, утвержденной дирекцией Дворца.

Внимание! Единый список использованных в настоящем УМК источников приводится в конце третьей завершающей части трехтомного междисциплинарного УМК.

Содержание

Предисловие редактора........................................................................................................... 3

Информатика. Информация. Информационные технологии............................................. 4

Научное и мировоззренческое значение информатики в обществе.................................. 5

Применения информатики в жизнеобеспечении социума................................................. 7

Правовые вопросы применения информатики.................................................................... 9

Социальные компетенции и функции информатики.......................................................... 9

Экономические аспекты реализации информатики в жизнеобеспечении социума...... 11

Данные в информатике......................................................................................................... 11

Безопасность данных............................................................................................................. 12

Банк данных........................................................................................................................... 14

База данных (БД), база знаний............................................................................................. 14

Синтактический анализ........................................................................................................ 16

Семантический анализ.......................................................................................................... 16

Прагматический анализ........................................................................................................ 16

Реквизиты в информатике.................................................................................................... 16

Постоянная и переменная информация.............................................................................. 16

Пакетный режим подготовки данных................................................................................. 16

Интерактивный режим работы с данными......................................................................... 17

Алгоритм и его свойства...................................................................................................... 17

Способы описания алгоритма в информатике................................................................... 18

Составление программ – кодирование, тестирование и отладка..................................... 18

Инструментальное программное обеспечение................................................................... 19

Сопровождение программных средств............................................................................... 20

Нисходящее проектирование программ............................................................................. 20

Программный модуль........................................................................................................... 20

Модульное проектирование программ............................................................................... 20

Структурное проектирование программ............................................................................ 21

Эффективные алгоритмы и структуры данных в информатике...................................... 21

Пути в графах для решения практических задач информатики....................................... 23

Упорядоченные ориентированные и отсортированные деревья в информатике (как графы). 23

Представление деревьев массивами.................................................................................... 24

AVL-деревья........................................................................................................................... 24

B-деревья................................................................................................................................ 25

Эффективное представление множеств.............................................................................. 26

Вычислительная структура множеств с доступом по ключу............................................ 26

Метод хэширования.............................................................................................................. 27

Методы описаний в программировании. Формализмы для спецификаций................... 29

Базы данных и информационные системы (ИС) – с позиций алгебры логики (информатики). 33

Моделирование отношений сущность/связь – построение модели данных при проектировании информационных систем...................................................................................................... 33

Логическое программирование........................................................................................... 36

Автоматизированное рабочее место (АРМ)....................................................................... 42

Интегрированные информационные системы................................................................... 43

Универсальный указатель ресурса URL............................................................................. 44

Протокол передачи гипертекста HTTP............................................................................... 46

Общий шлюзовой интерфейс CGI в Интернет-технологиях........................................... 46

Структура программного обеспечения WWW-технологии.............................................. 47

Браузеры (browsers) - многофункциональные программы-клиенты в Интернет - технологиях. 47

Разработка программного обеспечения в среде Internet на языке JAVA........................ 48

Программное обеспечение поддержки push-технологии.................................................. 50

Программные средства поддержки FTP-сервиса............................................................... 50

Программное обеспечение поддержки NFS-сервиса........................................................ 51

Вычислительная машина – техническое и логическое средство воплощения информатики как области научных знаний. Структура ЭВМ....................................................................................... 52

Обработка данных и команды в компьютере..................................................................... 55

Спецификация операндов и вычисление адресов. Такт выполнения команды............. 60

Процессоры и обрабатывающие элементы компьютеров................................................. 62

Запоминающие устройства................................................................................................... 64

Устройства ввода и вывода.................................................................................................. 66

Устройства передачи данных (межкомпьютерные телекоммуникации)........................ 67

Архитектуры вычислительных машин............................................................................... 67

Монопроцессорный компьютер........................................................................................... 67

Мультипроцессорные машины............................................................................................ 68

Новейшие и нетрадиционные архитектуры ЭВМ............................................................. 69

Распределенные вычисления............................................................................................... 69

Распределенные базы данных и сетевое управление ими................................................ 74

Вычислительные сети........................................................................................................... 76

Операционные системы и системное программирование................................................ 78

Назначение операционной системы (ОС).......................................................................... 79

Обработка пользовательских программ, поступающих в вычислительную систему (ВС). 79

Распределение ресурсов в вычислительной системе (ВС)............................................... 81

Максимизация пропускной способности операционной системы (ОС)......................... 81

Режимы обработки в вычислительных системах (ВС)...................................................... 81

Простые операционные системы (ОС) для пакетного режима........................................ 83

Простые ОС для мультипрограммных систем................................................................... 84

Пользовательский интерфейс и ОС. Относящиеся к пользователю аспекты ОС.......... 86

Командный язык. Относящиеся к пользователю аспекты ОС......................................... 86

Управление пользователями................................................................................................ 88

Организация данных и управление ими. Файлы и файловая структура........................ 88

Надежность и защита ОС...................................................................................................... 89

Распределение ресурсов вычислительной системы (ВС)................................................. 90

Выделение процессора в распределении ресурсов вычислительной системы (ВС)..... 90

Управление оперативной памятью в распределении ресурсов вычислительной системы (ВС). 91

Выделение устройств ввода/вывода в распределении ресурсов вычислительной системы (ВС). 92

Распределение ресурсов в мультипрограммном режиме в распределении ресурсов вычислительной системы (ВС)......................................................................................................................................... 92

Выделение ресурсов в режиме диалога в распределении ресурсов вычислительной системы (ВС). 93

Методы реализации системного программирования при создании ОС......................... 93

Концепции прерываний и блокировки прерываний – важнейшие концепции ОС..... 94

Синхронизация – одна из важных концепций ОС............................................................ 96

Сегментация – одна из важных концепций ОС................................................................. 97

Метод страничного обмена – важнейшая концепция ОС................................................. 98

Релокация программ – одна из важных концепций ОС................................................... 99

Одновременное использование подпрограмм – одна из важных концепций ОС. Реентерабельные фрагменты программ............................................................................................................. 99

Управление устройствами ввода/вывода – одна из важных концепций ОС............

Структуры и структурирование ОС...............................................................................

Процессно-ориентированные структуры ОС................................................................

Функции и характеристики сетевых операционных систем (ОС).............................

Виды передач и структура сетевых сообщений............................................................

Транспортные и сетевые протоколы в корпоративных сетях (модули разработаны по материалам лекций по дисциплине «Информатика» д. т.н. проф. )...........................................

Транспортный протокол ТСР в стеке протоколов TCP/IP..........................................

Сетевой протокол IP и другие протоколы в стеке протоколов TCP/IP (лекции проф. ). 112

Сети передачи данных с коммутацией пакетов Х.25...................................................

Адресация в TCP/IP (в Internet) (лекции проф. )...................................

Коммутационное оборудование.....................................................................................

Виртуальная ЛВС.............................................................................................................

Корпоративные сети. ЛВС типа Ethernet и Token Ring...............................................

Функциональные сетевые серверы................................................................................

Информационная безопасность в сетях (из лекций проф. В.П. Кулагина)..................

Круг тематических вопросов, относящихся к компьютерным сетям, знание или разрешение которых требуется от информатчика, проектирующего или сопровождающего ИС в образовании (составлен по материалам Рабочей программы по дисциплине кафедры ТИССУ МИРЭА «Введение в компьютерные сети» для студентов специальности 220100 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» разработанной доцентом )............................................................................

Перечень основных тем и вопросов предметной области «информатика, теория информации», которые должен освоить специалист по проектированию и сопровождению ИС..................