В ПК можно выделить центральный (системный) блок и периферию (стр. 3 )

1. Отказ хаба влияет на работу всей сети;

2. Большой расход кабеля.

Кольцевая топология.

В сети с топологией кольцо все узлы соединены каналами связи в неразрывное кольцо (необязательно окружность), по которому передаются данные. Выход одного ПК соединяется со входом другого ПК. Начав движение из одной точки, данные, в конечном счете, попадают на его начало. Данные в кольце всегда движутся в одном и том же направлении. Принимающая рабочая станция распознает и получает только адресованное ей сообщение. В сети с топологией типа физическое кольцо используется маркерный доступ, который предоставляет станции право на использование кольца в определенном порядке. Логическая топология данной сети – логическое кольцо. Данную сеть очень легко создавать и настраивать. К основному недостатку сетей топологии кольцо является то, что повреждение линии связи в одном месте или отказ ПК приводит к неработоспособности всей сети. Как правило, в чистом виде топология «кольцо» не применяется из-за своей ненадёжности, поэтому на практике применяются различные модификации кольцевой топологии.

Преимущества топологии типа кольцо состоят в следующем:

1. Пересылка сообщений является очень эффективной, т. к. можно отправлять несколько сообщений друг за другом по кольцу. Т. е. компьютер, отправив первое сообщение, может отправлять за ним следующее сообщение, не дожидаясь, когда первое достигнет адресата.

2. Протяженность сети может быть значительной. Т. е. компьютеры могут подключаться к друг к другу на значительных расстояниях, без использования специальных усилителей сигнала.

К недостаткам данной топологии относятся:

1. Низкая надежность сети, т. к. отказ любого компьютера влечет за собой отказ всей системы.

2. Для подключения нового клиента необходимо отключить работу сети.

3. При большом количестве клиентов скорость работы в сети замедляется, т. к. вся информация проходит через каждый компьютер, а их возможности ограничены.

4. Общая производительность сети определяется производительностью самого медленного компьютера.

Основные особенности глобальной сети ИНТЕРНЕТ.

Интернет это не одна сеть, а сообщество сетей самой различной природы, принадлежащее различным собственникам, добровольно объединившимся на основе стандартов (протоколов) передачи информации. Основными протоколами является TCP (протокол передачи информации) и IP (протокол адресации). Протокол TCP определяет управление передачей информацией в сети, а IP – правило адресации, т. е. откуда и куда осуществляется передача информации. Каждый пользователь и сервер имеет IP адрес. В процессе передачи сообщение разбивается сетевым адаптером на части фиксированной длины (пакеты). При этом каждый пакет автоматически снабжается адресами отправителя и получателя. На принимающем компьютере пакеты собираются в единое целое.

Каждый сервер или компьютер пользователя в сети имеет адреса трех уровней:

- MAC – адрес (локальный адрес) – адрес сетевого адаптера, представляет собой шести байтовую последовательность. Такие адреса назначаются производителям сетевых адаптеров и являются уникальными, т. к. управление их назначением централизовано. В этой шести байтовой последовательности первые три байта – идентификатор производителя, а следующие три байта назначаются самим производителем. MAC – адрес используется только в пределах локальной сети.

- IP – адрес – четырёхбайтовая последовательность, которая состоит из двух частей: номера сети (первые два байта) и номера узла (вторая пара байтов). Номер сети назначается специальной организацией ICANN, а номер узла назначается администрацией сети. Если узел входит в несколько сетей, то он должен иметь и несколько IP – адресов. Таким образом, этот адрес характеризует одно сетевое соединение.

- DNS – адрес (доменный адрес). Пользователю неудобно использовать IP – адреса, поэтому в ИНТЕРНЕТ применяется доменная система имен. В этой системе всем компьютерам даются удобные для пользования текстовые имена, называемые доменными, за которыми скрываются соответствующие IP – адреса. Пользователь работает с доменными именами, а соответствующие средства (программные и технические) автоматически преобразовывает их в адреса, которые и снабжает передаваемые пакеты. Полное доменное имя (DNS – адрес) представляет собой последовательность имён, разделённых точкой. Первым (слева) указывается имя конкретного компьютера, затем доменное имя организации, региона и т. д. и последним (справа) имя корневого домена.

Имена корневых доменов указывают на государство (например, ru) или принадлежность организации определенного типа (например, com – коммерческая). Имена компьютеров, имеющих доступ в интернет через узел (например, сервер локальной сети) отделяется от последовательностей части в полном доменном имени не точкой, а знаком @ - эт.

Программные средства информатики.

Алгоритмы.

Алгоритм – это конечный набор правил (этапов, шагов), позволяющий решать любую конкретную задачу из некоторого класса однотипных при условии, что исходные данные для решения могут изменяться в заданных пределах.

Это основа создания и использования программных средств.

Во множестве алгоритмов могут быть такие, которые используются как часть других алгоритмов. В связи с этим каждый алгоритм снабжается именем. Это позволяет в одних алгоритмах указать ссылки на другие алгоритмы. Алгоритм состоит из шагов (этапов), каждый шаг – это именованное описание последовательности действий (операций). Имя шага состоит из имени алгоритма и порядкового номера шага.

Если имя А, то имена шагов – А1, А2….. и т. д.

При описании действий используются специальные знаки, чаще всего используются:

= равенство, ← замещение, ↔ взаимный обмен

Знак = используется для записи логических выражений.

Знак ← означает очень важную операцию замещение, которое представляет собой обобщение двух операций: присваивание и подстановка. Конкретная реализация этой операции зависит от выбранного программного средства. Запись m ← n означает, что значение m должно быть заменено (замещено) текущим значением n. Запись: «переменная ← формула» означает, что в соответствии с данной формулой должны быть произведены вычисления при текущих значениях, входящих в неё переменных, после чего значение переменной, стоящей слева от знака замещения, следует заменить полученным значением.

Например:

В результате выполнения действия n ← n+1 в переменной n будет помещено значение на 1 больше, чем предыдущее значение. Т. е. значение n увеличится на единицу.

Если несколько переменных надо заместить одним и тем же значением, можно использовать сокращенную запись. Если переменные m и n надо заместить значением r можно записать m←n←r

Знак ↔ означает операцию взаимного обмена значениями двух переменных m ↔ n.

В настоящее время используются различные способы описания алгоритмов, основными из которых являются: словесно-формульный (пошаговый) и структурный (в виде блок-схемы).

Словесно-формульное описание алгоритма

Алгоритм записывается в виде текста по шагам, определяющим последовательность действий. В каждом шаге заключается одно или более действий. Сначала указывается имя алгоритма, далее ограничения на исходные данные и что является результатом этого алгоритма. Каждый шаг алгоритма начинается с его имени, после которого в [ ] указывается фраза, как можно короче резюмирующая суть этого шага. Затем следует подробное описание словами и знаками тех действий, которые должны быть выполнены. Порядок действий в шаге должен быть указан слева направо. После, если необходимо, записываются комментарии к этому шагу в ( ). Это дополнительная информация о шаге. Они указывают на определённые характеристики переменных, особенности действий данного шага и т. п. . Приводятся лишь для удобства чтения, чтобы облегчить понимание данного шага.

Пример: Алгоритм Евклида вычисление НОД.

Алгоритм Е [Алгоритм Евклида]

Даны 2 положительных целых числа m и n. Требуется найти их наибольший общий делитель, т. е. наибольшее целое число, которое нацело делит как m, так и n.

Е1 [ нахождение остатка ] r ← остаток от (0 ≤ r < n)

E2 [ Это нуль? ] Если r = 0 алгоритм заканчивается; в n – искомое число

Е3 [ Замещение ] m← n; n ← r; возвратиться к Е1.

Структурное описание алгоритма

При структурном описании (в виде блок-схемы), алгоритм изображается в виде графической схемы, состоящей из т. н. вершин (блоков) и дуг (рёбер). Вершины изображаются овалами, прямоугольниками и пр., В них записываются шаги алгоритма. Дуги изображаются стрелками. Соединяют вершины, показывая последовательность шагов. В блок схемах используются разные вершины. Вот основные из них:

Начало, окончание. У вершины начала есть одна исходящая дуга. У вершины конца нет исходящих дуг, зато может быть несколько входящих.

Вершины-действия. Соответствуют шагам, в которых выполняются действия. Каждая такая вершина может иметь несколько входящих дуг и лишь одну исходящую.

Вершины ввода и вывода данных. Может иметь несколько входящих дуг и одну исходящую.

Вершины-условия. Могут иметь одну или несколько входящих дуг и не менее 2ух исходящих. Если условие логическое выражение, то одна исходящая дуга соответствует ситуации, когда логическое выражение истинно, другая, когда ложно.

Блок-схемы бывают краткой и подробной. В краткой в вершинах лишь наименование и основная суть шагов.

Блок-схема часто является наиболее рациональным способом, обеспечивающим понимание любого алгоритма, но перегружать её деталями не рекомендуется, поэтому сложные алгоритмы обычно описывают в пошаговой форме, дополняя его краткой блок схемой.

Если описание шагов небольшое, то можно использовать только блок-схему. Тогда в вершинах записывается полное описание каждого шага. Например, алгоритм Евклида:

Элементарные алгоритмические структуры.

Любой алгоритм представляет собой:

1. Линейная;

2. Ветвящаяся;

3. Циклическая.

1. Линейный алгоритм.

Линейным называют алгоритм, в котором всегда выполняются все действия строго последовательно. Как правило, алгоритмы линейной структуры состоят из трех частей: ввод исходных данных, вычисления результатов по формулам, вывод значений результатов.

2. Разветвляющийся алгоритм.

Разветвляющийся алгоритм – это алгоритм, в котором в зависимости от условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий.

3. Циклический алгоритм.

Циклический алгоритм – это алгоритм, в котором описание действий должны повторяться указанное число раз или пока не выполнено задание.

Требования, предъявляемые к алгоритмам

Алгоритм это не просто последовательность действий для решения той или иной задачи. Алгоритм должен удовлетворять следующим требованиям:

1. дискретность. Алгоритм выполняется по шагам, состоящим из определенного количества действий, которые выполняются через ненулевой промежуток времени, т. е. дискретно.

2. конечность (результативность). Последовательность действий, заданная шагами алгоритма, должна заканчиваться получением результата после выполнения конечного числа шагов. Этим алгоритм отличается от вычислительного метода.

3. определённость (детерминированность). Каждый шаг алгоритма должен быть точно определен. Действия строго и недвусмысленно должны быть определены. Алгоритм должен давать один и тот же результат для одних и тех же исходных данных.

4. наличие входных и выходных данных. Алгоритм должен иметь некоторое количество входных данных, т. е. величин, заданных ему до начала работы. Причем эти данные берутся из конкретного множества объектов. Алгоритм имеет одну или несколько выходных величин, получаемых в результате его выполнения.

Если для решения одной и той же задачи имеется несколько алгоритмов, то необходимо проводить их сравнительный анализ для выбора наилучшего. При этом используются разные критерии.

Например, эффективность – означает, что все действия алгоритма должны быть как можно более простыми; массовость – алгоритм можно применять для решения множества задач; время, необходимое для выполнения алгоритма – эту характеристику можно представить числом, указанным сколько раз в среднем выполняется каждый шаг алгоритма.

Виды и особенности программных средств.

Термин программное обеспечение применяется для обозначения программ, программных комплексов и программных систем, используемых в компьютере. Как программные комплексы, так и программные системы представляют собой совокупность программ и файлов данных, предназначенных для решения задач определенного множества.

При использовании комплекса пользователь должен знать, какую программу необходимо запустить для решения каждой задачи. В программной системе имеется главная программа, которая автоматически запускает на выполнение программу, обеспечивающую решение задачи, сформулированной пользователем.

Программное обеспечение делится на три класса:

1. системное программное обеспечение;

2. системы программирования;

3. прикладное (проблемно-ориентированное) программное обеспечение.

Системное программное обеспечение предназначено для упрощения эксплуатации компьютера и обеспечения эффективного использования всех ресурсов вычислительных средств. Оно является важнейшей и центральной частью программного обеспечения.

В нём можно выделить два подкласса:

1. операционные системы. Операционная система (ОС) является, в сущности, внутренним распорядителем компьютера. Примеры: операционные системы семейств Microsoft Windows и Unix. Все остальные программы выполняются под управлением операционной системы и опираются на её возможности.

2. программы технического обслуживания (утилиты). Утилиты (сервисные, вспомогательные программы) предназначены для проверки работоспособности компьютера и отдельных компонент: определения мест неисправностей, оказания помощи в восстановлении работоспособности технических средств, программных средств и данных и т. д. Часто такие утилиты объединяются в программные комплексы и системы.

Прикладное программное обеспечение (проблемно-ориентированное, чтобы подчеркнуть ориентацию программ этого класса на решение задач определенной проблемной области).

Например, текстовые процессоры (редакторы) ориентированы на создание текстовых документов. Табличные процессоры ориентированы на проведение расчётов в табличной форме. К ним относятся и экономические программные системы.

Системы программирования обеспечивают пользователя различными средствами для процесса разработки программ.

Для создания как прикладных, так и системных программ используется система программирования. Все программы выполняются под управлением операционной системы.

Системное программное обеспечение.

Операционные системы.

Поколение операционных систем.

Операционные системы, подобно ЭВМ, на пути своего развития прошли через ряд радикальных изменений, так называемых поколений.

В первых ЭВМ операционной системы не было. Пользователи писали программы на машинном языке и имели полный доступ к аппаратным средствам. Каждая программа загружалась отдельно. После её выполнения вручную производилась подготовка ЭВМ к выполнению следующей программы.

Первое поколение (50-е годы).

Первые операционные системы были разработаны с целью ускорения и упрощения перехода от программы к программе. До их создания много времени терялось в промежутках между завершением одной программы и началом выполнения следующей. В подготовительном и заключительном периоде компьютер простаивал. Разработчики первых операционных систем стремились свести такие простои к минимуму. Эти операционные системы предусматривали объединение отдельных программ в группы, которые стали называть пакетами. Каждая запущенная на выполнение программа получала в своё полное распоряжение все ресурсы компьютера. После её завершения управление ресурсами возвращается операционной системе, которая приводила их в исходное состояние и обеспечивала ввод в оперативную память и запуск на выполнение следующей программы. Такой режим управления программами получил название пакетная обработка. Кроме этого в операционную систему были включены стандартные программы ввода-вывода (драйверы), чтобы пользователю-программисту не приходилось описывать процессы ввода и вывода на машинном языке в своих программах. С помощью драйверов в этих операционных системах обеспечивалась независимость пользовательских программ от конкретных особенностей внешних устройств.

Второе поколение (начало 60-х годов).

Основной особенностью второго поколения была их нацеленность главным образом на повышение пропускной способности дорогостоящей аппаратуры, т. е. увеличение объема работ за единицу времени. Такие операционные системы создавались как системы пакетной обработки с так называемым мультипрограммным режимом управления программами. В этом режиме несколько программ одновременно находятся в оперативной памяти, а центральный процессор под управлением операционной системы переключается с одной программы на другую, при этом потери во времени сведены к минимуму за счет того, что при вводе или выводе выполнение одной программы центральный процессор переключается на выполнение другой программы. Таким образом, несколько программ выполняются одним процессором как бы одновременно.

В то время появились мультипроцессорные вычислительные системы, в которых устанавливалось несколько процессоров. Операционные системы второго поколения стали обеспечивать ещё и мультипроцессорный режим управления программами. Кроме этого были созданы операционные системы, которые обеспечивали пользователям диалоговый (интерактивный) режим взаимодействия с выполняемыми программами. Суть этого режима заключается в том, что в процессе выполнения программ, на экран выводится различная информация (вопрос, результаты и т. д.), в ответ на которые пользователь может ввести какие-либо данные, ответить на вопрос и т. д.

Операционные системы, которыми управляет программа, обеспечивая такой режим взаимодействия с ними, стали называть системами с разделением времени (разделения времени). Это название связано с тем, что в моменты, когда от пользователя требуются ответы на заданные вопросы, операционная система прерывает программу, ожидает от пользователя информацию, получает её (с помощью драйвера), передаёт в программу и только после этого обеспечивает продолжение её выполнения. Подобные прерывания возникают, когда в программе встречаются соответствующие команды ввода информации (по инициативе программы). В результате этого выполнение программы непрерывно, а частями (её выполнение разделено во времени).

Появились операционные системы, обеспечивающие немедленную реакцию программ на ввод информации. Такой режим управления программами был назван режимом реального времени. В отличие от режима разделения времени в данном режиме любая выполненная программа прерывается сразу же, как только начинается ввод информации. В результате этого у пользователя возникает иллюзия мгновенной реакции программы на ввод информации (как бы в реальном времени). Операционные системы реального времени применяются для управления технологическими процессами.

Третье поколение (с середины 60-х до середины 70-х годов).

Такие операционные системы были многорежимными. Они стали мощной программной прослойкой между пользовательскими программами и аппаратными средствами. Они были столь громоздкими, что пользователь был вынужден изучать сложные специальные языки, чтобы описывать задания для операционной системы и требуемые для них ресурсы.

Четвертое поколение (середина 70-х годов).

Операционные системы этого поколения появились, прежде всего, в связи с широким распространением персональных компьютеров и вычислительных сетей. Главное их отличие заключается в том, что они обеспечивают значительно более простое взаимодействие пользователей с программами, работу в сети, защиту информации от несанкционированного доступа и т. п.. Как правило, это операционные системы разделения времени, в которых еще реализованы режим пакетной обработки и мультипрограммный режим.

Основные особенности операционных систем.

Операционной системой называется совокупность программных средств и файлов данных, обеспечивающих взаимодействие пользователя с программными процессами, управление ресурсами вычислительной системы, а также взаимодействие программ друг с другом и аппаратными средствами.

Операционная система является неотъемлемой частью вычислительной системы. Именно операционная система обеспечивает возможности аппаратных средств.

Она в основном выполняет две главные задачи:

1. Поддержка работы всех программ и их взаимодействия с аппаратурой;

2. Предоставление пользователям возможности общего управления компьютером.

В рамках первой задачи (выше приведенной) обеспечивается:

1. Взаимодействие программ друг с другом;

2. Работа с внешними устройствами;

3. Динамическое распределение оперативной памяти, т. е. размещение информации в различные участки ОЗУ по мере необходимости в процессе выполнения программ;

4. Выявление сбойных и ошибочных ситуаций;

5. Обработка прерываний программ, связанных с реализацией мультипрограммного режима, режима разделения времени, обработка сбойных ситуаций и т. д.

6. Распределение вычислительных ресурсов между программами;

7. Получение информации о состоянии оборудования и его настройка.

Общее управление компьютером осуществляется командами операционной системы, с помощью которых можно выполнять, например, форматирование дисков, копирование/перемещение/удаление файлов, чтение каталогов и др. По реализации интерфейса пользователя различают неграфические и графические операционные системы.

В неграфических реализован интерфейс, основанный на командной строке. Командная строка – поле для ввода команды. Основным устройством управления в этом случае является клавиатура. Управляющие команды вводятся вручную (полностью или частично) в поле командной строки, где их можно редактировать. Исполнение команды начинается после нажатия ENTER.

В графических операционных системах реализован интерфейс, в котором в качестве устройства управления, кроме клавиатуры, может использоваться мышь или другие устройства позиционирования.

Наибольшее распространение получили операционные системы: Unix и Microsoft Windows.

Unix – в нач.70-х гг.20в. это мультипрограммная, многопользовательская операционная система, работающая в режиме разделения времени. Основной отличительной особенностью этих операционных систем является то, что они реализованы для всех типов ЭВМ. Как правило, используется в качестве центральной операционной системы, управляющей сетью.