Краткий курс лекций по ИНФОРМАТИКЕ

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное АВТОНОМНОЕ образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Московский областной политехнический колледж – филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (МОПК НИЯУ МИФИ)

ЛЕКЦИИ

По «Информатике»

Преподаватель

Бугреева Е.В.

Электросталь, 2023

Условные обозначения

АЛУ – арифметико-логическое устройство.

АСУ – автоматизированные системы управления.

АЦП – аналого-цифровые преобразователи.

БИС – большая интегральная схема.

ВЗУ – внешнее запоминающее устройство.

ЗУ – запоминающее устройство.

ИПС – информационно-поисковые системы.

МП – микропроцессор (тоже что ЦП).

НЖМД – накопитель на жестких магнитных дисках.

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство.

ОП – оперативная память.

ОС – операционная система.

ПЗУ – постоянное запоминающее устройство.

ПК – персональные компьютеры.

ППО – прикладное программное обеспечение.

ППП – пакет прикладных программ.

САПР – система автоматизированного проектирования.

СУБД – система управления базами данных.

УУ – устройство управления.

ЦП – центральный процессор.

ЦАП – цифроаналоговые преобразователи.

ЭВМ – электронно-вычислительные машины.

Раздел 1. Информационная деятельность человека

Введение. Основные этапы развития информационного общества. Этапы развития технических средств и информационных ресурсов.

1. Этапы развития информационного общества

В развитии человечества существуют четыре этапа, названные информационными революциями, которые внесли изменения в его развитие.

1. Первый этап – связан с изобретением письменности. Это обусловило качественный гигантский и количественный скачек в развитии общества. Знания стало возможно накапливать и передавать последующим поколениям, т.е. появились средства и методы накопления информации. В некоторых источниках считается, что содержание первой информационной революции составляет распространение и внедрение в деятельность и сознание человека языка.

2. Второй этап – изобретение книгопечатания. Это дало в руки человечеству новый способ хранения информации, а также сделало более доступным культурные ценности.

3. Третий этап– изобретение электричества. Появились телеграф, телефон и радио, позволяющие быстро передавать и накапливать информацию в любом объеме. Появились средства информационных коммуникаций.

4. Четвертый этап – изобретение микропроцессорной технологии и персональных компьютеров. Толчком к этой революции послужило создание в середине 40-х годов ЭВМ. Эта последняя революция дала толчок человеческой цивилизации для переходов от индустриального к информационному обществу- обществу, в котором большинство работающих занято производством, хранением, переработкой и реализацией информации, особенно высшей ее формой – знанием. Началом этого послужило внедрение в различные сферы деятельности человека современных средств обработки и передачи информации – этот процесс называется информатизацией

2. Основные черты информационного общества

Информационное общество — общество, в котором большинство работающих занято производством, хранением, переработкой и реализацией информации, особенно высшей её формы — знаний.

Некоторые характерные черты информационного общества:

1. Объёмы информации возрастут и человек будет привлекать для её обработки и хранения специальные технические средства.

2. Неизбежно использование компьютеров.

3. Движущей силой общества станет производство информационного продукта.

4. Увеличится доля умственного труда, т.к. продуктом производства в информационном обществе станут знания и интеллект.

5. Произойдёт переоценка ценностей, уклада жизни и изменится культурный досуг.

6. Развиваются компьютерная техника, компьютерные сети, информационные

7. технологии.

8. У людей дома появляются всевозможные электронные приборы и компьютеризированные устройства.

9. Производством энергии и материальных продуктов будут заниматься машины, а человек главным образом обработкой информации.

10. В сфере образования буде создана система непрерывного образования.

11. Дети и взрослые смогут обучаться на дому с помощью компьютерных программ и телекоммуникаций.

12. Появляется и развивается рынок информационных услуг.

3. Виды профессиональной информационной деятельности человека с использованием технических средств и информационных ресурсов

Деятельность человека, связанную с процессами получения, преобразования, накопления и передачи информации, называют информационной деятельностью.

В настоящее время компьютеры используются для обработки не только чисел, но и других видов информации. Благодаря этому компьютеры прочно вошли в жизнь современного человека, широко применяются в производстве, проектно-конструкторских работах, бизнесе и многих других отраслях.

Но к современным техническим средствам работы с информацией относятся не только компьютеры, но и другие устройства, обеспечивающие ее передачу, обработку и хранение:

1. Сетевое оборудование: модемы, кабели, сетевые адаптеры.

2. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи.

3. Цифровые фото- и видеокамеры, цифровые диктофоны.

4. Записывающие устройства (CD-R, CD-RW, DVD-RW и др.).

5. Полиграфическое оборудование.

6. Цифровые музыкальные студии.

7. Медицинское оборудование для УЗИ и томографии;

8. Сканеры в архивах, библиотеках, магазинах, на экзаменах и избирательных участках;

9. ТВ-тюнеры для подачи телевизионного сигнала в компьютер.

10. Плоттеры и различные принтеры.

11. Мультимедийные проекторы.

12. Флэш-память, используемая также в плеерах и фотоаппаратах.

13. Мобильные телефоны.

Кроме персональных компьютеров существуют мощные вычислительные системы для решения сложных научно-технических и оборонных задач, обработки огромных баз данных, работы телекоммуникационных сетей:

1. Многопроцессорные системы параллельной обработки данных (управление сложными технологическими процессами).

2. Серверы в глобальной компьютерной сети, управляющие работой и хранящие огромный объем информации.

3. Специальные компьютеры для проектно-конструкторских работ.

4. Этапы развития технических средств и информационных ресурсов

По мере развития современной цивилизации участие в информационных процессах требовало уже не только индивидуальных, но также обобщенных знаний и опыта, способствующих переработке информации и принятию необходимых решений. Для этого человеку понадобились различные устройства. Этапы появления средств и методов обработки информации, вызвавших кардинальные изменения в обществе, определяются как информационные революции.

Первая информационная революция связана с изобретением письменности, обусловившей качественный и количественный скачок в развитии цивилизации. Появилась возможность накопления знаний и их передачи последующим поколениям. С позиций информатики это можно оценить как появление средств и методов накопления информации.

Вторая информационная революция (середина XVI века) связана с изобретением книгопечатания, изменившего человеческое общество, культуру и организацию деятельности самым радикальным образом. Человек не просто получил новые средства накопления, систематизации, тиражирования информации. Массовое распространение печатной продукции сделало доступными культурные ценности, открыло возможность самостоятельного и целенаправленного развития личности. С точки зрения информатики, значение этой революции в том, что она выдвинула качественно новый способ хранения информации.

Третья информационная революция (конец XIX века) связана с изобретение электричества, благодаря которому появились телеграф, телефон, радио, позволяющие оперативно передавать и накапливать информацию в любом объеме. Этот этап важен для информатики, прежде всего тем, что ознаменовал появление средств информационной коммуникации.

Четвертая информационная революция (70-е годы ХХ столетия) связана с изобретением микропроцессорной технологии и появлением персонального компьютера. Произошел окончательный переход от механических и электрических средств преобразования информации к электронным, что привело к миниатюризации всех узлов, приборов, машин и появлению программно-управляемых устройств и процессов. На микропроцессорах и интегральных схемах создаются компьютеры, компьютерные сети, системы передачи данных (информационные коммуникации) и так далее.

5. Понятие информатики

Информатика (от фр. information – информация + automatique – автоматика) обладает широчайшим диапазоном применения. Основными направлениями этой научной дисциплины являются:

• разработка вычислительных систем и программного обеспечения;

• теория информации, которая изучает процессы, основанные на передаче, приеме, преобразовании и хранении информации;

• методы, которые позволяют создавать программы для решения задач, требующих определенных интеллектуальных усилий при использовании их человеком (логический вывод, понимание речи, визуальное восприятие и др.);

• системный анализ, состоящий в изучении назначения проектируемой системы и в определении требований, которым она должна соответствовать;

• методы анимации, машинной графики, средства мультимедиа;

• телекоммуникационные средства (глобальные компьютерные сети);

• различные приложения, которые используются в производстве, науке, образовании, медицине, торговле, сельском хозяйстве и др.

Чаще всего считают, что информатика состоит из двух видов средств:

1. технических – аппаратуры компьютеров (подразумевается не только ПК, но и вся современная техника);

2. программных – всего разнообразия существующих компьютерных программ.

6. Информационные технологии

Информация является одним из ценнейших ресурсов общества, поэтому процесс ее переработки, также каки материальных ресурсов (например, нефти, газа, полезных ископаемых и др.), можно воспринимать как своего рода технологию. В данном случае будут справедливы следующие определения.

Информационные ресурсы – это совокупность данных, представляющих ценность для предприятия (организации) и выступающих в качестве материальных ресурсов. К ним относятся тексты, знания, файлы с данными и т. д.

Информационные технологии – это совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, которые объединены в технологическую цепочку. Эта цепочка обеспечивает сбор, хранение, обработку, вывод и распространение информации с целью снижения трудоемкости при использовании информационных ресурсов, а также повышения их надежности и оперативности.

Система методов и производственных процессов определяет приемы, принципы и мероприятия, регламентирующие проектирование и использование программно-технических средств для обработки данных. В зависимости от конкретных прикладных задач, требующих решения, применяют различные методы обработки данных и технические средства.

Основной целью информационной технологии является производство и обработка информации для ее анализа и принятия на его основе соответствующего решения, которое предусматривает выполнение какого-либо действия.

Раздел 2. Информация и информационные процессы

1. Подходы к понятию информации и измерению информации

К слову «информация» люди привыкли очень давно. Если спросить вас, что такое информация, то, наверное, прежде всего вы вспомните газеты, радио, телевидение, то есть все то, что называют средствами массовой информации. Именно здесь чаще всего употребляются такие выражения, как «информационное сообщение» или «оперативная информация». Цель таких сообщений — довести до читателей или слушателей сведения о каких-то событиях. До получения сообщения мы не знали о данном событии, а в результате — стали знать.

Все, что мы с вами знаем, мы когда-то узнали от родителей, учителей, из книг, из личного практического опыта и сохранили в своей памяти. В свою очередь все, что написано в книгах, журналах, газетах, отражает знания авторов этих текстов, а потому это тоже информация.

Информация для человека — это знания, которые он получает из различных источников. Учеба в школе — это целенаправленный процесс получения знаний, а значит — получения информации. Чем больше вы учитесь, тем больше информации содержит ваша память.

Термин "информация" происходит от латинского слова "informatio", что означает сведения, разъяснения, изложение.

Информация — это настолько общее и глубокое понятие, что его нельзя объяснить одной фразой. В это слово вкладывается различный смысл в технике, науке и в житейских ситуациях.

В обиходе информацией называют любые данные или сведения, которые кого-либо интересуют. Например, сообщение о каких-либо событиях, о чьей-либо деятельности и т.п.

"Информировать" в этом смысле означает "сообщить нечто, неизвестное раньше".

Информация – это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые воспринимают информационные системы (живые организмы, управляющие машины и др.) в процессе жизнедеятельности и работы Одно и то же информационное сообщение (статья в газете, объявление, письмо, телеграмма, справка, рассказ, чертёж, радиопередача и т.п.) может содержать разное количество информации для разных людей — в зависимости от их предшествующих знаний, от уровня понимания этого сообщения и интереса к нему.

В случаях, когда говорят об автоматизированной работе с информацией посредством каких-либо технических устройств, обычно в первую очередь интересуются не содержанием сообщения, а тем, сколько символов это сообщение содержит.

Информация (применительно к компьютерной обработке данных) – некоторая последовательность символических обозначений (букв, цифр, закодированных графических образов и звуков и т.п.), несущая смысловую нагрузку и представленная в понятном компьютеру виде.

Каждый новый символ в такой последовательности символов увеличивает информационный объём сообщения.

Информация может существовать в самых разнообразных формах:

Предметы, процессы, явления материального или нематериального свойства, рассматриваемые с точки зрения их информационных свойств, называются информационными объектами.

Человек воспринимает информацию из окружающего мира с помощью своих органов чувств; их пять: зрение, слух, вкус, обоняние, осязание.

Более 90% информации поступает к нам через зрение и слух. Но и запахи, вкусовые и осязательные ощущения тоже несут информацию. Например, почувствовав запах гари, вы узнали, что на кухне сгорел обед, о котором забыли. На вкус вы легко узнаете знакомую пищу, на ощупь — знакомые предметы даже в темноте.

Символьная или знаковая информация — это информация, воспринимаемая человеком в речевой или письменной форме. В письменном тексте содержатся буквы, знаки препинания, цифры и другие символы.

Устная речь тоже складывается из знаков. Только эти знаки не письменные, а звуковые — фонемы. Из фонем складываются слова, из слов — фразы. Между письменными знаками и звуками есть прямая связь. Сначала появилась речь, а потом — письменность. Письменность для того и нужна, чтобы зафиксировать на бумаге человеческую речь. Отдельные буквы или сочетания букв обозначают звуки речи, а знаки препинания — паузы, интонацию.

Человеческая речь и письменность тесно связаны с понятием языка. Конечно, имеется в виду не орган речи, а форма общения между людьми. У каждого народа свой национальный разговорный язык. Эти языки — русский, английский, китайский, французский — называются естественными языками. Естественные языки имеют устную и письменную формы. Кроме разговорных (естественных) языков существуют формальные языки. Как правило, это языки какой-нибудь профессии или области знаний. Например, математическую символику можно назвать формальным языком математики; нотная грамота — формальный язык музыки.

Язык – это знаковая система представления информации.

Общение на языках — это процесс передачи информации в знаковой форме. Можно привести примеры разных способов знакового обмена информацией, заменяющих речь. Например, глухонемые люди речь заменяют жестикуляцией. Жесты дирижера передают информацию музыкантам. Судья на спортивной площадке пользуется определенным языком жестов, понятным игрокам.

Однако запахи, вкусовые и осязательные ощущения не могут быть переданы с помощью знаков. Безусловно, они несут информацию, поскольку мы их запоминаем, узнаем. Такую информацию будем называть образной информацией. К образной относится также информация, воспринимаемая зрением и слухом: шум ветра, пение птиц, картины природы, живопись.

2. Информационные объекты различных видов

Информация — это ключевое понятие современной науки, которое стоит в одном ряду с такими как "вещество" и "энергия". Существует три основные интерпретации понятия "информация".

Научная интерпретация. Информация - исходная общенаучная категория, отражающая структуру материи и способы ее познания, несводимая к другим, более простым понятиям.

Абстрактная интерпретация. Информация - некоторая последовательность символов, которые несут как вместе, так в отдельности некоторую смысловую нагрузку для исполнителя.

Конкретная интерпретация. В данной плоскости рассматриваются конкретные исполнители с учетом специфики их систем команд и семантики языка. Так, например, для машины информация - нули и единицы; для человека - звуки, образы, и т.п.

Существуют несколько концепций (теорий) информации.

Первая концепция (концепция К. Шеннона), отражая количественно-информационный подход, определяет информацию как меру неопределенности (энтропию) события. Количество информации в том или ином случае зависит от вероятности его получения: чем более вероятным является сообщение, тем меньше информации содержится в нем.

Вторая концепция рассматривает информацию как свойство (атрибут) материи. Ее появление связано с развитием кибернетики и основано на утверждении, что информацию содержат любые сообщения, воспринимаемые человеком или приборами. Наиболее ярко и образно эта концепция информации выражена академиком В.М. Глушковым.

Третья концепция основана на логико-семантическом (семантика - изучение текста с точки зрения смысла) подходе, при котором информация трактуется как знание, причем не любое знание, а та его часть, которая используется для ориентировки, для активного действия, для управления и самоуправления. Иными словами, информация — это действующая, полезная, "работающая" часть знаний. Представитель этой концепции В.Г. Афанасьев.

В настоящее время термин информация имеет глубокий и многогранный смысл. Во многом, оставаясь интуитивным, он получает разные смысловые наполнения в разных отраслях человеческой деятельности:

• в житейском аспекте под информацией понимают сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальными устройствами;

• в технике под информацией понимают сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов;

• в теории информации (по К. Шеннону) важны не любые сведения, а лишь те, которые снимают полностью или уменьшают существующую неопределенность;

• в кибернетике, по определению Н. Винера, информация - эта та часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, т.е. в целях сохранения, совершенствования, развития системы;

• в семантической теории (смысл сообщения) — это сведения, обладающие новизной, и так далее.

Такое разнообразие подходов не случайность, а следствие того, что выявилась необходимость осознанной организации процессов движения и обработки того, что имеет общее название - информация.

По способу восприятия информацию разделяют на следующие виды: визуальная, аудиальная, вкусовая, обонятельная и тактильная.

Человек создает приборы, позволяющие получать информацию, которая недоступна ему в непосредственных ощущениях. Микроскопы, телескопы, термометры, спидометры - перечень, который можно продолжать и продолжать. Аналогам органов чувств человека в технических приборах соответствуют различные датчики. Получение информации называется вводом. В персональном компьютере за ввод информации отвечают специальные устройства ввода: клавиатура, сканер, дигитайзер, микрофон, мышь и многое другое.

Человек воспринимает информацию с помощью органов чувств. Воспринимаемая информация поступает в виде энергетических сигналов (свет, звук, тепло) и излучений (вкус и запах), причем процесс поступления этих сигналов происходит непрерывно.

Информация необходима человеку не вообще, а конкретно в нужное время для ориентирования в окружающем мире и принятия решений о дальнейших действиях. При качественной оценке получаемой информации говорят о следующих ее свойствах:

Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Недостоверная информация может привести к неправильному пониманию или принятию неправильных решений. Достоверная информация со временем может стать недостоверной, так как она обладает свойством устаревать, то есть перестаёт отражать истинное положение дел.

Информация полна, если её достаточно для понимания и принятия решений. Как неполная, так и избыточная информация сдерживает принятие решений или может повлечь ошибки.

Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т.п.

Ценность информации зависит от того, насколько она важна для решения задачи, а также от того, насколько в дальнейшем она найдёт применение в каких-либо видах деятельности человека.

Только своевременно полученная информация может принести ожидаемую пользу. Одинаково нежелательны как преждевременная подача информации (когда она ещё не может быть усвоена), так и её задержка. Если ценная и своевременная информация выражена непонятным образом, она может стать бесполезной.

Информация становится понятной, если она выражена языком, на котором говорят те, кому предназначена эта информация.

Информация должна преподноситься в доступной (по уровню восприятия) форме.

Поэтому одни и те же вопросы по-разному излагаются в школьных учебниках и научных изданиях.

3. Информационный объект

Информационный объект — это совокупность логически связанной информации. Информационный объект, «отчужденный» от объекта-оригинала, можно хранить на различных материальных носителях. Простейший материальный носитель информации — это бумага. Есть также магнитные, электронные, лазерные и другие носители информации.

С информационными объектами, зафиксированными на материальном носителе, можно производить те же действия, что и с информацией при работе на компьютере: вводить их, хранить, обрабатывать, передавать.

При работе с информационными объектами большую роль играет компьютер. Используя возможности, которые предоставляют пользователю офисные технологии, можно создавать разнообразные профессиональные компьютерные документы, которые будут являться разновидностями информационных объектов.

Все, что создается в компьютерных средах, будет являться информационным

объектом. Литературное произведение, газетная статья, приказ — примеры текстовых информационных объектов. Рисунки, чертежи, схемы — это графические информационные объекты. Различные документы в табличной форме — это примеры табличных информационных объектов. Видео и музыка – аудиовизуальные информационные объекты.

Довольно часто мы имеем дело с составными документами, в которых информация представлена в разных формах. Такие документы могут содержать и текст, и рисунки, и таблицы, и формулы, и многое другое. Школьные учебники, журналы, газеты — это хорошо знакомые всем примеры составных документов, являющихся информационными объектами сложной структуры. Для создания составных документов используются программные среды, в которых предусмотрена возможность представления информации в разных формах. Другими примерами сложных информационных объектов могут служить создаваемые на компьютере презентации и гипертекстовые документы.

4. Электронные информационные объекты

Для хранения и передачи электронных информационных объектов используют съемные цифровые носители. К ним относятся:

• съемный жесткий диск — устройство хранения информации, основанное на принципе магнитной записи, информация записывается на жёсткие (алюминиевые или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала;

• дискета — портативный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных, представляющий собой помещённый в защитный пластиковый корпус гибкий магнитный диск, покрытый ферромагнитным слоем;

• компакт-диск — оптический носитель информации в виде пластикового диска с отверстием в центре, процесс записи и считывания информации которого осуществляется при помощи лазера (CD-ROM и DVD-диск - предназначенный только для чтения; CD-RW и DVD-RW информация может записываться многократно);

• карта памяти или флеш-карта — компактное электронное запоминающее устройство, используемое для хранения цифровой информации (они широко используются в\электронных устройствах, включая цифровые фотоаппараты, сотовые телефоны, ноутбуки, MP3-плееры и игровые консоли),

• USB-флеш-накопитель (сленг. флэшка) — запоминающее устройство, использующее в качестве носителя флеш-память и подключаемое к компьютеру или иному считывающему устройству по интерфейсу USB.

5. Система кодирования информации

В информатике под информацией понимают некоторую последовательность символических обозначений (букв, цифр, образов и звуков и т. п.), которые несут смысловую нагрузку и представлены в понятном для компьютера виде.

Кодирование информации применяют для унификации формы представления данных, которые относятся к различным типам, в целях автоматизации работы с информацией.

Кодирование – это выражение данных одного типа через данные другого типа. Например, естественные человеческие языки можно рассматривать как системы кодирования понятий для выражения мыслей посредством речи, к тому же и азбуки представляют собой системы кодирования компонентов языка с помощью графических символов.

В вычислительной технике применяется двоичное кодирование. Основой этой системы кодирования является представление данных через последовательность двух знаков: 0 и 1. Данные знаки называются двоичными цифрами bit (бит). Одним битом могут быть закодированы два понятия: 0 или 1 (да или нет, истина или ложь). Двумя битами возможно выразить четыре различных понятия (00, 01, 10, 11), а тремя – закодировать восемь различных значений (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111).

Наименьшая единица кодирования информации в вычислительной технике после бита – байт. Его связь с битом отражает следующее отношение: 1 байт = 8 бит = 1 символ.

Обычно одним байтом кодируется один символ текстовой информации. (Один символ на английской раскладке 1 байт, на русской – 2 байта).

В этом случае легко подсчитать объем информации в тексте. Если один символ алфавита несет 1 байт информации, то надо просто сосчитать число символов; полученное значение даст информационный объем текста в байтах.

Пусть небольшая книжка содержит 150 страниц; на каждой странице — 40 строк, в каждой строке — 60 символов. Значит, страница содержит 40 х 60 = 2400 байт информации.

Объем всей информации в книге: 2400 х 150 = 360 000 байт.

Уже на таком примере видно, что байт — «мелкая» единица. А представьте, что нужно измерить информационный объем научной библиотеки. Какое это будет громадное число в байтах! В любой системе единиц измерения существуют основные единицы и производные от них. Последние нужны для измерения либо очень больших, либо очень маленьких величин.

Для измерения больших объемов информации используются производные от байта единицы.

1 килобайт = 1Кб = 2^10 байт = 1024 байта;

1 мегабайт = 1Мб = 2^10 Кб = 1024 Кб;

1 гигабайт = 1Гб = 2^10 Мб = 1024 Мб.

В этом случае легко подсчитать объем информации в тексте. Если один символ алфавита несет 1 байт информации, то надо просто сосчитать число символов; полученное значение даст информационный объем текста в байтах.

Следовательно, объем вышеупомянутой книги равен приблизительно тремстам шестидесяти килобайтам.

Прием-передача информации могут происходить с разной скоростью.

Количество информации, передаваемое за единицу времени, называется скоростью передачи информации, или скоростью информационного потока.

Эта скорость выражается в таких единицах: бит в секунду (бит/с), байт в секунду (байт/с), килобайт в секунду (Кбайт/с) и т.д.

Если передатчиком и приемником информации являются технические устройства (телетайпы, телефаксы, компьютеры), скорость информационного обмена много выше, чем между людьми. Технические средства, связывающие передатчик и приемник информации в таких системах, называются каналами связи. Это, например, телефонные линии, кабельные линии, радиоустройства.

Максимальная скорость передачи информации по каналу связи называется пропускной способностью канала.

6. Кодирование текстовой информации

Текстовую информацию кодируют двоичным кодом через обозначение каждого символа алфавита определенным целым числом. С помощью восьми двоичных разрядов возможно закодировать 256 различных символов (Восемь двоичных разрядов, это 8 единиц и нулей – например 10100100). Данного количества символов достаточно для выражения всех символов английского и русского алфавитов.

В первые годы развития компьютерной техники трудности кодирования текстовой информации были вызваны отсутствием необходимых стандартов кодирования. В настоящее время, напротив, существующие трудности связаны с множеством одновременно действующих и зачастую противоречивых стандартов.

Для английского языка, который является неофициальным международным средством общения, эти трудности были решены. Институт стандартизации США выработал и ввел в обращение систему кодирования ASCII (American Standard Code for Information Interchange – стандартный код информационного обмена США).

Для кодировки русского алфавита были разработаны несколько вариантов кодировок:

1. Windows-1251 – введена компанией Microsoft; с учетом широкого распространения операционных систем (ОС) и других программных продуктов этой компании в Российской Федерации она нашла широкое распространение;

2. КОИ-8 (Код Обмена Информацией, восьмизначный) – другая популярная кодировка российского алфавита, распространенная в компьютерных сетях на территории Российской Федерации и в российском секторе Интернет;

3. ISO (International Standard Organization – Международный институт стандартизации) – международный стандарт кодирования символов русского языка. На практике эта кодировка используется редко.

Ограниченный набор кодов (256) создает трудности для разработчиков единой системы кодирования текстовой информации. Вследствие этого было предложено кодировать символы не 8-разрядными двоичными числами, а числами с большим разрядом, что вызвало расширение диапазона возможных значений кодов. Система 16-разрядного кодирования символов называется универсальной – UNICODE. Шестнадцать разрядов позволяет обеспечить уникальные коды для 65 536 символов, что вполне достаточно для размещения в одной таблице символов большинства языков.

Несмотря на простоту предложенного подхода, практический переход на данную систему кодировки очень долго не мог осуществиться из-за недостатков ресурсов средств вычислительной техники, так как в системе кодирования UNICODE все текстовые документы становятся автоматически вдвое больше. В конце 1990-х гг. технические средства достигли необходимого уровня, начался постепенный перевод документов и программных средств на систему кодирования UNICODE.

7. Представление информации в различных системах счисления. Позиционные и непозиционные системы счисления

Понятие числа является фундаментальным как для математики, так и для информатики. С числами связано еще одно важное понятие — система счисления.

Система счисления — это способ изображения чисел и соответствующие ему правила действий над числами.

Разнообразные системы счисления, которые существовали раньше и которые используются в наше время, можно разделить на непозиционные и позиционные.

В древние времена, когда люди начали считать, появилась потребность в записи чисел.

Первоначально количество предметов отображали равным количеством каких-нибудь значков: насечек, черточек, точек.

Изучение археологами «записок» времен палеолита на кости, камне, дереве показало, что люди стремились группировать отметки по 3, 5, 7, 10 штук. Такая группировка облегчала счет. Люди учились считать не только единицами, но и тройками, пятерками и пр. Поскольку первым вычислительным инструментом у человека были пальцы, поэтому и счет чаще всего вели группами по 5 или по 10 предметов.

В дальнейшем свое название получили десяток десятков (сотня), десяток сотен (тысяча) и так далее. Такие узловые числа для удобства записи стали обозначать особыми значками — цифрами. Если при подсчете предметов их оказывалось 2 сотни, 5 десятков и еще 4 предмета, то при записи этой величины дважды повторяли знак сотни, пять раз — знак десятков и четыре раза знак единицы.

В таких системах счисления от положения знака в записи числа не зависит величина, которую он обозначает; поэтому они называются непозиционными системами счисления.

Непозиционными системами пользовались древние египтяне, греки, римляне и некоторые другие народы древности. На Руси вплоть до XVIII века, использовалась непозиционная система славянских цифр. Буквы кириллицы (славянского алфавита) имели цифровое значение, если над ними ставился специальный знак ~ титло. Например Ã — 1.

Непозиционные системы счисления были более или менее пригодны для выполнения сложения и вычитания, но совсем не удобны при умножении и делении.

Идея позиционной системы счисления впервые возникла в древнем Вавилоне. В позиционных системах счисления величина, обозначаемая цифрой в записи числа, зависит от ее позиции.

Количество используемых цифр называется основанием позиционной системы счисления.

Система счисления, применяемая в современной математике, является позиционной десятичной системой. Ее основание равно десяти, так как запись любых чисел производится с помощью десяти цифр: 0,1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Хотя десятичную систему принято называть арабской, но зародилась она в Индии, в V веке. В Европе об этой системе узнали в XII веке из арабских научных трактатов, которые были переведены на латынь. Этим и объясняется название «арабские цифры». Однако широкое распространение в науке и в обиходе десятичная позиционная система получила только в XVI веке. Эта система позволяет легко выполнять любые арифметические вычисления, записывать числа любой величины. Распространение арабской системы дало мощный толчок развитию математики.

С позиционной десятичной системой счисления вы знакомы с раннего детства, только, возможно, не знали, что она так называется.

Позиционный тип этой системы легко понять на примере любого многозначного числа.

Например, в числе 333 первая тройка означает три сотни, вторая — три десятка, третья — три единицы. Одна и та же цифра в зависимости от позиции в записи числа обозначает разные величины. 333 = 3x100 + 3x10 + 3.

Отсюда видно, что всякое десятичное число можно представить как сумму произведений составляющих его цифр на соответствующие степени десятки. То же самое относится и к десятичным дробям

8. Системы счисления, используемые в ЭВМ

Очевидно, число «десять» — не единственно возможное основание позиционной системы. Известный русский математик Н. Н. Лузин так выразился по этому поводу: «Преимущества десятичной системы не математические, а зоологические. Если бы у нас на руках было не десять пальцев, а восемь, то человечество пользовалось бы восьмеричной системой».

За основание позиционной системы счисления можно принять любое натуральное число большее 1. Упомянутая выше вавилонская система имела основание 60. Следы этой системы сохранились до наших дней в порядке счета единиц времени (1 час = 60 мин, 1 мин = 60 с).

Для записи чисел в позиционной системе с основанием n нужно иметь алфавит из n цифр. Обычно для этого при n10 к десяти арабским цифрам добавляют буквы.

Пример алфавитов нескольких систем:

Основание системы, к которой относится число, обозначается подстрочным индексом к этому числу: 101101₂, 3671₈, 3B8F₁₆.

Принципы архитектуры ЭВМ были сформулированы Джоном фон Нейманом в 1946 году. Им долгие годы следовали конструкторы ЭВМ. Многие из этих принципов сохранились и в архитектуре современных компьютеров. Один из этих принципов Неймана: ЭВМ выполняет арифметические расчеты в двоичной системе счисления.

Компьютеры используют двоичную систему потому, что она имеет ряд преимуществ перед другими системами:

• для ее реализации нужны технические устройства с двумя устойчивыми состояниями (есть ток — нет тока, намагничен — не намагничен и т.п.), а не, например, с десятью, — как в десятичной;

• представление информации посредством только двух состояний надежно и помехоустойчиво;

• возможно применение аппарата булевой алгебры для выполнения логических преобразований информации;

• двоичная арифметика намного проще десятичной.

Недостаток двоичной системы — быстрый рост числа разрядов, необходимых для записи чисел.

Гораздо проще сконструировать процессор, который работает в двоичной системе счисления, чем работающий в десятичной. Двоичная система, удобная для компьютеров, для человека неудобна из-за ее громоздкости и непривычной записи.

Перевод чисел из десятичной системы в двоичную и наоборот выполняет машина. Однако, чтобы профессионально использовать компьютер, следует научиться понимать слово машины.

Раздел 3. История развития информатики и вычислительной техники

1. Поколения компьютеров

Электронно-вычислительная машина (ЭВМ) или компьютер (англ. computer — «вычислитель»), — машина для проведения вычислений, а также приёма, переработки, хранения и выдачи информации по заранее определённому алгоритму (компьютерной программе). На заре эры компьютеров считалось, что основная функция компьютера — вычисление. Однако в настоящее время полагают, что основная их функция — управление.

Поколение первое. Компьютеры на электронных лампах.

Компьютеры на основе электронных ламп появились в 40-х годах XX века. Первая электронная лампа - вакуумный диод - была построена Флемингом лишь в 1904 году, хотя эффект прохождения электрического тока через вакуум был открыт Эдисоном в 1883 году. Триггер, изобретенный М. А. Бонч-Бруевичем (1918) и - независимо – американцами У. Икклзом и Ф. Джорданом (1919), содержит 2 лампы и в каждый момент может находиться в одном из двух устойчивых состояний; он представляет собой электронное реле. Подобно электромеханическому, оно может быть использовано для хранения одной двоичной цифры. Использование электронной лампы в качестве основного элемента ЭВМ создавало множество проблем. Из-за того, что высота стеклянной лампы - 7см, машины были огромных размеров. Каждые 7-8 мин. одна из ламп выходила из строя, а так как в компьютере их было 15 - 20 тысяч, то для поиска и замены поврежденной лампы требовалось очень много времени. Кроме того, они выделяли огромное количество тепла, и для эксплуатации "современного" компьютера того времени требовались специальные системы охлаждения.

Ч тобы разобраться в запутанных схемах огромного компьютера, нужны были целые бригады инженеров. Устройств ввода в этих компьютерах не было, поэтому данные заносились в память при помощи соединения нужного штеккера с нужным гнездом.

ЭНИАК (ENIAC, сокр. от англ. Electronic Number Integrator And Computer — Электронный числовой интегратор и вычислитель) — первый широкомасштабный электронный цифровой компьютер, который можно было перепрограммировать для решения полного диапазона задач (предыдущие компьютеры имели только часть из этих свойств). Построен в 1946 году по заказу Армии США в Лаборатории баллистических исследований для расчётов таблиц стрельбы. Запущен 14 февраля 1946 года.

Архитектуру компьютера разработали в 1943 году Джон Преспер Экерт и Джон Уильям Мокли, учёные из Университета Пенсильвании. В отличие от созданного в 1941 году немецким инженером Конрадом Цузе комплекса Z3, использовавшего механические реле, в ЭНИАКе в качестве основы компонентной базы применялись вакуумные лампы. Всего комплекс включал 17468 ламп, 7200 кремниевых диодов, 1500 реле, 70000 резисторов и 10000 конденсаторов. Потребляемая мощность — 150 кВт. Вычислительная мощность — 300 операций умножения или 5000 операций сложения в секунду. Вес - 27 тонн. Вычисления производились в десятичной системе.

На сегодняшний день производительность компьютеров около 38,4 миллиардов операций в секунду, производительность суперкомпьютеров при пиковой мощности в 95,04 триллионов операций в секунду.

До 1948 года для перепрограммирования ENIAC нужно было его перекоммутировать его заново. Механические устройства для обработки числовой информации были изобретены в США и впервые использовались практически для обработки результатов переписи населения в 1890г.

Изобретатель этих машин, Герман Холерит, в конце XIX века основал фирму, называемой IBM.

Современные вычислительные машины основаны на 2-х принципах:

• в памяти ЭВМ хранятся не только данные, но и сама программа;

• и то и другое хранится в виде многозначных двоичных чисел.

Первыми вычислительными машинами, базирующихся на этих принципах были: EDSAC (1949, Англия), EDVAC (1950, США), МЭСМ (1951, СССР). Появление ЭВМ произвело революцию в технологии процессов создания, накопления, передачи и обработки информации.

Поколение второе. Транзисторные компьютеры.

1 июля 1948 года на одной из страниц "Нью-Йорк Таймс", посвященной радио и телевидению, было помещено скромное сообщение о том, что фирма "Белл телефон лабораториз" разработала электронный прибор, способный заменить электронную лампу. Физик-теоретик Джон Бардин и ведущий экспериментатор фирмы Уолтер Брайттен создали первый действующий транзистор. Это был точечно-контактный прибор, в котором три металлических "усика" контактировали с бруском из поликристаллического германия. Первые компьютеры на основе транзисторов появились в конце 50-х годов, а к середине 60-х годов были созданы более компактные внешние устройства, что позволило фирме Digital Equipment выпустить в 1965 г. первый мини-компьютер PDP-8 размером с холодильник и стоимостью всего 20 тыс. долларов. Созданию транзистора предшествовала упорная, почти 10-летняя работа, которую еще в 1938 году начал физик теоретик Уильям Шокли. Применение транзисторов в качестве основного элемента в ЭВМ привело к уменьшению размеров компьютеров в сотни раз и к повышению их надежности.

И все-таки самой удивительной способностью транзистора является то, что он один способен трудиться за 40 электронных ламп и при этом работать с большей скоростью, выделять очень мало тепла и почти не потреблять электроэнергию. Одновременно с процессом замены электронных ламп транзисторами совершенствовались методы хранения информации.

Увеличился объем памяти, а магнитную ленту, впервые примененную в ЭВМ Юнивак, начали использовать как для ввода, так и для вывода информации. А в середине 60-х годов получило распространение хранение информации на дисках. Большие достижения в архитектуре компьютеров позволило достичь быстродействия в миллион операций в секунду.

Поколение третье. Интегральные схемы.

П одобно тому, как появление транзисторов привело к созданию второго поколения компьютеров, появление интегральных схем ознаменовало собой новый этап в развитии вычислительной техники - рождение машин третьего поколения. Интегральная схема, которую также называют кристаллом, представляет собой миниатюрную электронную схему, вытравленную на поверхности кремниевого кристалла площадью около 10 мм. Это специально выращенный полупроводниковый кристалл, на котором располагаются транзисторы, соединенные напыленными алюминиевыми проводниками. Кристалл помещается в керамический корпус с контактами. Интегра́льная (микро) схе́ма (ИС, ИМС, м/сх, англ. integrated circuit, IC, microcircuit), чип, микрочи́п (англ. microchip, silicon chip, chip — тонкая пластинка — первоначально термин относился к пластинке кристалла микросхемы) — микроэлектронное устройство — электронная схема произвольной сложности, изготовленная на полупроводниковом кристалле (или плёнке) и помещённая в неразборный корпус.

Первые интегральные схемы (ИС) появились в 1964 году. Сначала они использовались только в космической и военной технике. Сейчас же их можно обнаружить где угодно, включая автомобили и бытовые приборы. Что же качается компьютеров, то без интегральных схем они просто немыслимы!

Появление ИС означало подлинную революцию в вычислительной технике. Ведь она одна способна заменить тысячи транзисторов, каждый из которых в свою очередь уже заменил 40 электронных ламп. Другими словами, один крошечный кристалл обладает такими же вычислительными возможностями, как и 30-тонный Энивак. Быстродействие ЭВМ третьего поколения возросло в 100 раз, а габариты значительно уменьшились. Ко всем достоинствам ЭВМ третьего поколения добавилось еще и то, что их производство оказалось дешевле, чем производство машин второго поколения. Благодаря этому, многие организации смогли приобрести и освоить такие машины. А это, в свою очередь, привело к росту спроса на универсальные ЭВМ, предназначенные для решения самых различных задач.

Большинство созданных до этого ЭВМ являлись специализированными машинами, на которых можно было решать задачи какого-то одного типа.

Поколение четвертое. Большие интегральные схемы.

В начале 70-х годов была предпринята попытка выяснить, можно ли на одном кристалле разместить больше одной интегральной схемы. Развитие микроэлектроники привело к созданию возможности размещать на одном-единственном кристалле тысячи интегральных схем. Так, уже в 1980 году, центральный процессор небольшого компьютера оказался возможным разместить на кристалле, площадью всего в четверть квадратного дюйма (1,61 см2). Началась эпоха микрокомпьютеров.

Современные процессоры изготавливаются по 0,13-микронной технологии, т.е. толщина кристалла процессора составляет 0,13 микрон. Для сравнения - толщина кристалла первого процессора Intel была 10 микрон.

В первом процессоре компании Intel - i4004, выпущенном в 1971 году, на одном кристалле было 2300 транзисторов, а в процессоре Intel Pentium 4, выпущенном 14 апреля 2003 года, их уже 55 миллионов.

Быстродействие современной микроЭВМ в 10 раз превышает быстродействие ЭВМ третьего поколения на интегральных схемах, в 1000 раз - быстродействие ЭВМ второго поколения на транзисторах и в 100000 раз - быстродействие ЭВМ первого поколения на электронных лампах.

2. Эволюция развития персональных компьютеров

Развитие микроэлектроники привело к появлению микроминиатюрных интегральных электронных элементов, пришедших на смену полупроводниковым диодам и транзисторам и ставших основой для развития и использования ПК. Эти компьютеры имели ряд достоинств: были компактны, просты в применении и относительно дешевы.

В 1971 г. компания Intel создала микропроцессор i4004, а в 1974 г. – i8080, оказавший огромное влияние на развитие микропроцессорной техники.

Вначале ПК разрабатывались на базе 8-разрядных микропроцессоров. Одним из первых производителей компьютеров с 16-разрядным микропроцессором стала компания IBM, до 1980-х гг. специализировавшаяся на производстве больших ЭВМ. В 1981 г. она впервые выпустила ПК, в котором использовался принцип открытой архитектуры, позволивший изменить конфигурацию компьютера и улучшить его свойства.

В конце 1970-х гг. и другие крупные компании ведущих стран (США, Японии и т. д.) приступили к разработке ПК на базе 16-разрядных микропроцессоров.

В 1984 г. появился TIKMacintosh фирмы Apple – конкурента компании IBM. В середине 1980-х гг. были выпущены компьютеры на базе 32-разрядных микропроцессоров. В настоящее время имеются 64-разрядные системы.

По виду значений основных параметров и с учетом применения выделяют следующие группы средств вычислительной техники:

• суперЭВМ – уникальная сверхпроизводительная система, используемая при решении сложнейших задач, при больших вычислениях;

• сервер – компьютер, предоставляющий собственные ресурсы другим пользователям; существуют файловые серверы, серверы печати, серверы баз данных и др.;

• персональный компьютер – компьютер, предназначенный для работы в офисе или дома. Настроить, обслужить и установить программное обеспечение компьютеров этого вида может сам пользователь;

• профессиональная рабочая станция – компьютер, обладающий огромной производительностью и предназначенный для профессиональной деятельности в некоторой области. Чаще всего его снабжают дополнительным оборудованием и специализированным программным обеспечением;

• ноутбук – переносной компьютер, обладающий вычислительной мощностью ПК. Он может в течение некоторого времени функционировать без питания от электрической сети;

• сетевой ПК – компьютер для делового применения с минимальным набором внешних устройств. Поддержка работы и установка программного обеспечения осуществляются централизованно. Его также применяют для работы в вычислительной сети и для функционирования в автономном режиме;

• терминал – устройство, применяемое при работе в автономном режиме. Терминал не содержит процессора для выполнения команд, он выполняет только операции по вводу и передаче команд пользователя другому компьютеру и выдаче пользователю результата.

Рынок современных компьютеров и число выпускаемых машин определяются рыночными потребностями.

3. Общая схема компьютера

Компьютер или ЭВМ (электронно-вычислительная машина) – это универсальное техническое средство для автоматической обработки информации.

Аппаратное обеспечение (Hardwear) компьютера – это все устройства, входящие в его состав и обеспечивающие его исправную работу.

Несмотря на разнообразие компьютеров в современном мире, все они строятся по единой принципиальной схеме, основанной на фундаменте идеи программного управления Чарльза Бэббиджа (середина XIX в). Эта идея была реализована при создании первой ЭВМ ENIAC в 1946 году коллективом учёных и инженеров под руководством известного американского математика Джона фон Неймана, сформулировавшего концепцию ЭВМ с вводимыми в память программами и числами -программный принцип. Главные элементы концепции: двоичное кодирование информации; программное управление; принцип хранимой программы; принцип параллельной организации вычислений, согласно которому операции над числом проводятся по всем его разрядам одновременно.

С тех пор структуру (архитектуру) современных компьютеров часто называют неймановской.

Персональный компьютер (ПК) в своём минимально необходимом составе, согласно этой схеме, включает:

• основные устройства ввода: клавиатуру и манипулятор «мышь»;

• основное устройство вывода: монитор; центральная часть располагается в системном блоке;

• внешняя память располагается на носителях – дисках и приводится в действие

• специальными приводами – дисководами;

• в единую конфигурацию все части ПК соединены с помощью устройств

• сопряжения.

Принципы фон Неймана:

1. Принцип использования двоичной системы счисления для представления данных и команд.

2. Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором друг за другом в определенной последовательности.

3. Принцип однородности памяти. Как программы (команды), так и данные хранятся в одной и той же памяти (и кодируются в одной и той же системе счисления — чаще всего двоичной). Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

4. Принцип адресуемости памяти. Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.

5. Принцип последовательного программного управления. Все команды располагаются в памяти и выполняются последовательно, одна после завершения другой.

6. Принцип условного перехода.

В основе строения ПК лежат два важных принципа: магистрально-модульный принцип и принцип открытой архитектуры.

Согласно первому, все части и устройства изготавливаются в виде отдельных блоков, информация между которыми передаётся по комплекту соединений, объединённых в магистраль.

Второй принцип построения ПК – открытая архитектура – предполагает возможность сборки компьютера из независимо изготовленных частей, доступную всем желающим (подобно детскому конструктору).

Конкретный набор компонент, входящих в данный компьютер, называется его конфигурацией. Минимальная конфигурация ПК необходимая для его работы включает в себя системный блок (там находятся материнская плата, центральный процессор, оперативная память, постоянное запоминающее устройство, блок питания), клавиатуру и мышь (как устройства ввода информации) и монитор (как устройство вывода информации).

4. Основная конфигурация компьютера

4.1. Центральный процессор (ЦП) или CPU (Central Processing Unit)

Центра́льный проце́ссор (ЦП, или центральное процессорное устройство — ЦПУ; англ. Central processing unit, CPU, дословно — центральное обрабатывающее устройство) — исполнитель машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера; отвечает за выполнение операций, заданных программами. ЦП имеет сложную структуру в виде электронных логических схем. В качестве его компонент можно выделить:

1. АЛУ - арифметикологическое устройство, предназначенное для выполнения арифметических и логических операций над данными и адресами памяти;

2. Регистры или микропроцессорная память — сверхоперативная память, работающая со скоростью процессора, АЛУ работает именно с ними;

3. БУ - блок управления - управление работой всех узлов ЦП посредством выработки и передачи другим его компонентам управляющих импульсов, поступающих от кварцевого тактового генератора, который при включении ПК начинает вибрировать с постоянной частотой. Эти колебания и задают темп работы всей системной платы;

4. СПр - система прерываний - специальный регистр, описывающий состояние ЦП, позволяющий прерывать работу ЦП в любой момент времени для немедленной обработки некоторого поступившего запроса, или постановки его в очередь; после обработки запроса СПр обеспечивает восстановление прерванного процесса;

5. Устройство управления общей шиной — интерфейсная система.

Для расширения возможностей ПК и повышения функциональных характеристик микропроцессора дополнительно может поставляться математический сопроцессор, служащий для расширения набора команд МП. Например, математический сопроцессор IBMсовместимых ПК расширяет возможности МП для вычислений с плавающей точкой; сопроцессор в локальных сетях (LAN-процессор) расширяет функции МП в локальных сетях.

Процессор «общается» с другими устройствами (оперативной памятью) с помощью шин данных, адреса и управления. Разрядность шин всегда кратна 8 (понятно почему, если мы имеем дело с байтами), изменчива в ходе исторического развития компьютерной техники и различна для разных моделей, а также не одинакова для шины данных и адресной шины. Разрядность шины данных говорит о том, какое количество информации (сколько байт) можно передать за раз (за такт). От разрядности шины адреса зависит максимальный объем оперативной памяти, с которым процессор может работать вообще.

На мощность (производительность) процессора влияет не разрядность шины данных.

Характеристики процессора:

1. Тактовая частота — это количество операций, которое процессор может выполнить в секунду. Единица измерения МГц и ГГц (мегагерц и гигагерц). 1 МГц — значит, что процессор может выполнить 1 миллион операций в секунду, если процессор 3,16 ГГц — следовательно он может выполнить 3 Миллиарда 166 миллионов операций за 1 секунду. Существует два типа тактовой частоты — внутренняя и внешняя.

Внутренняя тактовая частота — это тактовая частота, с которой происходит работа внутри процессора.

Внешняя тактовая частота или частота системной шины — это тактовая частота, с которой происходит обмен данными между процессором и оперативной памятью компьютера.

2. Другой основной характеристикой процессора является его разрядность.

Разрядность процессора определяется разрядностью его регистров. Компьютер может оперировать одновременно ограниченным набором единиц информации. Этот набор зависит от разрядности внутренних регистров. Разряд — это хранилище единицы информации. За один рабочий такт компьютер может обработать количество информации, которое может поместиться в регистрах. Если регистры могут хранить 8 единиц информации, то они 8-разрядные, и процессор 8-разрядный, если регистры 16-разрядные, то и процессор 16-разрядный и т.д. Чем большая разрядность процессора, тем большее количество информации он может обработать за один такт, а значит, тем быстрее работает процессор. Сейчас всё больше процессоров 64 разрядные.

3. Кэш процессора — довольно важный параметр. Чем он больше, тем больше данных хранится в особой памяти, которая ускоряет работу процессора. В кэше процессора находятся данные, которые могут понадобится в работе в самое ближайшее время. Чтобы вы не путались в уровнях кэша — запомните одно свойство: кэш первого уровня самый быстрый, но самый маленький, второго — помедленней, но побольше и кэш третьего уровня самый медленный и самый большой (если он есть)

4. Технический процесс (иногда пишут технология) — не основная характеристика процессора для обычного обывателя, но знать о нем надо. Чем меньше тех процесс, тем как говорится, лучше. По факту – это площадь кристалла на процессоре. Чем кристаллы меньше, тем их больше можно уместить, следовательно увеличить тактовую частоту. Да и на меньший кристалл нужно меньше подавать напряжения, поэтому и тепловыделение уменьшается, поэтому опять же можно увеличить тактовую частоту. Эта цепочка приведена в пример, что бы вы поняли как всё взаимосвязано.

5. Socket – этот параметр нужен для стандартизации всех процессоров по разъемам подключения к материнской плате. Например, Socket LGA775 – если вы такую характеристику встретите на материнской плате, то к ней подойдут только процессоры с маркировкой Socket LGA775 и никакие другие. Обратное правило тоже действует.

4.2. Интерфейсная система

Она состоит из:

• шина управления (ШУ) - предназначена для передачи управляющий импульсов и синхронизации сигналов ко всем устройствам ПК;

• шина адреса (ША) - предназначена для передачи кода адреса ячейки памяти или порта ввода/вывода внешнего устройства;

• шина данных (ШД) - предназначена для параллельной передачи всех разрядов числового кода;

• шина питания - для подключения всех блоков ПК к системе электропитания.

Интерфейсная система обеспечивает три направления передачи информации:

• между ЦП и оперативной памятью;

• между ЦП и портами ввода/вывода внешних устройств;

• между оперативной памятью и портами ввода/вывода внешних устройств.

4.3. Память

Память - устройство для хранения информации в виде данных и программ. Память делится прежде всего на внутреннюю (расположенную на системной плате) и внешнюю (размещенную на разнообразных внешних носителях информации).

Внутренняя память в свою очередь подразделяется на:

• ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) или ROM (read only memory), которое содержит - постоянную информацию, сохраняемую даже при отключенном питании, которая служит для тестирования памяти и оборудования компьютера, начальной загрузки ПК при включении. Запись на специальную кассету ПЗУ происходит на заводе фирмы изготовителя ПК и несет черты его индивидуальности. Объем ПЗУ относительно невелик - от 64 до 256 Кб.

• ОЗУ (оперативное запоминающее устройство, ОП — оперативная память) или RAM (random access memory), служит для оперативного хранения программ и данных, сохраняемых только на период работы ПК. Она энергозависима, при отключении питания информация теряется. ОП выделяется особыми функциями и спецификой доступа:

  • ОП хранит не только данные, но и выполняемую программу;

  • ЦП имеет возможность прямого доступа в ОП, минуя систему ввода/вывода.

• Кэш-память - имеет малое время доступа, служит для временного хранения промежуточных результатов и содержимого наиболее часто используемых ячеек ОП и регистров.

Логическая организация памяти — адресация, размещение данных определяется ПО, установленным на ПК, а именно операционной системой.

4.4. Внешняя память

Устройства внешней памяти весьма разнообразны. Предлагаемая классификация учитывает тип носителя, т.е. материального объекта, способного хранить информацию.

Накопители на магнитной ленте исторически появились раньше, чем накопители на магнитном диске. Бобинные накопители используются в суперЭВМ и mainframe.

Диски относятся к носителям информации с прямым доступом, т.е. ПК может обратиться к дорожке, на которой начинается участок с искомой информацией или куда нужно записать новую информацию, непосредственно.

Магнитные диски (МД) — в качестве запоминающей среды используются магнитные материалы со специальными свойствами, позволяющими фиксировать два направления намагниченности. На сегодняшний день редко используемые.

НЖМД (Накопи́тель на жёстких магни́тных ди́сках) или «винчестеры» изготовлены из сплавов алюминия или из керамики и покрыты ферролаком, вместе с блоком магнитных головок помещены в герметически закрытый корпус.

Емкость накопителей за счет чрезвычайно плотной записи достигает сотни гигабайт, быстродействие также выше, чем у съемных дисков (за счет увеличения скорости вращения, т.к. диск жестко закреплен на оси вращения). Первая модель появилась на фирме IBM в 1973 г. Она имела емкость 16 Кб и 30 дорожек/30 секторов, что случайно совпало с калибром популярного ружья 30'730" «винчестер».

Каждый ЖМД проходит процедуру низкоуровневого форматирования — на носитель записывается служебная информация, которая определяет разметку цилиндров диска на сектора и нумерует их, маркируются дефектные сектора для исключения их из процесса эксплуатации диска. Один ЖД можно разбить при помощи специальной программы на несколько логических дисков и работать с ними как с разными ЖД.

НОД (накопители на оптических дисках) лазерно-оптические диски или компакт-диски (CD, DVD). В оптическом дисководе ПК эта дорожка читается лазерным лучом. Ввиду чрезвычайно плотной записи имеют емкость до 8 Гб.

Флеш-память (англ. flash memory) — разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти (ПППЗУ).

Она может быть прочитана сколько угодно раз (в пределах срока хранения данных, типично — 10-100 лет), но писать в такую память можно лишь ограниченное число раз (максимально — около миллиона циклов). Распространена флеш-память, выдерживающая около 100 тысяч циклов перезаписи — намного больше, чем способна выдержать дискета или CD-RW.

SSD - Твердотельный накопитель (англ. Solid-State Drive, SSD) — компьютерное энергонезависимое немеханическое запоминающее устройство на основе микросхем памяти, альтернатива жёстким дискам (HDD). Это накопитель, в котором нет движущихся элементов, таких как в обычном жестком диске. Для хранения памяти в SSD используется флеш-память. Помимо собственно микросхем памяти, подобный накопитель содержит управляющую микросхему — контроллер.

В настоящее время твердотельные накопители используются как в носимых (ноутбуках, нетбуках, планшетах), так и в стационарных компьютерах для повышения производительности.

По сравнению с традиционными жёсткими дисками твердотельные накопители имеют меньший размер и вес, являются беззвучными, а также многократно более устойчивы к повреждениям (например, при падении) и имеют гораздо бóльшую скорость производимых операций. В то же время, они имеют в несколько раз бóльшую стоимость в пересчёте на гигабайт и меньшую износостойкость (ресурс записи).

4.5. Другие элементы компьютера

Контроллеры служат для обеспечения прямой связи с ОП, минуя ЦП, они используются для устройств быстрого обмена данными с ОП - НГМД, НЖД, дисплей и др., обеспечения работы в групповом или сетевом режиме. Клавиатура, дисплей, мышь являются медленными устройствами, поэтому они связаны с системной платой контроллерами и имеют в ОП свои отведенные участки памяти.

Порты бывают входными и выходными, универсальными (ввод - вывод), они служат для обеспечения обмена информацией ПК с внешними, не очень быстрыми устройствами.

Информация, поступающая через порт, направляется в МП, а потом в ОП. Выделяют два вида портов:

• последовательный — обеспечивает побитный обмен информацией, обычно к такому порту подключают модем;

• параллельный — обеспечивает побайтный обмен информацией, к такому порту подключают принтер.

4.6. Устройства вывода

Видеомониторы — устройства, предназначенные для вывода информации от ПК пользователю. Самые качественные RGB-мониторы, обладают высокой разрешающей способностью для графики и цвета.

Принтеры — это устройства вывода данных из ЭВМ, преобразовывающие информационные ASCII-коды в соответствующие им графические символы и фиксирующие эти символы на бумаге. Принтеры - наиболее развитая группа внешних устройств.

Принтеры бывают черно-белые или цветные по способу печати они делятся на:

• матричные — в этих принтерах изображение формируется из точек ударным способом, игольчатая печатающая головка перемещается в горизонтальном направлении, каждая иголочка управляется электромагнитом и ударяет бумагу через красящую ленту.

• струйные — в печатающей головке имеются вместо иголок тонкие трубочки - сопла, через которые на бумагу выбрасываются мельчайшие капельки чернил.

• термографические — матричные принтеры, оснащенные вместо игольчатой печатающей головки головкой с термоматрицей, при печати используется специальная термобумага;

• лазерные — используется электрографический способ формирования изображений, лазер служит для создания сверхтонкого светового луча, вычерчивающего на поверхности светочувствительного барабана контуры невидимого точечного электронного изображения. После проявления изображения порошком красителя (тонера), налипающего на разряженные участки, выполняется печать - перенос тонера на бумагу и закрепление изображения на бумаге при помощи высокой температуры.

3D-принтеры — устройство, использующее метод создания физического объекта на основе виртуальной 3D-модели. 3D-печать может осуществляться разными способами и с использованием различных материалов, но в основе любого из них лежит принцип послойного создания (выращивания) твёрдого объекта.

Также: колонки, наушники, проекторы и т.д.

4.7. Устройства ввода

Манипуляторы - компьютерные устройства, управляемые руками оператора:

• мышь — устройство для определения относительных координат (смещения относительно предыдущего положения или направления) движения руки оператора. Относительные координаты передаются в компьютер и при помощи специальной программы могут вызывать перемещения курсора на экране. Для отслеживания перемещения мыши используются различные виды датчиков.

• джойстик — рычажный указатель - устройство для ввода направления движения руки оператора, их чаще используют для игр на компьютере;

• дигитайзер или оцифровывающий планшет — устройство для точного ввода графической информации (чертежей, графиков, карт) в компьютер. Он состоит из плоской панели (планшета) и связанного с ней ручного устройства - пера. Оператор ведет вдоль графика перо, при этом абсолютные координаты поступают в компьютер.

• клавиатура — устройство для ввода информации в память компьютера. Внутри расположена микросхема, клавиатура связана с системной платой, нажатие любой клавиши продуцирует сигнал (код символа в системе ASCII -16-ричный порядковый номер символа в таблице), в памяти ЭВМ специальная программа по коду восстанавливает внешний вид нажатого символа и передает его изображение на монитор.

• Сканеры - устройства ввода в ЭВМ информации непосредственно с бумажного документа. Можно вводить тексты, схемы, рисунки, графики, фотографии и другую информацию. Файл, создаваемый сканером в памяти ЭВМ называется битовой картой.

4.8. Микросхема ПЗУ и система ВIOS

В момент включения компьютера в его оперативной памяти нет ничего — ни данных, ни программ, поскольку оперативная память не может ничего хранить без подзарядки ячеек более сотых долей секунды. Но процессору нужны команды, в том числе и в первый момент после включения.

Поэтому сразу после включения на адресной шине процессора выставляется стартовый адрес.

Это происходит аппаратно, без участия программ (всегда одинаково). Процессор обращается по выставленному адресу за своей первой командой и далее начинает работать по программам.

Этот исходный адрес не может указывать на оперативную память, в которой пока ничего нет. Он указывает на другой тип памяти — постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Микросхема ПЗУ способна длительное время хранить информацию, даже когда компьютер выключен Программы, находящиеся в ПЗУ, называют «зашитыми» — их записывают туда на этапе изготовления микросхемы.

Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует Базовую Систему Ввода-Вывода (ВIOS —Basic Input Output System). Основное назначение программ этого пакета состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность компьютерной системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском и дисководом гибких дисков. Программы, входящие в ВIOS, позволяют нам наблюдать на экране диагностические сообщения, сопровождающие запуск компьютера, а также вмешиваться в ход запуска с помощью клавиатуры.

BIOS выполняет самотестирование устройств (англ. POST – Power-On Self-Test), а затем ищет загрузчик операционной системы (англ. Boot Loader) на доступных носителях информации. Если загрузчик не найден, BIOS выдаёт сообщение об ошибке. Также BIOS содержит минимальный набор сервисных функций (например, для вывода сообщений на экран или приёма символов с клавиатуры), что и обусловливает расшифровку её названия: Basic Input-Output System — Базовая система ввода-вывода.

Устройства, инициализируемые BIOS.

Загрузочное устройство — устройство, которое должно быть проинициализировано до загрузки операционной системы. К ним относятся устройства ввода (клавиатура, мышь), базовое устройство вывода (дисплей), и устройство, с которого будет произведена загрузка ОС — дисковод, жесткий диск, CD-ROM, флэш-диск, SCSI-устройство, сетевая карта (при загрузке по сети).

4.9. Загрузочная последовательность стандартного IBM-совместимого персонального компьютера

После включения персонального компьютера его процессор начинает работу. Первая выполняемая команда принадлежит пространству адресов BIOS. Как правило, данная команда просто передает управление программе инициализации BIOS.

Программа инициализации BIOS с помощью программы POST проверяет, что устройства компьютера работают корректно и инициализирует их. Затем BIOS опрашивает устройства, перечисляемые в заранее созданном списке пока, не найдет загрузочное устройство. Если такое устройство найдено не будет, будет выведено сообщение об ошибке, а процесс загрузки будет остановлен. Если BIOS обнаружит загрузочное устройство, он считает с него начальный загрузчик и передаст ему управление. В случае жесткого диска, начальный загрузчик называется главной загрузочной записью (MBR) и часто не зависит от операционной системы. Обычно он ищет активный разделы жесткого диска загружает загрузочный сектор данного раздела и передает ему управление. Этот загрузочный сектор, как правило, зависит от операционной системы. Он должен загрузить в память ядро операционной системы и передать ему управление. Если активного раздела не существует, или загрузочный сектор активного раздела некорректен, MBR может загрузить резервный начальный загрузчик и передать управление ему. Резервный начальный загрузчик должен выбрать раздел (зачастую с помощью пользователя), загрузить его загрузочный сектор и передать ему управление.

Раздел 3. Операционные системы

1. Операционная система

Операционная система — базовый комплекс компьютерных программ, обеспечивающий управление аппаратными средствами компьютера, работу с файлами, ввод и вывод данных, а также выполнение прикладных программ и утилит.

Операцио́нная систе́ма сокр. ОС (англ. operating system) — комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой — предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений.

При включении компьютера операционная система загружается в память раньше остальных программ и затем служит платформой и средой для их работы. Помимо вышеуказанных функций ОС может осуществлять и другие, например, предоставление пользовательского интерфейса, сетевое взаимодействие и т. п. Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой стороны.

Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера — на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ. Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

Основные функции (простейшие ОС):

• Загрузка приложений в оперативную память и их выполнение;

• Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода);

• Управление оперативной памятью (распределение между процессами, виртуальная память);

• Управление энергонезависимой памятью (Жёсткий диск, Компакт-диск и т.д.), как правило с помощью файловой системы;

• Пользовательский интерфейс;

Дополнительные функции (развитые современные ОС):

• Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность);

• Взаимодействие между процессами;

• Межмашинное взаимодействие (компьютерная сеть);

• Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от злонамеренных действий пользователей или приложений;

• Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (аутентификация, авторизация).

Операционную систему можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера. Операционная система скрывает от пользователя сложные ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой, образуя прослойку между ними. В результате этого люди освобождаются от очень трудоёмкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера. С 1990-х наиболее распространёнными операционными системами являются ОС семейства Microsoft Windows и системы класса UNIX (особенно GNU/Linux).

В настоящее время Microsoft Windows установлена примерно на 92 % персональных компьютеров и рабочих станций. По данным компании Net Applications, в марте 2010 года рыночная доля Windows составляла ▼91,63 %, Mac — ▲5,33 %, Linux — ▲1,03 % прочие — менее 1 %.

По видам пользовательского интерфейса (набору приемов, обеспечивающих взаимодействие пользователей ПК с его приложениями) различают следующие ОС:

• командный интерфейс – выдача на экран монитора системного приглашения для ввода команд с клавиатуры (например, ОС MS-DOS);

• интерфейс WIMP (или графический интерфейс – графическое представление образов, которые хранятся на жестком диске (например, ОС Windows различных версий);

• интерфейс SILK (Speech Image Language Knowledge) – использование речевых команд для взаимодействия пользователя ПК и приложений.

Согласно режиму обработки задач выделяют следующие ОС:

• обеспечивающие однопрограммный режим, т. е. способ организации вычислений, при котором в один момент времени они способны выполнять только одну задачу (например, MS-DOS);

• работающие в мультипрограммном режиме, когда при организации вычислений на однопроцессорной машине создается видимость выполнения нескольких программ.

Отличие между мультипрограммным и мультизадачным режимами состоит в том, что в мультипрограммном режиме происходит параллельное выполнение нескольких приложений, при этом пользователю не нужно заботиться об организации их работы, данные функции на себя берет ОС. При мультизадачном режиме параллельное выполнение и взаимодействие приложений должны обеспечивать прикладные программисты.

В соответствии с поддержкой многопользовательского режима ОС подразделяют:

• на однопользовательские (MS-DOS, ранние версии Windows и OS/2);

• многопользовательские (сетевые) (Windows NT, Windows 2000, 7, 8, 10, 11, Unix).

Основным отличием многопользовательских ОС от однопользовательских ОС является наличие средств защиты информации каждого пользователя от незаконного доступа других пользователей.

2. Назначение операционных систем

От вида ОС зависит облик вычислительной системы, состоящей из процессоров, памяти, различных типов дисков, накопителей на магнитных лентах, принтеров, сетевой коммуникационной аппаратуры и др. Операционная система применяется для управления всеми ресурсами вычислительной машины, обеспечения максимальной эффективности ее функционирования. Основной функцией ОС является распределение процессоров, памяти, других устройств и данных между вычислительными процессами, конкурирующими за эти ресурсы. Управление ресурсами включает в себя решение следующих задач:

1. планирование ресурса, т. е. определение, кому, когда и в каком количестве необходимо выделить данный ресурс;

2. контроль за состоянием ресурса, т. е. поддержание оперативной информации о том, занят или не занят ресурс, какое количество ресурса уже распределено, а какое свободно.

Операционные системы классифицируют по особенностям реализации алгоритмов управления ресурсами компьютера, областям использования и по многим другим признакам.

3. Эволюция и характеристика операционных систем

Ламповые вычислительные устройства были созданы в середине 1940-х гг. В это время ОС не применялись, все задачи решались вручную программистом с помощью пульта управления.

В середине 1950-х гг. были изобретены и начали использоваться полупроводниковые элементы, в связи с этим появились первые алгоритмические языки и первые системные программы – компиляторы, а затем и первые системы пакетной обработки. Эти системы становились прообразом современных ОС и являлись первыми системными программами для управления вычислительным процессом.

Для середины 1980-х гг. характерно развитие сетей ПК, работающих под управлением сетевых или распределенных ОС.

Операционная система является главной частью сетевого программного обеспечения, она составляет среду для выполнения приложений и определяет, как эффективно они будут работать. Основное требование, предъявляемое к современным ОС, – способность выполнения основополагающих функций, в частности эффективного управления ресурсами и обеспечения удобного интерфейса для пользователя и прикладных программ. Операционная система призвана реализовывать мультипрограммную обработку, виртуальную память, поддерживать многооконный интерфейс и др. Кроме функциональных к ОС предъявляются и рыночные требования.

1. Расширяемость. Система должна быть написана так, чтобы в нее можно было без труда внести дополнения и изменения и не нарушить при этом ее целостность.

2. Переносимость. Без особых трудностей ОС должна переноситься с аппаратных средств одного типа на аппаратные средства другого типа.

3. Надежность и отказоустойчивость. Операционная система должна быть защищена от внутренних и внешних ошибок, сбоев и отказов; действия ее должны быть предсказуемыми, а приложения не должны ее разрушать.

4. Совместимость. Система должна иметь средства для выполнения прикладных программ, написанных для других ОС. Пользовательский интерфейс системы должен быть совместим с существующими системами и стандартами.

5. Безопасность. У системы должны быть средства защиты ресурсов одних пользователей от других.

6. Производительность. Система должна обладать настолько хорошим быстродействием, насколько это позволяют аппаратные средства.

4.1. Операционная система Windows

Уильям Генри Гейтс III вместе с одним из школьных друзей – Полом Алленом – в 1975 году создал фирму Micro-Soft, впоследствии переименованную в Microsoft. Ради работы в компании в 1975 году ушел с третьего курса Гарвардского университета. Первой масштабной сделкой Microsoft стала продажа компании IBM операционной системы для персонального компьютера – MS-DOS.

MS-DOS была выпущена компанией Microsoft в 1981 году. DOS (англ. Disk Operating System — дисковая операционная система, ДОС) — семейство операционных систем для персональных компьютеров. Ориентировано на использование дисковых накопителей, таких как жёсткий диск и дискета.

В 1985 году была выпущена первая версия графической оболочки Windows, представлявшей собой дополнение к MS-DOS, но популярность она завоевала далеко не сразу — а только в 1990 году, когда вышла версия Windows 3.0 и выпущенные затем Windows 3.1 и Windows for Workgroups 3.11.

Эти версии Windows не были полноценными операционными системами, а являлись надстройками к операционной системе MS-DOS и были по сути многофункциональным расширением, добавляя поддержку новых режимов работы процессора, поддержку многозадачности, обеспечивая стандартизацию интерфейсов аппаратного обеспечения и единообразие для пользовательских интерфейсов программ. Предоставляли встроенные средства (GDI) для создания графического интерфейса пользователя.

Графический интерфейс позволяет работать с объектами вашего компьютера не с помощью команд, а с помощью наглядных и понятных действий над значками, обозначающими эти объекты.

Возможность одновременной работы с несколькими программами значительно повысила удобство и эффективность работы. Кроме того, удобство и легкость написания программ для Windows привели к появлению все больше разнообразных программ, работающих под управлением Windows.

Наконец, лучше была организована работа с разнообразным компьютерным оборудованием, что также определило популярность системы. Последующие версии Windows были направлены на повышение надежности, а также поддержку средств мультимедиа (версия 3.1) и работу в компьютерных сетях (версия 3.11).

Процесс развития операционных систем не стоит на месте, и в 1995 появилась система Windows 95, ставшая новым этапом в истории Windows: значительно изменился интерфейс, выросла скорость работы программ, в состав системы был включен браузер Internet Explorer.

Продолжением развития Windows 95 стала операционная система, появившаяся в 1998 году (Windows 98). При сохранившемся интерфейсе внутренняя структура была значительно переработана. Много внимания было уделено работе с Интернетом, а также поддержке современных протоколов передачи информации — стандартов, обеспечивающих обмен информацией между различными устройствами.

Следующим этапом в развитии Windows стало появление Windows 2000 и Windows Me (Millennium Edition — редакция тысячелетия). Система Windows 2000 разработана на основе Windows NT и унаследовала от нее высокую надежность и защищенность информации от постороннего вмешательства. Операционная система Windows Me стала наследницей Windows 98, но приобрела многие новые возможности. Прежде всего, это улучшенная работа со средствами мультимедиа, возможность записывать не только аудио, но и видеоинформацию, мощные средства восстановления информации после сбоев и многое другое.

Windows XP — операционная система семейства Windows NT от компании Microsoft. Она была выпущена 25 октября 2001 года и является развитием Windows 2000 Professional. Название XP происходит от англ. experience (опыт, впечатление).

Windows 7 — операционная система, следующая за Windows Vista. Серверной версией является. Операционная система поступила в продажу 22 октября 2009 года меньше, чем через три года после выпуска предыдущей операционной системы, Windows Vista.

В состав Windows 7 вошли как некоторые разработки, исключённые из Windows Vista, так и новшества в интерфейсе и встроенных программах.

4.2. Реестр операционной системы WINDOWS

Основная информация о составе системы Windows находится в реестре (специальной базе данных), который содержит сведения: об инсталлированных программах, библиотеках и драйверах; о связях между документами и программами, в которых они формировались; параметрах, которые управляют работой компьютеров, объединенных в локальные или глобальные сети.

При использовании реестра возможна модификация конфигурации ОС. Такой же результат можно получить с помощью пользовательского интерфейса, например через панель управления. Реестр отражает в себе все изменения, но перед занесением в него изменений следует сделать резервную копию системы и распечатать его основные элементы. Редактировать реестр может пользователь, зарегистрированный в группу Administrator.

Информация о локальной системе находится в следующих подразделах:

1. SYSTEM (система) – информация, связанная с запуском системы, загрузкой драйверов устройств;

2. Hardware (аппаратные средства) – информация об установленных аппаратных средствах, отображает их существующее состояние;

3. Software (программное обеспечение) – информация о настройках программного обеспечения;

4. Security Account Manager SAM (менеджер счетов защиты) – информация о локальном пользователе, учетных записях групп и значении домена;

5. SECURITY – информация о защите, используемой системой безопасности данного компьютера.

5. Сетевые операционные системы

Сетевая операционная система (Network Operation System – NOS) – это совокупность ОС отдельных компьютеров, контактирующих друг с другом в целях обмена информацией и разделения ресурсов по единым правилам (протоколам). Кроме того, такая система представляет собой ОС отдельной рабочей станции, которая обеспечивает ей работу в сети.

Сетевая ОС содержит в себе средства:

• управления локальными ресурсами ПК (например, распределения ОП между выполняемыми процессами);

• снабжения собственными ресурсами и услугами для общего пользования (серверная часть ОС);

• запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам, а также их применения (клиентская часть ОС);

• обмена сообщениями в сети (коммуникационные средства).

Любая из сетевых ОС должна эффективно управлять ресурсами, предоставлять удобный многооконный пользовательский интерфейс и т. д. Начиная с 1990-хгг. к сетевым ОС стали предъявлять некоторые стандартные требования:

• способность к расширению;

• переносимость;

• достаточная надежность;

• совместимость;

• безопасность;

• производительность.

В зависимости от функций, возложенных на сетевые ОС, они делятся на системы, созданные специально для одноранговых сетей, и системы для сетей с выделенным сервером. На серверных компьютерах следует применять ОС, которые оптимизированы для выполнения тех или иных серверных функций. Поэтому в сетях с выделенными серверами часто используются сетевые системы, которые состоят из нескольких вариантов ОС, отличающихся возможностями серверных частей.

По масштабу обслуживаемых сетей сетевые ОС подразделяют на следующие виды:

• сети отделов, формирующие небольшую группу сотрудников конкретного предприятия или организации. Главная задача такой системы заключается в процессе разделения локальных ресурсов;

• сети уровня кампусов, которые объединяют несколько сетей отделов предприятия внутри отдельного здания или одной территории в единую локальную сеть. Основной функцией таких систем является предоставление доступа сотрудникам одних отделов к информации и ресурсам сетей других отделов;

• корпоративные сети (или сети предприятия), которые включают в себя все локальные сети отдельного предприятия, находящиеся на различных территориях. Корпоративные сети представляют собой глобальные вычислительные сети. Операционные системы на таком уровне должны поддерживать более широкий набор сервисов.

6. Семейство операционных систем UNIX

Проект системы UNIX (Uniplex Information and Computing Services) был создан сотрудниками лаборатории Bell Labs фирмы AT&T К. Томпсоном и Д. Ритчи более 20 лет назад. Разработанная ими ОС была реализована на ассемблере. Изначально сотрудник Bell Labs Б. Керниган назвал эту систему «UNICS». Однако скоро ее стали называть сокращенно «UNIX».

В 1973 г. Д. Ритчи разработал язык программирования высокого уровня С (Си), и скоро ОС UNIX заново переписали на этом языке. После публикации Д. Ритчи и К. Томпсона в 1974 г. в журнале САСМ систему UNIX стали применять повсеместно.

Главной проблемой ОС семейства UNIX является несовместимость различных версий. Попытки стандартизации версий UNIX закончились неудачей, так как наибольшее распространение получили две несовместимые версии этой системы: линия фирмыАТ&Т – UNIX System V и линия университета Berkeley – UNIX BSD. Многие фирмы, основываясь на этих версиях, разработали свои варианты UNIX: SunO и Solaris фирмы Sun Microsystems, AIX фирмы IBM, UnixWare фирмы Novell и др.

Общими чертами для любой ОС UNIX считаются:

• многопользовательский режим со способом защиты данных от несанкционированного доступа;

• реализация мультипрограммной обработки в режиме разделения времени, которая основана на применении алгоритмов вытесняющей многозадачности; повышение уровня мультипрограммирования;

• унификация операций ввода-вывода на базе расширенного использования понятия «файл»;

• иерархическая файловая система, которая образует единое дерево каталогов независимо от числа физических устройств, используемых для размещения файлов;

• переносимость системы;

• разнообразные средства взаимодействия процессов, например через сеть;

• кэширование диска с целью уменьшения среднего времени доступа к файлам.

7. Операционная система Linux

В основу ОС Linux положен проект студента Хельсинкского университета Линус Торвальда, в котором использована программа Minix. Л. Торвальд разработал эффективную ПК-версию UNIX для пользователей Minix и назвал ее Linux. В 1999 г. он выпустил версию Linux 0.11, мгновенно распространившуюся по Интернет. В последующие годы данная ОС была доработана другими программистами, которые поместили в нее возможности и особенности, присущие стандартным UNIX – системам. Через некоторое время Linux стала одним из самых популярных проектов UNIX конца XX в.

Главным достоинством ОС Linux является то, что ее можно применять на компьютерах любой конфигурации – от настольного до мощных многопроцессорных серверов. Эта система способна выполнять многие из функций, традиционных для ОС DOS и Windows, например управление файлами, управление программами, взаимодействие с пользователями и др. Система Linux является особо мощной и гибкой, предоставляя в распоряжение компьютера скорость и эффективность UNIX, с применением при этом всех преимуществ современных ПК. При этом Linux (как и все версии UNIX) представляет собой многопользовательскую и многозадачную ОС.

Операционная система Linux стала доступна всем желающим, так как это некоммерческий проект и в отличие от UNIX распространяется среди пользователей бесплатно в рамках Фонда бесплатного программного обеспечения. По этой причине эту ОС зачастую не считают профессиональной. На самом деле ее можно охарактеризовать как настольную версию профессиональной ОС UNIX. Преимущество ОС UNIX состоит в том, что ее разработка и последующее развитие проходили одновременно с революцией в области вычислительной техники и коммуникаций, которая продолжается уже несколько десятилетий. На основе UNIX были созданы совершенно новые технологии. Сама по себе ОС UNIX построена так, что ее можно модифицировать, получая при этом различные версии. Поэтому присутствуют множество различных официальных вариантов UNIX, а также версий, которые соответствуют конкретно поставленным задачам. Разрабатываемую в данном контексте ОС Linux можно рассматривать как еще один вариант UNIX, который создан специально для ПК.

Операционная система Linux имеет несколько редакций, так как каждая фирма-производитель комплектует систему и ее программное обеспечение по-своему, выпуская после этого пакет с собственной редакцией этой системы. При этом различные редакции могут включать в себя доработанные версии программ и новое программное обеспечение.

Раздел 4. Программное обеспечение компьютеров

1. Назначение ПО

Существует разделение вычислительных машин на две составляющие: аппаратурную и программную. Программная часть называется программным обеспечением ЭВМ.

В области вычислительной техники и программирования программное обеспечение — это совокупность всей информации, данных и программ, которые обрабатываются компьютерными системами.

Программы — это упорядоченные последовательности команд. Конечная цель любой компьютерной программы — управление аппаратными средствами. Даже если на первый взгляд программа никак не взаимодействует с оборудованием, не требует никакого ввода данных с устройств ввода и не осуществляет вывод данных на устройства вывода, все равно ее работа основана на управлении аппаратными устройствами компьютера.

Программное обеспечение (ПО) – совокупность специальных программ, облегчающих процесс подготовки задач к выполнению на ЭВМ и организующих прохождение их через машину, а также процедур, описаний, инструкций и правил вместе со всей связанной с этими компонентами документацией, используемых при эксплуатации вычислительной системы.

Назначение ПО:

• обеспечение работоспособности компьютера;

• облегчение взаимодействия пользователя с компьютером;

• сокращение цикла от постановки задачи до получения результата;

• повышение эффективности использования ресурсов компьютера.

Программное обеспечение позволяет:

• усовершенствовать организацию работы вычислительной системы с целью максимального использования ее возможностей;

• повысить производительность и качество труда пользователя;

• адаптировать программы пользователя к ресурсам конкретной вычислительной системы;

• расширить ПО вычислительной системы.

Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программной конфигурацией. Между программами, как и между физическими узлами и блоками существует взаимосвязь — многие программы работают, опираясь на другие программы более низкого уровня, то есть мы можем говорить о межпрограммном интерфейсе.

По назначению ПО разделяется на системное и прикладное. Одна часть — это комплекс программных средств, предназначенных для того, чтобы на вычислительной машине можно было организовать выполнение программ. Вторая - множество тех программ, которые нацелены па решение конкретных задач. Эти две части программного обеспечения принято соответственно называть Системными программами и прикладными программами.

2. Системное ПО

• Загрузчик операционной системы

• Операционные системы. Основная задача таких программ - планирование вычислительного процесса, распоряжение ресурсами машины, организация взаимодействия отдельных процессов, протекающих в машине во время выполнения программ. К этим программам примыкают программные системы, обеспечивающие отображение информации в удобном для пользователя виде (например, на дисплее), диалоговые программы для общения на естественном языке, а также системы трансляции (трансляторы), обеспечивающие перевод программ с языков программирования в машинные коды.

• Сервисные программы, отладчики, диагностические программы, программы для борьбы с компьютерными вирусами и др. Эти программы облегчают пользователю взаимодействие с машиной.

• Драйверы устройств. Дра́йвер (англ. driver) (множественное число дра́йверы, вариант драйвера́ разговорный и профессиональный) — компьютерная программа, с помощью которой другая программа (обычно операционная система) получает доступ к аппаратному обеспечению стандартным образом. В общем случае для использования каждого устройства, подключённого к компьютеру, необходим специальный драйвер. Обычно с операционными системами поставляются драйверы для ключевых компонентов аппаратного обеспечения, без которых система не сможет работать. Однако для более специфических устройств (таких, как графическая плата или принтер) могут потребоваться специальные драйверы, обычно предоставляемые производителем устройства.

• Программы обеспечения работы в сети. Эти программы реализуют протоколы обмена информацией между машинами, работу с базами данных, телеобработку данных.

• Программные средства защиты:

  • Средства аутентификации;

  • Средства мониторинга и аудита;

  • Сканеры защищённости;

  • Средства разграничения доступа;

  • Системы криптографической защиты, шифрования и ЭЦП;

  • Антивирусные программы;

  • Межсетевой экран;

3. Инструментальное ПО

• Средства разработки программного обеспечения — среды разработки.

• Системы управления базами данных (СУБД) — реляционные (например, MySQL, Oracle Database PostgreSQL), объектно-ориентированные (MongoDB).

Базами данных называют огромные массивы данных, организованных в табличные структуры. Основными функциями систем управления базами данных являются:

• создание пустой (незаполненной!) структуры базы данных;

• предоставление средств ее заполнения или импорта данных из таблиц другой базы;

• обеспечение возможности доступа к данным, а также предоставление средств поиска и фильтрации

Многие системы управления базами данных (СУБД) дополнительно предоставляют возможности проведения простейшего анализа данных и их обработки. В результате возможно создание новых таблиц баз данных на основе имеющихся. В связи с широким распространением сетевых технологий к современным системам управления данными предъявляется также требование возможности работы с удаленными и распределенными ресурсами, находящимися на серверах всемирной компьютерной сети.

4. Прикладные программы

Прикладные программы удобно разделить на следующие классы:

1. Офисные приложения

• Текстовые редакторы Основные функции этого класса прикладных программ заключаются в вводе и редактировании текстовых данных. Дополнительные функции состоят в автоматизации процессов ввода и редактирования. Для операций ввода – вывода и сохранения данных текстовые редакторы используют системное программное обеспечение. Впрочем, это характерно и для всех прочих видов прикладных программ, и в дальнейшем мы не будем специально указывать на этот факт.

• Текстовые процессоры Основное отличие текстовых процессоров от текстовых редакторов в том, что они позволяют не только вводить и редактировать текст, но и форматировать его, то есть оформлять. Соответственно, к основным средствам текстовых процессоров относятся средства обеспечения взаимодействия текста, графики, таблиц и других объектив, составляющих итоговый документ, а к дополнительным — средства автоматизации процесса форматирования. Наиболее популярный текстовый процессор - Microsoft Word

• Табличные процессоры Электронные таблицы (ЭТ) предоставляют комплексные средства для хранения различных типов данных и их обработки В некоторой степени они аналогичны системам управления базами данных, но основной акцент смещен не на хранение массивов данных и обеспечение к ним доступа, а на преобразование данных, причем в соответствии с их внутренним содержанием. Наиболее распространены ЭТ Excel.

• Редакторы презентаций.

2. Системы проектирования и производства

• Системы автоматизированного проектирования (САПР, CAD-системы) Система автоматизации проектных работ (САПР) или CAD (англ. Computer-Aided Design) — организационно-техническая система, предназначенная для выполнения проектной деятельности с применением вычислительной техники, позволяющая создавать конструкторскую и/или технологическую документацию.

• PDM-системы. PDM-система (Product Data Management — система управления данными об изделии) — организационно-техническая система, обеспечивающая управление всей информацией об изделии. При этом в качестве изделий могут рассматриваться различные сложные технические объекты (корабли и автомобили, самолеты и ракеты, компьютерные сети и др.). PDM-системы являются неотъемлимой частью PLM-систем.

• PLM-системы PLM (сокр. от англ. Product Lifecycle Management) — технология управления жизненным циклом изделий. Организационно-техническая система, обеспечивающая управление всей информацией об изделии и связанных с ним процессах на протяжении всего его жизненного цикла, начиная с проектирования и производства до снятия с эксплуатации. При этом в качестве изделий могут рассматриваться различные сложные технические объекты (корабли и автомобили, самолеты и ракеты, компьютерные сети и др.).

• АСУТП (Системы SCADA) Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) — комплекс программных и технических средств, предназначенный для управления технологическим оборудованием на предприятиях.

• АСТПП (Системы MES) MES (сокр. от англ. Manufacturing Execution System) — исполнительная система производства. Системы такого класса решают задачи синхронизации, координируют, анализируют и оптимизируют выпуск продукции в рамках какого-либо производства.

3. Мультимедиа

• Компьютерные игры.

• Музыкальные редакторы.

• Графические редакторы. Графический редактор — программа (или пакет программ), позволяющая создавать и редактировать двумерные изображения с помощью компьютера.

• Видео редакторы.

• Мультимедиа проигрыватели.

4. Клиенты для доступа к интернет-сервисам:

• электронная почта;

• мгновенная передача сообщений;

• чат-каналы;

• P2P обмен файлами;

• потоковое вещание;

• банк-клиент.

5. Корпоративные информационные системы

• Бухгалтерские программы.

• Системы Управления проектами (Project Management).

• Системы автоматизации документооборота (EDM-системы).

• Системы управления архивами документов (DWM-системы).

6. Экспертные системы.

Предназначены для анализа данных, содержащихся в базах знаний, и выдачи рекомендаций по запросу пользователя. Такие системы применяют в тех случаях, когда исходные данные хорошо формализуются, но для принятия решения требуются обширные специальные знания. Характерными областями использования экспертных систем являются юриспруденция, медицина, фармакология, химия. По совокупности признаков заболевания медицинские экспертные системы помогают установить диагноз и назначить лекарства, дозировку и программу лечебного курса. По совокупности признаков события юридические экспертные системы могут дать правовую оценку и предложить порядок действий, как для обвиняющей стороны, так и для защищающейся. С использованием экспертных систем связана особая область научно-технической, деятельности, называемая инженерией знаний. Инженеры знаний — это специалисты особой квалификации, выступающие в качестве промежуточного звена между разработчиками экспертной системы (программистами) и ведущими специалистами в конкретных областях науки и техники (экспертами).

5. Классификация ПО по условиям распространения и использования

Лицензия информирует пользователя о том, на каких условиях распространяется данное программное обеспечение.

Наиболее часто встречающиеся следующие виды лицензий:

• Сommercial software - коммерческое программное обеспечение — программное обеспечение, созданное коммерческой организацией с целью получения прибыли от его использования другими, например, путем продажи экземпляров. Прежде чем работать с такой программой её надо купить.

• FreeWare - абсолютно бесплатное программное обеспечение без каких-либо ограничений по функциональности и времени работы.

• Free Software Definition - свободное программное обеспечение — широкий спектр программных решений, в которых права пользователя на неограниченные установку, запуск, а также свободное использование, изучение, распространение и изменение программ защищены юридически авторскими правами при помощи свободных лицензий (имеется в виду свобода копировать, распространять и изменять его).

• ShareWare - условно бесплатное программное обеспечение. За использование такой программы Вы должны заплатить деньги. До тех пор, пока Вы этого не сделаете, у Вас могут возникнуть, например, такие проблемы:

  • программа не будет позволять использовать все свои возможности;

  • программа запустится только несколько раз;

  • программа будет обрабатывать ограниченное количество файлов;

• Trial - условно-бесплатная программа. Не имеет ограничений в функциональности, но имеет ограниченный срок работы.

• Demo - демонстрационная версия программного обеспечения. Даёт представление об интерфейсе и функциональности программы. Попробовать работать с такой программой удаётся не всегда, поскольку она может представлять собой видеоролик.

• Adware - бесплатное программное обеспечение. За использование такой программы пользователь должен не деньги заплатить, а смотреть рекламу. Деньги автору будет платить рекламодатель.

• Donationware - «пожертвование», за такое программное обеспечение платят те, кому оно понравилось и столько, сколько они могут. Никаких ограничений в функциональности такого программного обеспечения нет.

• Postcardware - за использование такого программного обеспечения надо написать письмо их авторам. Обычно авторам интересно кто, где, как и для чего использует их программу.

Раздел 5. Эргономика и гигиена

1. Эргономика

Эргономика – наука о том, как люди с их различными физическими данными и особенностями жизнедеятельности взаимодействуют с оборудованием и машинами, которыми они пользуются.

Цель эргономики состоит в том, чтобы обеспечить комфорт, эффективность и безопасность при пользовании компьютерами уже на этапе разработки клавиатур, компьютерных плат, рабочей мебели и др. для устранения физического дискомфорта и проблем со здоровьем на рабочем месте.

В связи с тем, что всё больше людей проводят много времени перед компьютерными мониторами, ученые многих областей, включая анатомию, психологию и охрану окружающей среды, вовлекаются в изучение правильных, с точки зрения эргономики, условий работы.

Так называемые эргономические заболевания – быстрорастущий вид профессиональных болезней.

Если в организации рабочего места оператора ПК допускается несоответствие параметров мебели антропометрическим характеристикам человека, то это вызывает необходимость поддержания вынужденной рабочей позы и может привести к нарушениям в костно-мышечной и периферической нервной системе. Длительный дискомфорт в условиях недостаточной физической активности может вызывать развитие общего утомления, снижения работоспособности, боли в области шеи, спины, поясницы. У операторов часто диагностируются заболевания опорно-двигательного аппарата и периферической нервной системы: невриты, радикулиты, остеохондроз и др.

Главной частью профилактических мероприятий в эргономике является правильная посадка.

Негативные последствия работы за монитором возникают из-за того, что:

• наш глаз предназначен для восприятия отражённого света, а не излучаемого, как в случае с монитором (телевизором);

• пользователю приходится вглядываться в линии и буквы на экране, что приводит к повышенному напряжению глазных мышц.

Для нормальной работы нужно поместить монитор так, чтобы глаза пользователя располагались на расстоянии, равном полутора диагоналям видимой части монитора:

• не менее 50-60 см для 15"(диагональ) монитора;

• не менее 60-70 см для 17" монитора;

• не менее 70-80 см для 19" монитора;

• не менее 80-100 см для 21" монитора.

Если зрение не позволяет выдерживать это расстояние, тогда уменьшите разрешение изображения и увеличьте шрифты.

От большого монитора необходимо сидеть дальше, чем от маленького. И в итоге угловая площадь монитора остается такой же. Но сфокусировать глаз на мелком изображении, находящемся в 1-1.5 метрах от глаза становится труднее, что ведет к перенапряжению зрительного аппарата. Чем крупнее объект на экране монитора, тем меньше утомляемость. Поэтому компьютерные игры с их рисованными фигурами утомляют меньше, чем цифры и буквы.

Экран монитора должен быть абсолютно чистым. Периодически и при необходимости протирайте его специальными салфетками.

Усталость от работы с монитором тем меньше, чем ниже яркость экрана и чем крупнее объекты на экране. Установите минимальную яркость, при которой можно без напряжения различать символы на экране. Учтите, что лучше увеличить шрифт или изображение, чем пододвинуться поближе к экрану или увеличить яркость. Современные операционные системы имеют для этого специальные средства. Шрифты на экране можно масштабировать, задавать минимальные размеры элементов рисунков и прочее.

2. Система гигиенических требований

Длительная работа с компьютером может приводить к расстройствам состояния здоровья. Кратковременная работа с компьютером, установленным с грубыми нарушениям гигиенических норм и правил, приводит к повышенному утомлению. Вредное воздействие компьютерной системы на организм человека является комплексным. Параметры монитора оказывают влияние на органы зрения. Оборудование рабочего места влияет на органы опорнодвигательной системы. Характер расположения оборудования в компьютерном классе и режим его использования влияет как на общее психофизиологическое состояние организма, так и им органы зрения.

Требования к видеосистеме.

В прошлом монитор рассматривали м основном как источник вредных излучений, воздействующих прежде всего на глаза. Сегодня такой подход считается недостаточным.

Кроме вредных электромагнитных излучений (которые на современных мониторах понижены до сравнительно безопасного уровня) должны учитываться параметры качества изображения, а они определяются не только монитором, но и видеоадаптером, то есть всей видеосистемы в целом.

Требования к рабочему месту.

В требования к рабочему месту входят требования к рабочему столу, посадочному месту (стулу, креслу), Подставкам для рук и ног. Несмотря на кажущуюся простоту, обеспечить правильное размещение элементов компьютерной системы и правильную посадку пользователя чрезвычайно трудно. Полное решение проблемы требует дополнительных затрат, сопоставимых по величине со стоимостью отдельных узлов компьютерной системы, поэтому и в быту, и на производстве этими требованиями часто пренебрегают.

Монитор должен быть установлен прямо перед пользователем и не требовать поворота головы или корпуса тела.

Рабочий стол и посадочное место должны иметь такую высоту, чтобы уровень глаз пользователя находился чуть выше центра монитора. На экран монитора следует смотреть сверху вниз, а не наоборот. Даже кратковременная работа с монитором, установленным слишком высоко, приводит к утомлению шейных отделов позвоночника.

Если при правильной установке монитора относительно уровня глаз выясняется, что ноги пользователя не могут свободно покоиться на полу, следует установить подставку для ног, желательно наклонную. Если ноги не имеют надежной опоры, это непременно ведет к нарушению осанки и утомлению позвоночника. Удобно, когда компьютерная мебель (стол и рабочее кресло) имеют средства для регулировки по высоте. В этом случае проще добиться оптимального положения.

Клавиатура должна быть расположена на такой высоте, чтобы пальцы рук располагались на ней свободно, без напряжения. Для работы рекомендуется использовать специальные компьютерные столы, имеющие выдвижные полочки для клавиатуры.

При длительной работе с клавиатурой возможно утомление сухожилий кистевого сустава. Известно тяжелое профессиональное заболевание — кистевой туннельный синдром, связанное с неправильным положением рук на клавиатуре.

При работе с мышью рука не должна находиться на весу. Локоть руки или хотя бы запястье должны иметь твердую опору. Если предусмотреть необходимое расположение рабочего стола и кресла затруднительно, рекомендуется применить коврик для мыши, имеющий специальный опорный валик. Нередки случаи, когда в поисках опоры для руки (обычно правой) располагают монитор сбоку от пользователя (соответственно, слева), чтобы он работал вполоборота, опирая локоть или запястье правой руки о стол. Этот прием недопустим. Монитор должен обязательно находиться прямо перед пользователем.

Раздел 6. Поиск и передача информации с использованием компьютера. Программные поисковые сервисы

1. Поиск информации: основные понятия, виды и формы организации

Поиск информации или информационный поиск представляет один из основных информационных процессов. Человечество издревле занималось им. Цели, возможности и характер поиска всегда зависели от наличия, информации, её важности и доступности, а также средств организации поиска.

Конец XX - начало XXI века, характеризуется огромными массивами постоянно растущей разнообразной информации, доступной и представляющей интерес для самых широких слоев социума. Более того, Интернет-технологии и программно-технические средства, также доступные большинству людей, позволяют осуществлять данный процесс в любое время, практически в любом месте по любым запросам.

Поиск - процесс, в ходе которого в той или иной последовательности производится соотнесение отыскиваемого с каждым объектом, хранящимся в массиве. Цель любого поиска заключается в потребности, необходимости или желании находить различные виды информации, способствующие получению лицом, осуществляющим поиск, нужных ему сведений, знаний и т.д. для повышения собственного профессионального, культурного и любого иного уровня; создания новой информации и формирования новых знаний; принятия управленческих решений и т.п.

Существуют различные толкования термина "поиск информации" или "информационный поиск".

Термин "информационный поиск" (англ. "information retrieval") ввёл американский математик К. Муэрс. Он заметил, что побудительной причиной такого поиска является информационная потребность, выраженная в форме информационного запроса. К объектам информационного поиска К. Муэрс отнес документы, сведения об их наличии и (или) местонахождении, фактографическую информацию.

Решать проблемы фактографического поиска первыми стали представители библиотек. Они разработали средства информационного поиска, получившие название "справочно-поисковый аппарат" (каталоги, библиографические указатели и др.). В профессиональной отечественной печати данный термин используется с 1970-х годов. Библиотекари определяют "информационный поиск" как нахождение в информационном массиве документов, соответствующих информационному запросу пользователей.

С точки зрения использования компьютерной техники "информационный поиск" - совокупность логических и технических операций, имеющих конечной целью нахождение документов, сведений о них, фактов, данных, релевантных запросу потребителя.

"Релевантность" - устанавливаемое при информационном поиске соответствие содержания документа информационному запросу или поискового образа документа поисковому предписанию.

2. Поиск информации, в ОС Windows

Операционная система Windows индексирует информацию, которая находится на жестких дисках компьютера, что позволяет существенно ускорить поиск файлов и папок.

В программе Проводник имеется интегрированное средство для поиска различной информации. В каждом окне есть строка поиска, которая расположена в верхнем правом углу окна. Достаточно ввести критерий поиска (чаще всего это имя файла), и Проводник отобразит в списке файлов объекты, которые были найдены.

Если поиск не дал результатов или если результатов оказалось достаточно много, можно добавить критерии для более точного поиска. Для этого щелкните левой кнопкой мыши в поле поиска и в появившемся окне выберите одну из ссылок. Для различных файлов это могут быть такие критерии, как Размер, Дата изменения, Вид и Тип. Вы можете использовать поиск в конкретной папке или на определенном диске компьютера. Для этого под показанными результатами нажмите кнопку Другое и в открывшемся окне выберите для поиска один из дисков компьютера.

Для исключения какого-либо диска из этого списка просто щелкните по нему левой кнопкой мыши. Для начала поиска нажмите кнопку ОК.

Для поиска файлов есть стандартные шаблоны. В них используют специальные символы: «?» (заменяет один любой символ) и «*» (заменяет произвольное сочетание символов).

Примерами шаблонов для поиска файлов в текущей папке могут служить следующие:

*.* — все файлы;

*.docx — все файлы с расширением .docx (документы Word);

о*.* — все файлы, имена которых начинаются на «о».

3. Программные поисковые сервисы

Поиско́вая систе́ма — программно-аппаратный комплекс с веб-интерфейсом, предоставляющий возможность поиска информации в интернете. Под поисковой системой обычно подразумевается сайт, на котором размещён интерфейс (фронт-энд) системы.

Программной частью поисковой системы является поисковая машина (поисковый движок) — комплекс программ, обеспечивающий функциональность поисковой системы и обычно являющийся коммерческой тайной компании-разработчика поисковой системы.

Обычно системы работают поэтапно. Сначала поисковый робот получает контент, затем индексатор генерирует доступный для поиска индекс, и наконец, поисковик обеспечивает функциональность для поиска индексируемых данных. Чтобы обновить поисковую систему, этот цикл индексации выполняется повторно.

Когда пользователь вводит запрос в поисковую систему (обычно при помощи ключевых слов), система проверяет свой индекс и выдаёт список наиболее подходящих веб-страниц (отсортированный по какому-либо критерию), обычно с краткой аннотацией, содержащей заголовок документа и иногда части текста.

Полезность поисковой системы зависит от релевантности найденных ею страниц. Хоть миллионы веб-страниц и могут включать некое слово или фразу, но одни из них могут быть более релевантными, популярны или авторитетны, чем другие. Большинство поисковых систем использует методы ранжирования, чтобы вывести в начало списка «лучшие» результаты. Большинство поисковых систем являются коммерческими предприятиями, которые получают прибыль за счёт рекламы, в некоторых поисковиках можно купить за отдельную плату первые места в выдаче для заданных ключевых слов. Те поисковые системы, которые не берут денег за порядок выдачи результатов, зарабатывают на контекстной рекламе, при этом рекламные сообщения соответствуют запросу пользователя. Такая реклама выводится на странице со списком результатов поиска, и поисковики зарабатывают при каждом клике пользователя на рекламные сообщения.

Раздел 7. Телекоммуникационные технологии

1. Технические и программные средства Интернет – технологии

Интернет-технологии — технологии создания и поддержки различных информационных ресурсов в компьютерной сети Интернет: сайтов, блогов, форумов, чатов, электронных библиотек и энциклопедий. В основе Интернет и Интернет-технологий лежат гипертексты и сайты, размещаемые в глобальной сети Интернет либо в локальных сетях ЭВМ.

Гипертексты — это тексты со гиперссылками на другие гипертексты, размещенные в Интернет или локальной сети ЭВМ. Для записи гипертекстов используется язык разметки гипертекстов HTML, который воспринимается всеми браузерами на всех персональных компьютерах.

Язык HTML является международным стандартом, поэтому все гипертексты, единым образом воспринимаются и единым образом отображаются на всех персональных компьютерах во всем мире. Для подготовки гипертекстов обычно используются визуальные гипертекстовые редакторы, в которых сразу видно - как будет выглядеть гипертекст на ЭВМ, и возможна вставка гиперссылок на сайты в Интернет.

Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью пользователей удаленных друг от друга компьютеров в одной и той же информации. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместной работы на принтерах и других периферийных устройствах, и даже одновременной обработки документов.

Компьютерная сеть - представляет собой систему распределенной обработки информации, состоящую как минимум из двух компьютеров, взаимодействующих между собой с помощью специальных средств связи. Другими словами, сеть представляет собой совокупность соединенных друг с другом ПК и других вычислительных устройств, таких как принтеры, факсимильные аппараты и модемы.

Сеть дает возможность отдельным сотрудникам организации взаимодействовать друг с другом и обращаться к совместно используемым ресурсам; позволяет им получать доступ к данным, хранящимся на персональных компьютерах в удаленных офисах, и устанавливать связь с поставщиками.

Компьютеры, входящие в сеть, выполняют следующие функции:

• Организация доступа к сети;

• Управление передачей информации;

• Предоставление вычислительных ресурсов и услуг абонентам сети.

Любая компьютерная сеть характеризуется: топологией, протоколами, интерфейсами, сетевыми техническими и программными средствами.

Топология компьютерной сети отражает структуру связей между ее основными функциональными элементами.

Сетевые технические средства – это различные устройства, обеспечивающие объединение компьютеров в единую компьютерную сеть.

Сетевые программные средства – осуществляют управление работой компьютерной сети и обеспечивают соответствующий интерфейс с пользователями.

2. Локальные компьютерные сети

Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс, состоящий из 8—12 компьютеров) или в одном здании.

В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, т. е. пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (диски, каталоги, файлы) сделать общедоступными по сети. Такие сети называются одноранговыми.

Если к локальной сети подключено более десяти компьютеров, то одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов или программ-приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть — сетью на основе серверов.

Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер). Между собой компьютеры (сетевые адаптеры) соединяются с помощью кабелей.

Региональные компьютерные сети

Локальные сети не позволяют обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. На помощь приходят региональные сети, объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента).

Корпоративные компьютерные сети

Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа (например, военные, банковские и пр.), создают собственные, так называемые корпоративные сети. Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах (в качестве примера можно привести сеть корпорации Microsoft, MSN).

3. Глобальная компьютерная сеть Internet

Глобальные сети (Wide Area Networks, WAN), которые также называют территориальными компьютерными сетями, служат для того, чтобы предоставлять свои сервисы большому количеству конечных абонентов, разбросанных по большой территории — в пределах области, региона, страны, континента или всего земного шара. Ввиду большой протяженности каналов связи построение глобальной сети требует очень больших затрат, в которые входит стоимость кабелей и работ по их прокладке, затраты на коммутационное оборудование и промежуточную усилительную аппаратуру, обеспечивающую необходимую полосу пропускания канала, а также эксплуатационные затраты на постоянное поддержание в работоспособном состоянии разбросанной по большой территории аппаратуры сети.

Интернет — это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные, региональные и корпоративные сети и включающая в себя десятки миллионов компьютеров.

В каждой локальной или корпоративной сети обычно имеется, по крайней мере, один компьютер, который имеет постоянное подключение к Интернету с помощью линии связи с высокой пропускной способностью (сервер Интернета). Надежность функционирования глобальной сети обеспечивается избыточностью линий связи: как правило, серверы имеют более двух линий связи, соединяющих их с Интернетом.

Основу, «каркас» Интернета составляют более ста миллионов серверов, постоянно подключенных к сети, из которых в России насчитывается более трехсот тысяч (на начало 2001 г.).

К серверам Интернета могут подключаться с помощью локальных сетей или коммутируемых телефонных линий сотни миллионов пользователей сети.

4. Зарождение сети Интернет

Своим зарождением Интернет обязан Министерству обороны США и его секретному исследованию, проводимому в 1969 году с целью тестирования методов, позволяющих компьютерным сетям выжить во время военных действий с помощью динамической перемаршрутизации сообщений. Первой такой сетью была ARPAnet, объединившая три сети в Калифорнии с сетью в штате Юта по набору правил, названных Интернет-протоколом (Internet Protocol или, сокращенно, IP).

В 1972 был открыт доступ для университетов и исследовательских организаций, в результате чего сеть стала объединять 50 университетов и исследовательских организаций, имевших контракты с Министерством обороны США.

В 1973 сеть выросла до международных масштабов, объединив сети, находящиеся в Англии и Норвегии. Десятилетие спустя IP был расширен за счет набора коммуникационных протоколов, поддерживающих как локальные, так и глобальные сети. Так появился TCP/IP.

Вскоре после этого, National Science Foundation (NSF) открыла NSFnet с целью связать 5 суперкомпьютерных центров. Одновременно с внедрением протокола TCP/IP новая сеть вскоре заменила ARPAnet в качестве "хребта" (backbone) Интернета.

Толочком к развитию и популяризации интернета, а также к превращению его в среду для ведения бизнеса дало появление World Wide Web (Всемирная Паутина, WWW, 3W, вэ-вэ-вэ, три даблъю) - системы гипертекста (hypertext), которая сделала путешествие по сети Интернет быстрым и интуитивно понятным.

Идея связывания документов через гипертекст впервые была предложена и продвигалась Тедом Нельсоном (Ted Nelson) в 1960-е годы, однако уровень существующих в то время компьютерных технологий не позволял воплотить ее в жизнь.

Основы того, что мы сегодня понимаем под WWW, заложил в 1980-е годы Тим БернерсЛи (Tim Berners-Lee) в процессе работ по созданию системы гипертекста в Европейской лаборатории физики элементарных частиц (European Laboratary for Particle Physics, Европейский центр ядерных исследований).

В результате этих работ в 1990 научному сообществу был представлен первый текстовый браузер (browser), позволяющий просматривать связанные гиперссылками (hyperlinks) текстовые файлы on-line. Доступ к этому браузеру широкой публике был предоставлен в 1991, однако распространение его вне научных кругов шло медленно.

Новым историческим этапом в развитии Интернет обязан выходу первой Unix-версии графического браузера Mosaic в 1993 году, разработанного в 1992 Марком Андресеном (Marc Andreessen), студентом, стажировавшимся в Национальном центре суперкомпьютерных приложений (National Center for Supercomputing Applications, NCSA), США.

С 1994, после выхода версий браузера Mosaic для операционных систем Windows и Macintosh, а вскоре вслед за этим - браузеров Netscape Navigator и Microsoft Internet Explorer, берет начало взрывообразное распространение популярности WWW, и как следствие Интернета, среди широкой публики сначала в США, а затем и по всему миру.

В 1995 NSF передала ответственность за Интернет в частный сектор, и с этого времени Интернет существует в том виде, каким мы знаем его сегодня.

5. Возможности сети Интернет

Интернет является глобальной компьютерной сетью, которая охватывает весь мир и содержит огромный объем информации по любой тематике, доступной на коммерческой основе для всех желающих. В сети Интернет кроме получения информационных услуг можно произвести покупки и коммерческие сделки, оплатить счета, заказать билеты на различные виды транспорта, забронировать места в гостиницах и пр.

Любая локальная сеть представляет собой узел, или сайт. Юридическое лицо, обеспечивающее работу сайта, называют провайдером. Сайт включает в себя несколько компьютеров – серверов, применяемых для хранения информации определенного типа и в определенном формате. Каждому сайту и серверу на сайте присваиваются уникальные имена, с помощью которых они идентифицируются в сети Интернет (ссылки).

6. Семейство протоколов TCP/IP

Для того чтобы при обмене данными компьютеры, объединенные в сеть, действовали согласованно, разработан ряд стандартов и правил, называемых протоколами. Весь набор сетевых протоколов, на которых базируется Интернет называется TCP/IP (ти си пи / ай пи).

Название образовано из аббревиатур двух базовых протоколов — TCP, отвечающего за гарантированную транспортировку данных по каналам связи, и IP, содержащего правила адресации.

Протоколы, входящие в семейство TCP/IP разделяются на уровни.

Физический уровень описывает среду передачи данных (будь то кабель, оптоволокно или радиоканал), физические характеристики такой среды и принцип передачи данных (разделение каналов, модуляцию, амплитуду сигналов, частоту сигналов, способ синхронизации передачи, время ожидания ответа и максимальное расстояние).

Канальный уровень описывает, каким образом передаются пакеты данных через физический уровень, включая кодирование (т.е. специальные последовательности битов, определяющих начало и конец пакета данных). Примеры протоколов канального уровня — Ethernet, IEEE 802.11 Wireless Ethernet, SLIP, Token Ring, ATM и MPLS.

Сетевой уровень изначально разработан для передачи данных из одной сети (подсети) в другую.

Протоколы транспортного уровня могут решать проблему гарантированной доставки сообщений («дошло ли сообщение до адресата?»), а также гарантировать правильную последовательность прихода данных. Транспортные протоколы определяют, для какого именно приложения предназначены эти данные.

На прикладном уровне работает большинство сетевых приложений. Эти программы имеют свои собственные протоколы обмена информацией, например, HTTP для WWW, FTP (передача файлов), SMTP (электронная почта), SSH (безопасное соединение с удалённой машиной), DNS (преобразование символьных имён в IP-адреса) и многие другие.

IP-адрес (aй-пи адрес, сокращение от англ. Internet Protocol Address) — уникальный идентификатор (адрес) устройства (обычно компьютера), подключённого к локальной сети или интернету.

Чтобы компьютеры, объединенные в сеть, могли обмениваться сообщениями, каждый из них должен иметь уникальный адрес. IP-адрес представляет собой 32-битовое (по версии IPv4) или 128-битовое (по версии IPv6) двоичное число. Удобной формой записи IP-адреса (IPv4) является запись в виде четырёх десятичных чисел (от 0 до 255), разделённых точками, например, 192.168.0.1. (или 128.10.2.30 — традиционная десятичная форма представления адреса).

В точечно-десятичной нотации IP-адрес может выглядеть, например, так: 220.215.14.22. Каждая часть, разделенная точкой, представляет собой один байт, и, следовательно, максимальное десятичное число, которое может быть представлено одним байтом 255 (28=256, от 0 до 255).

IP-адреса представляют собой основной тип адресов, на основании которых сетевой уровень протокола IP передаёт пакеты между сетями. IP-адрес назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов.

IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. В случае изолированной сети её адрес может быть выбран администратором из специально зарезервированных для таких сетей блоков адресов (192.168.0.0/16, 172.16.0.0/12 или 10.0.0.0/8). Если же сеть должна работать как составная часть Интернета, то адрес сети выдаётся провайдером либо pегиональным интернетрегистратором (Regional Internet Registry, RIR). Существует пять RIR: ARIN, обслуживающий Северную Америку; APNIC, обслуживающий страны Юго-Восточной Азии; AfriNIC, обслуживающий страны Африки; LACNIC, обслуживающий страны Южной Америки и бассейна Карибского моря; и RIPE NCC, обслуживающий Европу, Центральную Азию, Ближний Восток.

Региональные регистраторы получают номера автономных систем и большие блоки адресов у ICANN (Корпорация по управлению доменными именами и IP-адресами), а затем выдают номера автономных систем и блоки адресов меньшего размера локальным интернет-регистраторам (Local Internet Registries, LIR), обычно являющихся крупными провайдерами.

Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Маршрутизатор по определению входит сразу в несколько сетей. Поэтому каждый порт маршрутизатора имеет собственный IP-адрес. Конечный узел также может входить в несколько IP-сетей. В этом случае компьютер должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом, IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.

Но, для человека такая система адресации сложна, так же как нам сложно помнить, набирать и диктовать одиннадцатизначные телефонные номера, поэтому в 1984 году Полом Мокапетрисом была разработана надстройка над IP-адресацией, называемая системой DNS (domain name system, система доменных имен).

Доменные имена системы DNS – синонимы IP-адреса так же, как имена в адресной книжке вашего телефона – синонимы телефонных номеров. Они символьные, а не числовые; они удобнее для запоминания и ориентации; они несут смысловую нагрузку.

Например: www.irnet.ru - таблицы DNS -193.232.70.36

Доменные имена также уникальны, т.е. нет в мире двух одинаковых доменных имен. Доменные имена, в отличие от IP-адресов необязательны, они приобретаются дополнительно.

7. World Wide Web – всемирная паутина

WWW (World Wide Web, англ. Всемирная паутина) – это служба поиска и просмотра гипертекстовых документов. Эти документы называются Web-страницы, а совокупность близких по смыслу или тематике и хранящихся вместе Web-страниц называется – Web-сайт.

Web-страницы могут включать в себя текст, рисунки, анимацию, звук, видео, а также активные элементы – небольшие программы, оживляющие страницу, делающие ее интерактивной.

Идея гипертекста проста: гипертекст – это текст, содержащий ссылку на другой документ, который может быть аналогичной Web-страницей.

Гипертекст представлен в виде гиперссылок, выделенных на странице обычно подчеркиванием, цветом, по которым достаточно щелкнуть мышью, и будет осуществлен переход к другой Web-странице или загружен нужный файл. Именно потому, что страницы с помощью гиперссылок переплетены между собой, эту службу называют «паутина».

Для того чтобы читать или просматривать Web-страницы нужна специальная программа. Такие программы называют средствами просмотра Web или просто браузерами или обозревателем Web. Сегодня существует множество программ-браузеров, созданных различными компаниями. Наибольшее распространение и признание получили такие браузеры, как Goggle Chrome, Safari, Opera, FireFox, Edge.

Пользуясь гипертекстовыми ссылками, можно бесконечно долго путешествовать в информационном пространстве Сети, переходя от одной Web-страницы к другой, но если учесть, что в мире созданы многие миллионы Web-страниц, то найти на них нужную информацию таким способом вряд ли удастся. На помощь приходят специальные поисковые системы (их еще называют поисковыми машинами). Самыми распространенными и часто используемыми поисковыми системами в мире являются Google, Yahoo, Яндекс.

WWW— это одна из служб Интернета, которая предлагает простой в использовании интерфейс и дает возможность пользователям, даже не слишком хорошо знающим компьютер, получать доступ к web-ресурсам в любой части Интернета. Эта служба занимает лидирующее место в Интернете.

8. Браузер

Веб-обозреватель, браузер (от англ. Web browser; вариант броузер — неправильно) — программное обеспечение для просмотра веб-сайтов, то есть для запроса веб-страниц (преимущественно из Сети), их обработки, вывода и перехода от одной страницы к другой.

Браузер - программа, установленная на компьютере пользователя и позволяющая просматривать документы в определённых форматах (html, xml и др.). Позволяет ввести в поле адреса URL сайта и, при наличии соединения с Интернетом, получить указанную страницу с веб-сервера.

Браузеры постоянно развивались со времени зарождения Всемирной паутины и с её ростом становились всё более востребованными программами. Ныне браузер — комплексное приложение для обработки и вывода разных составляющих веб-страницы и для предоставления интерфейса между веб-сайтом и его посетителем. Практически все популярные браузеры распространяются бесплатно или «в комплекте» с другими приложениями: Internet Explorer (неотъемлемая часть Microsoft Windows), Mozilla Firefox (бесплатно, свободное ПО), Safari (совместно с Mac OS или бесплатно для Windows), Opera (бесплатно, начиная с версии 8.50), Google Chrome (бесплатно, свободное ПО).

Часто начинающие пользователи путают два понятия - Интернет и WWW (или Web). Следует напомнить, что WWW (Всемирная паутина World Wide Web) — это лишь одна из многочисленных услуг (сервисов), предоставляемых пользователям Интернета.

Веб-сайт, или просто сайт (англ. website, от web — паутина, «веб» и site — «место») — это одна или совокупность веб-страниц, доступных в интернете через протоколы HTTP/HTTPS; совокупность всех общедоступных веб-сайтов есть Всемирная паутина. Страницы веб-сайта объединены общим корневым адресом, а также обычно темой, логической структурой, оформлением и/или авторством.

Первый в мире веб-сайт появился 6 августа 1991 года. http://info.cern.ch/ Его создатель Тим Бернерс-Ли (Tim Burners-Lee) опубликовал на нём описание новой технологии World Wide Web (WWW), основанной на протоколе передачи данных HTTP, системе адресации URI и языке гипертекстовой разметки HTML. Также на сайте были описаны принципы установки и работы веб-серверов и веб-браузеров. Сайт стал и первым в мире интернет-каталогом, так как позже Тим Бернерс-Ли разместил на нём список ссылок на другие сайты.

Все инструменты, необходимые для работы первого сайта Бернерс-Ли подготовил ещё раньше — в конце 1990 появились первый гипертекстовый веб-браузер WorldWideWeb с функционалом вебредактора, первый веб-сервер на базе NeXTcube и первые веб-страницы.

«Отец» веба считал, что гипертекст может служить основой для сетей обмена данными, и ему удалось претворить свою идею в жизнь. Ещё в 1980 году Тим Бернерс-Ли создал гипертекстовое ПО Enquire, использующее для хранения данных случайные ассоциации. Затем, работая в Европейском центре ядерных исследований в Женеве (CERN), он предложил коллегам публиковать гипертекстовые документы, связанные между собой гиперссылками. Бернерс-Ли продемонстрировал возможность гипертекстового доступа к внутренним поисковику и документам, а также новостным ресурсам интернета. В результате в мае 1991 г. в CERN был утверждён стандарт WWW.

Тим Бернерс-Ли является «отцом» основополагающих технологий веба — HTTP, URI/URL и HTML, хотя их теоретические основы были заложены ещё раньше. В настоящее время Тим Бернерс-Ли возглавляет основанный им Консорциум Всемирной паутины (World Wide Web Consortium), который занимается разработкой и внедрением стандартов интернета.

9. Электронная коммерция. Интернет-магазин. Системы платежей в Интернет

Электронная коммерция является ускорением большинства бизнес-процессов за счет их проведения электронным образом. В середине 1990-х гг. во всем мире начался активный рост интенсивности в области электронной торговли, появились многочисленные продавцы традиционных товаров.

На интернет-сервере располагается витрина электронного магазина, представляющая собой Web-сайт с активным содержанием. Ее основой является каталог товаров с ценами, содержащий полную информацию о каждом товаре.

Электронные витрины выполняют следующие функции:

• предоставление интерфейса к базе данных предлагаемых товаров;

• работа с электронной «корзиной» покупателя;

• оформление заказов и выбор метода оплаты и доставки;

• регистрация покупателей;

• on-line помощь покупателю;

• сбор маркетинговой информации;

• обеспечение безопасности личной информации покупателей;

• автоматическая передача информации в торговую систему.

Покупателю, выбравшему товар, необходимо заполнить специальную форму, включающую в себя способ оплаты и доставки товара. После оформления заказа вся собранная информация о покупателе передается из электронной витрины в торговую систему интернет-магазина. Наличие требуемого товара проверяется в торговой системе. Если товар отсутствует в данный момент, магазин направляет запрос поставщику, а покупателю сообщается время задержки.

После оплаты товара при его передаче покупателю необходимо подтверждение факта заказа, при этом чаще всего с помощью электронной почты или СМС. Если покупатель может оплатить товар через Интернет, используется платежная система.

10. Интернет-маркетинг. Интернет-реклама

Маркетинг – это система управления производственно-сбытовой деятельностью организации. Ее целью является получение приемлемой величины прибыли посредством учета и активного влияния на рыночные условия. При создании концепции маркетинга фирмы должны учитываться принципиальные отличия Интернет от традиционных средств массовой информации:

• потребитель в Интернет является активной составляющей коммуникационной системы. Применение сети Интернет позволяет осуществить взаимодействие поставщиков и потребителей. В данном случае потребители сами становятся поставщиками, в частности поставщиками информации о своих потребностях;

• уровень информированности потребителя о предмете, по которому он пытается найти информацию, намного выше, чем у человека, который смотрит рекламу того же товара по телевизору;

• имеется возможность обмена информацией непосредственно с каждым потребителем;

• заключение сделки достигается интерактивностью самой среды Интернет.

Преимущества интернет-маркетинга перед другими, более традиционными формами маркетинга, состоит в более низкой стоимости рекламной кампании. Это связано с тем, что в сети Интернет находится гораздо большая аудитория, чем у обычных средств массовой информации. Достоинствами интернет-маркетинга также являются возможность направления потока рекламы только на целевую аудиторию, оценка ее эффективности и оперативное изменение основных акцентов рекламной компании.

К недостаткам интернет-маркетинга относятся: неизвестность размеров рынка, пассивность потребителей и незнание потребителей.

Интернет-реклама применяется для информированности пользователей о Web-сайте какой-либо компании. Она может существовать в форме нескольких основных носителей.

Размещение рекламы фирмы в Интернете способствует достижению следующих целей:

1. создание благоприятного имиджа своей фирмы;

2. распространенный доступ к информации о своей фирме множеству миллионов пользователей сети Интернет;

3. сокращение затрат на рекламу;

4. реализация возможностей представления информации о товаре;

5. оперативное внесение изменений в прайс-лист, в информацию о компании или товарах, оперативное реагирование на рыночную ситуацию;

6. продажа своей продукции через сеть Интернет без открытия новых торговых точек.

Существует два метода определения эффективности интернет-рекламы:

1. изучение статистики сервера и числа обращений к рекламным страницам;

2. опрос потенциальной аудитории для выяснения степени ознакомленности с рекламируемой фирмой.

Эти методы могут использоваться в отдельности или применяться совместно для повышения объективности оценки.

Раздел 8. Таргетированная реклама

1. Что такое таргетированная реклама

Таргетированная реклама – это способ продвижения в интернете, который позволяет показывать объявления определенной целевой аудитории с заданными параметрами в социальных сетях, на сайтах или в приложениях. Простыми словами, слово таргет (от англ. target) означает цель. То есть таргетированная реклама – это реклама, которая направлена на определенный сегмент аудитории.

На основе общедоступной информации система собирает группу для показа рекламы с учетом заданных критериев. Например, можно показать объявления спортинвентаря и походного снаряжения мужчинам от 30 до 45 лет, которые ведут активный образ жизни. А пользователям, которые выбирали товары на вашем сайте, положили их в корзину, но так и не купили, можно напомнить о незавершенном заказе с помощью рекламы. Таргетинг помогает выбрать нужную аудиторию и показать ей релевантные предложения.

2. Цели и задачи таргетированной рекламы

Знание общих целей и задач таргетированной рекламы может помочь бизнесу решить, какую цель использовать для конкретной кампании. Таргетированная реклама позволяет достичь следующих целей: взаимодействие с брендом, покупка товаров/услуг, вовлечение в коммуникацию с брендом. Среди основных задач выделяют:

1. повышение узнаваемости бренда — таргетированные объявления можно транслировать пользователям с определенным набором характеристик, значимых для бренда;

2. увеличение частоты и качества взаимодействия с потребителями — с помощью таргетинга можно взаимодействовать с пользователями, которым уже знаком ваш бренд;

3. увеличение продаж и достижение маркетинговых KPI (ключевые показатели эффективности) — таргетинг используется для создания performance-кампаний;

4. прямой контакт с целевой аудиторией — таргетированная реклама транслируется конкретной аудитории, заинтересованной в продукте или услуге;

5. поиск и сравнение разных сегментов аудиторий — таргетинг позволяет создавать небольшие группы пользователей, чтобы сравнивать эффективность рекламы для каждой из них.

3. Как работает таргетированная реклама на примере VK

Чтобы разобраться, что значит таргетинг, нужно понять принцип работы инструмента с аудиторией. Когда пользователь регистрируется на одном из сервисов компании VK или в социальных сетях, он добровольно заполняет анкету и дает согласие на обезличенный сбор данных о себе для показа рекламы. Человек указывает пол, дату рождения, семейное положение, место жительства и учебы – на основе этого создается основной массив публичной информации о нем. Взаимодействуя с платформой, например, при подписке на группы, пользователь демонстрирует свои интересы. С его разрешения приложения также собирают данные о местоположении. Благодаря этому можно таргетировать объявления на жителей района или недавних посетителей определенной геолокации.

Контекстные объявления и блоки работают с уже сформированным спросом. Они будут показаны пользователям, которые делали поисковые запросы, связанные с товаром. Таргетирование позволяет не только работать с уже сформированным спросом, но и формировать его у аудитории, которая скорее всего заинтересуется предложенным товаром.

Есть специальные сервисы для запуска таргетинговой рекламы, которые позволяют настроить показ объявлений с учетом аудитории и выбрать формат.

4. Различия контекстной и таргетированной рекламы

Говоря о таргетированной рекламе, важно отметить ее отличия от контекстной, поскольку это поможет при выборе эффективной маркетинговой стратегии.

И контекстная, и таргетированная реклама основаны на технологиях искусственного интеллекта, которые позволяют показывать рекламу разным аудиториям в зависимости от рекламных целей: максимально широкой для получения охвата и наиболее релевантной, готовой совершить покупку или оформить заявку. Механизмы постоянно меняются и обучаются, чтобы обеспечить лучшие результаты для вашей рекламы. Ключевое различие этих видов рекламы заключается в том, как именно они достигают своей цели.

Таргетированная реклама основана на данных о покупателях и их поведении в интернете и позволяет размещать рекламу с учетом этой информации. Например, если пользователь старше 18 лет и проводит много времени на сайтах автопроизводителей, это позволяет предположить, что он заинтересован в покупке автомобиля. С помощью таргетированной рекламы вы можете показывать пользователю рекламу дилерского центра или конкретных моделей, когда он посещает страницы в интернете или проводит время в социальных сетях. Это позволяет привлечь внимание аудитории, подходящей под ваш портрет, и сформировать спрос.

Контекстная реклама фокусируется на содержании веб-страниц. Она максимально эффективна, если вы не имеете доступа к данным о потенциальной аудитории, и позволяет показывать объявления на страницах, наиболее соответствующих тематике вашего продукта, а также в результатах поиска по соответствующим ключевым фразам. Например, контекстную рекламу новой модели автомобиля можно разместить на сайтах, посвященных автомобильным обзорам, где уже находятся потенциально заинтересованные в продукте пользователи. Или же поместить сайт вашего дилерского центра в топе поисковой выдачи по запросу «купить машину». Контекстная реклама дает доступ к аудитории с уже сформированным спросом — пользователям поисковиков и сайтов, которые соответствуют определенным поисковым запросам.

Таким образом, главное отличие контекстной рекламы от таргетированной заключается в том, что таргетированные кампании показывают рекламу потенциальным клиентам на основе данных об их поведении, возрасте, демографии на различных ресурсах, включая соцсети, в то время как контекстные кампании позволяют показывать рекламу тем, кто вводит определенный поисковый запрос или находится на сайте, продвигаемом по этим ключевым словам.

5. Сочетание таргетированной и контекстной рекламы

Для достижения максимального эффекта в маркетинговой стратегии следует использовать комбинацию контекстной и таргетированной рекламы, чтобы обрабатывать готовый спрос и формировать новый. На платформах по продвижению эту задачу позволяет решить инструмент «контекстный таргетинг», сочетающий преимущества контекстной и таргетированной рекламы.

Контекстный таргетинг показывает объявления на страницах сайтов и социальных сетей, используя данные о поисковых запросах пользователей и входах в товарные карточки на проектах VK. Создавая кампанию с контекстным таргетингом, вы можете создать список ключевых фраз, на основе которых будет сформирована аудитория для таргетирования. Таким образом таргетированная реклама дает возможность работать как со сформированным спросом, так и с несформированным, повышая вероятность конверсии для вашей рекламы.

6. Особенности таргетированной рекламы

Каждый маркетинговый инструмент обладает своими особенностями. Зная минусы и плюсы, можно эффективнее управлять и оптимизировать рекламные кампании.

Главные преимущества таргетированной рекламы:

1. Показы только ЦА (целевая аудитория). Большое количество параметров для настройки (пол, возраст, социально-демографические характеристики, геолокация) позволяет собрать точный портрет потенциального клиента. Вы получаете доступ к заинтересованной аудитории, которая с высокой вероятностью отреагирует на предложение.

2. Персонализация объявлений. Сегментация позволяет сделать рекламу более эффективной. Формат включает в себя изображение или видео, заголовок и описание: для каждой группы можно создать релевантный креатив с прямым обращением к проблеме пользователя. Это позволяет выделить рекламу на фоне остального контента.

3. Легкая проверка гипотез и быстрая оптимизация. Тестирование – залог успеха рекламы. Статистика объявления моментально транслируется в кабинет, поэтому можно отслеживать, какие предложения или аудитории работают лучше. Для повышения результативности можно моментально вносить изменения в настройки кампании, оптимизируя показы и расход бюджета.

4. Простой способ получить клиентов. Продвигаться можно, даже если у вас нет групп в социальных сетях и больших бюджетов. С помощью инструментов можно выявить целевую аудиторию конкурентов, подписчиков сообществ или пользователей с определенными интересами. Так вы быстро найдете свою ЦА и сможете легко продавать им свои продукты.

Таргетированная реклама подходит для продвижения любого бизнеса: с ее помощью можно продвигать массовые продукты и b2b-сервисы.

B2B (business-to-business) — торговые отношения между юридическими лицами; нацеленность бизнеса производить товары и услуги для другого бизнеса, а не для рядового покупателя.

7. Ограничения

Несмотря на множество преимуществ, у таргетинговых объявлений есть ряд ограничений, которые важно учитывать при настройке.

Одно из них – необходимость формировать спрос. Это связано с тем, что люди заходят в социальные сети, чтобы общаться и развлекаться, а не за покупками. Несмотря на это, пользователям удобно оформлять заказы и контактировать с брендами, не выходя за пределы Одноклассников или ВКонтакте. С помощью ярких креативов и релевантных предложений можно замотивировать даже «холодную» аудиторию.

Важно учитывать, что у каждой площадки свои правила модерации: половина из них – следствие законодательства, а другая часть вытекает из политики компании. Проверка объявлений перед запуском помогает оградить посетителей от некачественных или запрещенных товаров, тем самым, вызывая больше доверия к остальной рекламе.

Последняя особенность, с которой можно столкнуться в таргетированной рекламе – выгорание аудитории. Оно происходит из-за того, что количество пользователей площадки ограничено. Когда объявление показывается большей части выбранной ЦА, статистика начинает ухудшаться. Если показатели объявления падают, нужно поменять креатив, чтобы привлечь внимание клиентов, или нацелится на другой сегмент.

Тем не менее таргетированная реклама остается одним из наиболее эффективных каналов привлечения. Если вы хотите повысить продажи и узнаваемость бренда, без этого инструмента не обойтись.

8. Виды таргетинга

Аудитория настраивается по разным параметрам. К ним относятся:

1. Демографические метрики: пол и возраст. Их важно учитывать, чтобы объявления не показывались людям, которые не заинтересованы в покупке.

2. Геотаргетинг. С помощью инструмента можно выбрать аудиторию, которая часто посещает определенную геолокацию или недавно там была. К примеру, если вы продвигаете физическую точку продаж, важно подбирать потенциальных клиентов, которым удобно до нее добраться.

3. Поведенческие и социальные характеристики: уровень зарплаты, образование, семейное положение и т.д. Они помогают учитывать действия пользователей.

4. Интересы, которые собираются рекламной системой, исходя из действий пользователей. Допустим, вам необходимо продать запчасти для автомобилей. С помощью этих настроек вы можете выбрать людей, которые интересуются определенной маркой, и персонализировать объявления.

5. Контекстный таргетинг. Инструмент позволяет продвигаться по поисковым запросам. Например, если пользователь недавно искал холодильники, вы можете показать ему рекламу этого товара.

6. Внешние сегменты. Этот вид таргетинга предполагает использование данных DMP-платформ (платформа управления открытыми данными). С их помощью можно увеличить охваты или выявить труднодоступную аудиторию.

7. Ремаркетинг. С помощью этой технологии можно показывать рекламу аудитории, которая ранее взаимодействовала с вашей компанией (через сайт, приложение, торговую точку). Например, для стимулирования повторных продаж вы можете загрузить списки пользователей (номера телефона или e-mail ваших клиентов) и запустить на них показ объявлений. Для персонификации рекламы используйте динамический ремаркетинг: добавьте товарный ассортимент — и пользователь увидит именно те товары, которые он смотрел.

Для повышения эффективности все эти факторы лучше комбинировать. Если взять пример кофейни, то поведенческая характеристика потребления кофе в совокупности с уточнением локации дадут лучший результат, чем по отдельности.

9. Оплата

Стоимость рекламы определяется с помощью аукциона. Закупка рекламы – индивидуальный процесс, который зависит от конкуренции за внимание определенной аудитории. Чем выше ставки вы установите, тем больше шансов, что именно ваше объявление будет показываться пользователям. По этому принципу работает таргет ВКонтакте и в Одноклассниках.

На цены влияет не только конкуренция, но и выбранные настройки аудитории. Например, премиальные сегменты обходятся дороже. Оптимизировать бюджет помогает уточнение портрета потенциального клиента. Чем точнее настройки, тем выше кликабельность креативов и тем лучше будут результаты кампании.

Таргетированная реклама оплачивается за показы, клики, установки приложения или досмотры видео. Вы сами определяете бюджет с учетом лимитов системы.

Раздел 10. Основы защиты информации

1. Защита информации как закономерность развития компьютерных систем

Защита информации – это применение различных средств и методов, использование мер и осуществление мероприятий для того, чтобы обеспечить систему надежности передаваемой, хранимой и обрабатываемой информации.

Защита информации включает в себя:

• обеспечение физической целостности информации, исключение искажений или уничтожения элементов информации;

• недопущение подмены элементов информации при сохранении ее целостности;

• отказ в несанкционированном доступе к информации лицам или процессам, которые не имеют на это соответствующих полномочий;

• приобретение уверенности в том, что передаваемые владельцем информационные ресурсы будут применяться только в соответствии с обговоренными сторонами условиями.

Процессы по нарушению надежности информации подразделяют на случайные и злоумышленные (преднамеренные). Источниками случайных разрушительных процессов являются непреднамеренные, ошибочные действия людей, технические сбои, природные катаклизмы. Злоумышленные нарушения появляются в результате умышленных действий людей.

Проблема защиты информации в системах электронной обработки данных возникла практически одновременно с их созданием. Ее вызвали конкретные факты злоумышленных действий над информацией.

Важность проблемы по предоставлению надежности информации подтверждается затратами на защитные мероприятия. Для обеспечения надежной системы защиты необходимы значительные материальные и финансовые затраты. Перед построением системы защиты должна быть разработана оптимизационная модель, позволяющая достичь максимального результата при заданном или минимальном расходовании ресурсов. Расчет затрат, которые необходимы для предоставления требуемого уровня защищенности информации, следует начинать с выяснения нескольких фактов: полного перечня угроз информации, потенциальной опасности для информации каждой из угроз, размера затрат, необходимых для нейтрализации каждой из угроз.

Если в первые десятилетия активного использования ПК основную опасность представляли хакеры, подключившиеся к компьютерам в основном через телефонную сеть, то в последнее десятилетие нарушение надежности информации прогрессирует через программы, компьютерные вирусы, глобальную сеть Интернет.

Имеется достаточно много способов несанкционированного доступа к информации, в том числе:

• просмотр;

• копирование и подмена данных;

• ввод ложных программ и сообщений в результате подключения к каналам связи;

• чтение остатков информации на ее носителях;

• прием сигналов электромагнитного излучения и волнового характера;

• использование специальных программ.

Для борьбы со всеми этими способами несанкционированного доступа необходимо разрабатывать, создавать и внедрять многоступенчатую непрерывную и управляемую архитектуру безопасности информации.

Возможна ситуация, когда вид и уровень взаимодействия имеющихся факторов существенно зависят от влияния других, явно или скрыто усиливающих такие воздействия. В этом случае следует применять как независимые с точки зрения эффективности защиты средства, так и взаимозависимые. Для того чтобы обеспечить достаточно высокий уровень безопасности данных, надо найти компромисс между стоимостью защитных мероприятий, неудобствами при использовании мер защиты и важностью защищаемой информации. На основе детального анализа многочисленных взаимодействующих факторов можно найти разумное и эффективное решение о сбалансированности мер защиты от конкретных источников опасности.

2. Объекты и элементы защиты в компьютерных системах обработки данных

Объект защиты – это такой компонент системы, в котором находится защищаемая информация. Элементом защиты является совокупность данных, которая может содержать необходимые защите сведения.

При деятельности компьютерных систем могут возникать:

• отказы и сбои аппаратуры;

• системные и системотехнические ошибки;

• программные ошибки;

• ошибки человека при работе с компьютером.

Несанкционированный доступ к информации возможен во время технического обслуживания компьютеров в процессе прочтения информации на машинных и других носителях. Незаконное ознакомление с информацией разделяется на пассивное и активное. При пассивном ознакомлении с информацией не происходит нарушения информационных ресурсов, и нарушитель может лишь раскрывать содержание сообщений. В случае активного несанкционированного ознакомления с информацией есть возможность выборочно изменить, уничтожить порядок сообщений, перенаправить сообщения, задержать и создать поддельные сообщения.

Для обеспечения безопасности проводятся разные мероприятия, которые объединены понятием «система защиты информации».

Система защиты информации – это совокупность организационных (административных) и технологических мер, программно-технических средств, правовых и морально-этических норм, которые применяются для предотвращения угрозы нарушителей с целью сведения до минимума возможного ущерба пользователям и владельцам системы.

Организационно-административными средствами защиты называется регламентация доступа к информационным и вычислительным ресурсам, а также функциональным процессам систем обработки данных. Эти средства защиты применяются для затруднения или исключения возможности реализации угроз безопасности. Наиболее типичными организационно-административными средствами являются:

• допуск к обработке и передаче охраняемой информации только проверенных должностных лиц;

• хранение носителей информации, которые представляют определенную тайну, а также регистрационных журналов в сейфах, недоступных для посторонних лиц;

• учет применения и уничтожения документов (носителей) с охраняемой информацией;

• разделение доступа к информационным и вычислительным ресурсам должностных лиц в соответствии с их функциональными обязанностями.

Технические средства защиты применяются для создания некоторой физически замкнутой среды вокруг объекта и элементов защиты.

При этом используются такие мероприятия, как:

• ограничение электромагнитного излучения через экранирование помещений, в которых осуществляется обработка информации;

• реализация электропитания оборудования, отрабатывающего ценную информацию, от автономного источника питания или общей электросети через специальные сетевые фильтры.

Программные средства и методы защиты являются более активными, чем другие применяемые для защиты информации в ПК и компьютерных сетях. Они реализуют такие функции защиты, как разграничение и контроль доступа к ресурсам; регистрация и изучение протекающих процессов; предотвращение возможных разрушительных воздействий на ресурсы; криптографическая защита информации.

Под технологическими средствами защиты информации понимаются ряд мероприятий, органично встраиваемых в технологические процессы преобразования данных. В них также входят:

• создание архивных копий носителей;

• ручное или автоматическое сохранение обрабатываемых файлов во внешней памяти компьютера;

• автоматическая регистрация доступа пользователей к различным ресурсам;

• выработка специальных инструкций по выполнению всех технологических процедур и др.

Правовые и морально-этические меры и средства защиты включают в себя действующие в стране законы, нормативные акты, регламентирующие правила, нормы поведения, соблюдение которых способствует защите информации.

3. Средства опознания и разграничения доступа к информации

Идентификацией называется присвоение тому или иному объекту или субъекту уникального имени или образа. Аутентификация – это установление подлинности объекта или субъекта, т. е. проверка, является ли объект (субъект) тем, за кого он себя выдает.

Конечная цель процедур идентификации и аутентификации объекта (субъекта) заключается в допуске его к информации ограниченного пользования в случае положительной проверки либо отказе в допуске при отрицательном результате проверки.

Объекты идентификации и аутентификации включают в себя: людей (пользователей, операторов); технические средства (мониторы, рабочие станции, абонентские пункты); документы (ручные, распечатки); магнитные носители информации; информацию на экране монитора.

К наиболее распространенным методам аутентификации относятся присвоение лицу или другому имени пароля и хранение его значения в вычислительной системе. Паролем называется совокупность символов, которая определяет объект (субъект).

Пароль как средство обеспечения безопасности способен использоваться для идентификации и установления подлинности терминала, с которого входит в систему пользователь, а также для обратного установления подлинности компьютера по отношению к пользователю.

С учетом важности пароля как средства повышения безопасности информации от несанкционированного использования необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:

• не хранить пароли в вычислительной системе в незашифрованном месте;

• не печатать и не отображать пароли в открытом виде на терминале пользователя;

• не применять в качестве пароля свое имя или имена родственников, а также личную информацию (дата рождения, номер домашнего или служебного телефона, название улицы);

• не применять реальные слова из энциклопедии или толкового словаря;

• использовать длинные пароли;

• применять смесь символов верхнего и нижнего регистров клавиатуры;

• применять комбинации из двух простых слов, соединенных специальными символами (например, +, =,

• использовать несуществующие новые слова (абсурдные или даже бредового содержания);

• как можно чаще менять пароль.

Для идентификации пользователей могут использоваться сложные в плане технической реализации системы, которые обеспечивают установление подлинности пользователя на основе анализа его индивидуальных параметров: отпечатков пальцев, рисунка линий руки, радужной оболочки глаз, тембра голоса. Наиболее широкое применение имеют физические методы идентификации, которые используют носители кодов паролей. Такими носителями могут быть пропуск в контрольно-пропускных системах; пластиковые карты с именем владельца, его кодом, подписью; пластиковые карточки с магнитной полосой, которая считывается специальным считывающим устройством; пластиковые карты, содержащие встроенную микросхему; карты оптической памяти.

4. Компьютерные вирусы

Компьютерный вирус – это специально написанная программа, способная самопроизвольно присоединяться к другим программам (заражать их), создавать свои копии и внедрять их в файлы, системные области компьютера и другие объединенные с ним компьютеры в целях нарушения нормальной работы программ, порчи файлов и каталогов, а также создания разных помех при работе на компьютере.

Появление вирусов в компьютере определяется по следующим наблюдаемым признакам:

• уменьшение производительности работы компьютера;

• невозможность и замедление загрузки ОС;

• повышение числа файлов на диске;

• замена размеров файлов;

• периодическое появление на экране монитора неуместных сообщений;

• уменьшение объема свободной ОП (оперативной памяти);

• резкое возрастание времени доступа к жесткому диску;

• разрушение файловой структуры.

Основными путями заражения компьютеров вирусами обычно служат съемные носители информации и компьютерные сети.

По тому, какой вид среды обитания имеют вирусы, их классифицируют на загрузочные, файловые, системные, сетевые и файлово-загрузочные (многофункциональные).

Загрузочные вирусы внедряются в загрузочный сектор диска или в сектор, который содержит программу загрузки системного диска.

Файловые вирусы помещаются в основном в исполняемых файлах с расширением .СОМ и .ЕХЕ.

Системные вирусы внедряются в системные модули и драйверы периферийных устройств.

Сетевые вирусы находятся в компьютерных сетях, а файлово-загрузочные – заражают загрузочные секторы дисков и файлы прикладных программ.

По степени воздействия на ресурсы компьютерных систем и сетей, или по деструктивным возможностям, выделяют безвредные, неопасные, опасные и разрушительные вирусы.

Безвредные вирусы не оказывают патологического влияния на работу компьютера. Неопасные вирусы не разрушают файлы, однако уменьшают свободную дисковую память, выводят на экран графические эффекты. Опасные вирусы часто вызывают значительные нарушения в работе компьютера. Разрушительные вирусы могут привести к стиранию информации, полному или частичному нарушению работы прикладных программ. Важно иметь в виду, что любой файл, способный к загрузке и выполнению кода программы, является потенциальным местом, где может помещаться вирус.

5. Антивирусные программы

Широкое распространение компьютерных вирусов привело к разработке антивирусных программ, которые позволяют обнаруживать и уничтожать вирусы, «лечить» пораженные ресурсы.

Основой работы большинства антивирусных программ является принцип поиска сигнатуры вирусов. Вирусной сигнатурой называют некоторую уникальную характеристику вирусной программы, выдающую присутствие вируса в компьютерной системе. Чаще всего в антивирусные программы включается периодически обновляемая база данных сигнатур вирусов. Антивирусная программа изучает и анализирует компьютерную систему, а также проводит сравнение, отыскивая соответствие с сигнатурами в базе данных. Если программа находит соответствие, она старается вычистить обнаруженный вирус.

По способу работы антивирусные программы можно разделить на фильтры, ревизоры, доктора, детекторы и др.

Программы-фильтры – это «сторожа», которые постоянно находятся в ОП. Они являются резидентными и перехватывают все запросы к ОС на выполнение подозрительных действий, т. е. операций, которые используют вирусы для своего размножения и порчи информационных и программных ресурсов в компьютере, в том числе для переформатирования жесткого диска.

При каждом запросе на подобное действие на экран компьютера поступает сообщение о том, какое действие затребовано, и какая программа будет его выполнять. В этом случае пользователь должен либо разрешить, либо запретить его исполнение. Постоянное нахождение программ-«сторожей» в ОП существенно уменьшает ее объем, что является основным недостатком этих программ. К тому же программы-фильтры не способны «лечить» файлы или диски.

Программы-ревизоры являются надежным средством защиты от вирусов. Они запоминают исходное состояние программ, каталогов и системных областей диска при условии, что компьютер еще не был заражен вирусом. Впоследствии программа периодически сравнивает текущее состояние с исходным. При обнаружении несоответствий (по длине файла, дате модификации, коду циклического контроля файла) сообщение об этом появляется на экране компьютера.

Программа-доктор способна не только обнаруживать, но и «лечить» зараженные программы или диски. При этом она уничтожает зараженные программы тела вируса.

Программы-детекторы способны обнаруживать файлы, зараженные одним или несколькими известными разработчикам программ вирусами.

6. Безопасность данных в интерактивной среде

Интерактивные среды уязвимы с позиций безопасности данных. Примером интерактивных сред является любая из систем с коммуникационными возможностями, например электронная почта, компьютерные сети, Интернет.

Электронная почта представляет собой любой вид связи, используемый компьютерами. К наиболее незащищенным местам в электронной почте относятся пункт исходящей почты отправителя и почтовый ящик получателя. Каждый из программных пакетов электронной почты позволяет архивировать входящие и исходящие сообщения по любому другому адресу, что может привести к злоупотреблению злоумышленниками.

Электронная почта при обеспечении пересылки сообщений способна принести значительный вред получателю сообщений. Для предотвращения нежелательных последствий следует использовать и другие приемы безопасности, в том числе:

• нельзя сразу запускать программы, полученные по электронной почте, особенно вложения. Необходимо сохранить файл на диске, проверить его антивирусной программой и только затем запускать;

• запрещается сообщать свой пароль и личные данные, даже если отправитель предлагает адресату нечто очень заманчивое;

• при открытии полученных файлов МС Office (в Word, Excel) следует по возможности не использовать макросы;

• важно стараться применять проверенные, а также более новые версии почтовых программ.

Раздел 11. Основы работы с прикладными программами общего назначения

1. Определение прикладных программ

Прикладной называется любая конкретная программа, которая способствует решению определенной задачи в пределах данной проблемной области. Например, если на компьютер возлагается задача контроля за финансовой деятельностью какой-либо фирмы, прикладной для данного случая будет программа подготовки платежных ведомостей. Некоторые прикладные программы носят общий характер, т. е. обеспечивают составление и печать документов и т. п.

В отличие от прикладных программ ОС или инструментальное программное обеспечение не вносят непосредственного вклада в удовлетворение конечных потребностей пользователя.

Прикладные программы можно применять либо автономно, т. е. решать поставленную задачу без помощи других программ, либо в системе программных комплексов или пакетов.

2. Текстовые редакторы

Текстовый редактор – это программное средство, служащее для подготовки текстовых документов.

При выполнении на компьютере различных деловых документов необходимо использовать текстовые редакторы, занимающие промежуточное положение между простейшими редакторами и издательскими системами.

Набор текста в текстовом редакторе должен учитывать следующее:

• указатели мыши и курсора не совпадают. Обычно указатель мыши напоминает стрелку. Когда указатель перемещается по части экрана, предназначенной для заполнения текстом, вид указателя меняется;

• указатель курсора всегда располагается в текстовом поле документа, он представляет собой мигающую вертикальную черту;

• маркером конца текста служит толстая горизонтальная линия в конце набранного текста.

При подготовке текста в текстовом редакторе после набора текста следует выполнить его редактирование. Редактированием называется задание размеров листа, выделение заголовков, определение красной строки в абзацах, вставка рисунков, объектов и др.

Вызвать различные функции редактора можно с помощью мыши или специальных комбинаций клавиш. Работу с помощью мыши считают наиболее естественной, однако применение некоторых комбинаций «горячих клавиш» существенно ускоряет работу.

Для управления редактором используют главное меню. Дополнительным средством управления текстовым редактором служат панели: стандартная панель инструментов, панели инструментов редактирования и форматирования и др.

С целью ускорения работы на эти панели выносятся кнопки, которые дублируют различные действия, выполняемые в текстовом редакторе с помощью опций главного меню. При вызове каждого пункта меню на экране дисплея появляется подменю, которое уточняет действия редактора. Данные действия можно выполнить, выбрав данный пункт меню.

Для установки необходимого шрифта выполняют последовательность действий Формат/ Шрифт, приводящую к появлению окна, в котором следует выбрать тип шрифта и размер букв. Правильный выбор типа шрифта и его размера отражается на характере текста и зависит от опыта работы с редактором.

Шрифт является совокупностью букв, цифр, специальных знаков, которые оформлены в соответствии с едиными требованиями. Рисунок шрифта называется гарнитурой. Шрифты отличаются начертанием, а размер шрифта называется кеглем.

Для того чтобы произвести в определенном фрагменте текста какие-либо операции, необходимо сначала отметить или выделить этот фрагмент. После этого производится изменение необходимых параметров.

Основа редактирования текста заключается в редактировании заголовков и абзацев. Для этого выбирают опции Формат/Абзац, а после появления на экране окна – необходимое действие.

При задании расстояния между строками в абзаце необходимо воспользоваться окном Межстрочный, где устанавливается одинарный, полуторный, двойной или иной интервал.

Для выделения абзаца применяется красная строка; размер перемещения курсора при табуляции можно задавать с помощью линейки, которая находится под панелями управления. Чтобы линейка появилась на экране, необходимо активизировать ее в пункте меню Вид. Когда линейка активизирована, следует установить курсор в соответствующее место и нажать левую клавишу мыши. После этого появляется специальный знак, который определяет место перехода курсора при нажатии клавиши табуляции.

3. Табличные процессоры

Табличным процессором называется комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для обработки электронных таблиц.

Электронной таблицей называется компьютерный эквивалент обычной таблицы, состоящей из строк и граф, на пересечении которых расположены клетки, содержащие числовую информацию, формулы или текст. Значение в числовой клетке таблицы или записывается, или рассчитывается по соответствующей формуле. В формулах могут присутствовать обращения к другим клеткам.

При любом изменении значения в клетке таблицы, осуществлении записи в нее нового значения с клавиатуры пересчитываются также значения во всех тех клетках, в которых стоят величины, зависящие от данной клетки.

Графы и строки могут иметь собственные наименования.

Табличные процессоры являются удобным средством для проведения бухгалтерских и статистических расчетов. Каждый пакет включает в себя сотни встроенных математических функций и алгоритмов статистической обработки данных. При этом существуют мощные средства для связи таблиц между собой, создания и редактирования электронных баз данных.

С помощью специфических средств можно автоматически получать и распечатывать настраиваемые отчеты и использовать десятки различных типов таблиц, графиков, диаграмм, снабжать их комментариями и графическими иллюстрациями.

Табличные процессоры обладают встроенной справочной системой, предоставляющей пользователю информацию по каждой из конкретных команд меню и другие справочные данные. С помощью многомерных таблиц можно быстро делать выборки в базе данных по любому критерию.

Самым популярным табличным процессором являются Microsoft Excel (Эксель).

В Microsoft Excel многие рутинные операции являются автоматизированными, специальные шаблоны позволяют создавать отчеты, импортировать данные и многое другое.

4. Графические редакторы

Графический редактор представляет собой программу, предназначенную для автоматизации процессов построения на экране компьютера графических изображений. С ее помощью можно рисовать линии, кривые, раскрашивать области экрана, создавать надписи различными шрифтами и т. д. Самые распространенные редакторы позволяют обрабатывать изображения, которые были получены с помощью сканеров, а также выводить картинки в таком виде, чтобы их можно было включить в документ, подготовленный с помощью текстового редактора.

Многие редакторы способны получать изображения трехмерных объектов, их сечений, разворотов, каркасных моделей и т. п.

Векторные графические редакторы

Векторные графические изображения являются оптимальным средством для хранения высокоточных графических объектов (чертежи, схемы и т. д.), для которых имеет значение наличие четких и ясных контуров. С векторной графикой вы сталкиваетесь, когда работаете с системами компьютерного черчения и автоматизированного проектирования, с программами обработки трехмерной графики. Все компоненты векторного изображения описываются математически, а значит - абсолютно точно. Векторные изображения, как правило, строятся вручную, однако в некоторых случаях они могут быть также получены из растровых с помощью программ трассировки. Векторные изображения не в состоянии обеспечить близкую к оригиналу реалистичность, но достоинством векторной графики является то, что файлы, хранящие векторные графические изображения, имеют сравнительно небольшой объем. Важно также, что векторные графические изображения могут быть увеличены или уменьшены без потери качества.

Растровые графические редакторы

Растровые графические редакторы являются наилучшим средством обработки фотографий и рисунков, поскольку растровые изображения обеспечивают высокую точность передачи градаций цветов и полутонов. Способ представления растровых изображений совершенно отличен от векторных. Растровые изображения состоят из отдельных точек, называемых растром. Такое представление изображений существует не только в цифровом виде. Растровые изображения обеспечивают максимальную реалистичность, поскольку в цифровую форму переводится каждый мельчайший фрагмент оригинала. Такие изображения сохраняются в файлах гораздо большего объёма, чем векторные, поскольку в них запоминается информация о каждом пикселе изображения. Таким образом, качество растровых изображений зависит от их размера (числа пикселей по горизонтали и вертикали) и количества цветов, которые могут принимать пиксели. Как следствие того, что они состоят из пикселей фиксированного размера, свободное масштабирование без потери качества к ним не применимо. Эта особенность, а также сама структура растровых изображений несколько затрудняет их редактирование и обработку.

Но кроме создания изображений графические редакторы позволяют хранить полученные изображения. Для этого существуют файлы, которые различны для векторных и растровых графических редакторов.

Среда графического редактора

Пользовательский интерфейс большинства графических редакторов организуется следующим образом. С левой стороны экрана располагается набор пиктограмм (условных рисунков) с изображением инструментов, которыми можно пользоваться в процессе редактирования изображений. В нижней части экрана - палитра, из которой художник выбирает краски требуемого цвета. Оставшаяся часть экрана представляет собой пустой холст (рабочее поле). Над рабочим полем находится меню, позволяющее изменять режимы работы ГР. На левом краю палитры выводится квадрат, окрашенный в фоновый цвет. В нем помещаются еще два квадрата, верхний из которых окрашен в первый рабочий цвет, а нижний - во второй рабочий цвет. В левом нижнем углу экрана выводится калибровочная шкала, которая позволяет устанавливать ширину рабочего инструмента (кисти, резинки и т. д.).

Графические редакторы имеют набор инструментов для создания или рисования простейших графических объектов: прямой линии, кривой, прямоугольника, эллипса, многоугольника и т. д. После выбора объекта на панели инструментов его можно нарисовать в любом месте окна редактора.

Некоторые из графических редакторов:

1. Графический редактор Paint — простой однооконный графический редактор, который позволяет создавать и редактировать достаточно сложные рисунки. Окно графического редактора Paint имеет стандартный вид.

2. Photoshop фирмы Adobe многооконный графический редактор позволяет создавать и редактировать сложные рисунки, а также обрабатывать графические изображения (фотографии). Содержит множество фильтров для обработки фотографий (изменение яркости, контрастности и т.д.).

3. Программа Microsoft Draw — входящая в комплект MS Office. Эта программа служит для создания различных рисунков, схем. Обычно вызывается из MS Word.

4. Adobe Illustrator, Corel Draw — программы используются в издательском деле, позволяет создавать сложные векторные изображения.

Изображения в графических редакторах хранятся по-разному.

5. Демонстрационные материалы

В настоящее время существуют прикладные программы для подготовки выступлений или создания презентаций (демонстрационных материалов) с использованием компьютерных слайдов. К таким приложениям относится Mіcrosoft PowerPoint, входящее в комплект Mіcrosoft Office.

Каждая страница презентации называется слайдом. Презентация состоит из множества слайдов, которые хранятся в одном файле. Расширение файла ".ppt". Презентации можно представлять в электронном виде, распечатывать в виде раздаточного материала (копии всех слайдов) или распространять через интернет.

Основными элементами презентации являются слайды. С помощью редактора PowerPoint можно создавать слайды, в которых текст сочетается с таблицами, диаграммами, графическими объектами, картинками, рисунками, фотографиями, фильмами и звуком, видео клипами.

Каждый слайд презентации обладает свойствами, которые влияют на его отображение во время демонстрации:

• размер слайда;

• разметка слайда (расположение заголовков, текста и объектов на слайде);

• шаблон оформления (дизайн слайда);

• эффект перехода от слайда к слайду.

Презентацию можно создать несколькими способами:

1. Новая презентация (без разметки или на базе: макетов текста, макетов содержимого или макетов текста и содержимого).

2. Из шаблона оформления.

3. Из мастера автосодержания (на базе шаблонов презентации).

4. Из имеющейся на компьютере презентации.

Способы вывода презентации (стили презентации):

1. Презентации на экране (для показа презентации используется компьютер или компьютер и мультимедийный проектор).

2. WEB-страницы для размещения презентации на сайте.

3. Черно-белых прозрачек (для черно-белых иллюстраций к презентации).

4. Цветных прозрачек (для цветных иллюстраций к презентации).

Раздел 12. Базы данных

Базы данных представляют собой информационные модели, содержащие данные об объектах и их свойствах. Базы данных хранят информацию о группах объектов с одинаковым набором свойств.

Информация в базах данных хранится в упорядоченном виде.

База данных — совокупность данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными, независимо от прикладных программ.

1. Системы управления базами данных (СУБД)

Развитие информационных технологий привело к созданию компьютерных баз данных. Создание баз данных, а также операции поиска и сортировки данных выполняются системами управления базами данных.

Программное обеспечение, предназначенное для работы с базами данных, называется системой управления базами данных (СУБД).

В зависимости от структуры создаваемых баз данных различают иерархические, сетевые и реляционные СУБД. Наибольшее распространение на персональных компьютерах получили реляционные СУБД.

Окно базы данных – один из главных элементов интерфейса СУБД. Здесь систематизированы все объекты базы данных: таблицы, запросы, формы, отчеты.

Основные действия, которые пользователь может выполнять с помощь. СУБД:

• создание структуры БД;

• заполнение БД информацией;

• изменение (редактирование) структуры и содержания БД;

• поиск информации в БД;

• сортировка данных;

• защита БД;

• проверка целостности БД.

Часто для работы с БД используются не СУБД, а созданные с их помощью информационные системы, которые обеспечивают работу с информацией, регламентируя доступ к структуре БД.

2. Основные объекты базы данных

Базу данных, хранящую данные о группе объектов с одинаковыми свойствами, удобно представлять в виде двумерной таблицы: в каждой ее строке последовательно размещаются значения свойств одного из объектов; каждое значение свойства – в своем столбце, озаглавленном именем свойства.

Поле базы данных – это столбец таблицы, содержащий значения определенного свойства.

Строки таблицы являются записями об объекте; эти записи разбиты на поля столбцами таблицы, поэтому каждая запись представляет набор значений, содержащихся в полях.

Запись базы данных – это строка таблицы, содержащая набор значений свойств, размещений в полях базы данных.

Каждая таблица должна содержать, по крайней мере, одно ключевое поле, содержимое которого уникально для каждой записи в этой таблице. Ключевое поле позволяет однозначно идентифицировать запись в таблице.

Ключевое поле – это поле, значения которого однозначно определяют запись в таблице.

В качестве ключевого поля чаще всего используют поле, содержащее тип данных счетчик (порядковый номер). Однако иногда удобнее в качестве ключевого поля таблицы использовать другие поля, код объекта, например инвентарный номер и т.п.

Тип поля. Тип поля определяется типом данных, которые оно содержит.

Поля могут содержать данные следующих основных типов:

• Счетчик. Содержит последовательность целых чисел, которые задаются автоматически при вводе записей. Эти числа не могут быть изменены пользователем.

• Текстовый. Содержит символы различных типов.

• Числовой. Содержит числа различных типов.

• Дата/Время. Содержит даты или время.

• Картинка. Содержит изображения.

• Логический. Содержит значения Истина (Да) или Ложь (Нет).

Каждый тип поля имеет свой набор свойств. Наиболее важными свойствами полей являются:

1. Размер поля. Определяет максимальную длину текстового или числового поля.

2. Формат поля. Устанавливает формат данных.

3. Обязательное поле. Указывает на то, что данное поле обязательно надо заполнить.

3. Запрос в базах данных

После того как база данных создана, ее можно использовать в качестве информационного справочника. В этом и состоит основное назначение всякой информационной системы.

Действия, выполняемые над информацией, хранящейся в базе данных, называют манипулированием данными. К ним относятся выборка данных по некоторым условиям, сортировка данных, обновление, удаление и добавление данных. Выполнение этих действий производится с помощью запросов.

Запрос – это команда на выполнение определенного вида манипулирования данными.

Существует универсальный язык, на котором формулируются запросы во многих СУБД. Он называется SQL (Structured Query Language) – структурированный язык запросов. Здесь мы оказываемся перед выбором, с которым часто приходится сталкиваться в информатике: обучаться составлению запросов на языке SQL или воспользоваться каким-то более высокоуровневым вспомогательным средством. В большинстве современных СУБД такие средства имеются. Например, в MS Access это конструктор запросов.

4. Форма в базе данных

Записи базы данных можно просматривать и редактировать в виде таблицы или в виде формы. Часто вид «Таблица» не позволяет видеть полностью всю информацию на экране. Если база данных содержит достаточно мало полей, а значения полей содержат много символов, то не все поля таблицы могут умещаться на экране, а значения полей могут быть видны не полностью.

«Форма» отображает одну запись в удобном для пользователя виде. В процессе создания формы можно указать, какие поля базы данных включили в форму, как расположить поля в окне формы, а также как можно сделать форму визуально привлекательной.

Фактически с помощью формы создается графический интерфейс доступа к базе данных, который может содержать различные элементы управления (текстовые поля, кнопки, переключатели и т.д.), а также надписи. Обычно на форме размещаются надписи, являющиеся именами полей базы данных, и текстовые поля, содержащие данные из базы данных.

5. Отчет в базе данных

СУБД предоставляет возможность создания и печати итоговых документов — отчетов — по имеющейся в БД информации. Для этого используется так называемый генератор отчетов, который позволяет сформировать внешний вид окончательного документа. Здесь можно также задать упорядочивание и группировку данных по тем или иным значениям и сформировать итоговые значения для конкретных полей.

Следует отметить, что данные для форм и отчетов берутся как из конкретных таблиц, так и из запросов.

Раздел 13. Логика

1. История логики, как науки

Логика, как наука развивается с IV в. до н. э. начиная с трудов Аристотеля. Именно он подверг анализу человеческое мышление, такие его формы, как понятие, суждение, умозаключение.

Логика – (от греч. “логос”, означающего “слово” и “смысл”) – наука о законах, формах и операциях правильного мышления. Ее основная задача заключается в нахождении и систематизации правильных способов рассуждения.

Основные формы абстрактного мышления:

Понятие – это форма мышления, в которой отражаются существенные признаки отдельного предмета или класса однородных предметов. Всякое понятие имеет содержание и объем. Например, понятие “Черное море” – отражает единичный предмет, “Сиамская кошка” – отражает класс сиамских кошек.

Высказывание (суждение) – некоторое предложение, которое может быть истинно (верно) или ложно. Например, Абакан – столица Хакасии. Утверждение – суждение, которое требуется доказать или опровергнуть. Рассуждение – цепочка высказываний или утверждений, определенным образом связанных друг с другом. Умозаключение – логическая операция, в результате которой из одного или нескольких данных суждений получается (выводится) новое суждение. Умозаключения бывают:

1. Дедуктивные (от общего к частному) – Все ученики ходят в школу. Вася – ученик. Вася ходит в школу.

2. Индуктивные (от частного к общему) – Банан и персик – сладкие. Значит, все фрукты сладкие на вкус.

3. Аналогия – Наши коровы едят траву и дают молоко. В Австралии есть поля, коровы едят эту траву. Следовательно, австралийские коровы тоже дают молоко.

В алгебре логики высказывания обозначаются именами логических переменных (А, В, С). Истина, ложь – логические константы.

Логическое выражение – запись или устное утверждение, в которое, наряду с постоянными, обязательно входят переменные величины (объекты). В зависимости от значений этих переменных логическое выражение может принимать одно из двух возможных значений: ИСТИНА (логическая 1) или ЛОЖЬ (логический 0).

Сложное логическое выражение – логическое выражение, составленное из одного или нескольких простых (или сложных) логических выражений, связанных с помощью логических операций.

2. Логические операции и таблицы истинности

1. Логическое умножение или конъюнкция

Конъюнкция — это сложное логическое выражение, которое считается истинным в том и только том случае, когда оба простых выражения являются истинными, во всех остальных случаях данное выражение ложно.

Обозначение: F = A & B.

Таблица истинности для конъюнкции:

2. Логическое сложение или дизъюнкция

Дизъюнкция — это сложное логическое выражение, которое истинно, если хотя бы одно из простых логических выражений истинно и ложно тогда и только тогда, когда оба простых логических выражения ложны.

Обозначение: F = A + B.

Таблица истинности для дизъюнкции:

3. Логическое отрицание или инверсия

Инверсия — это сложное логическое выражение, если исходное логическое выражение истинно, то результат отрицания будет ложным, и наоборот, если исходное логическое выражение ложно, то результат отрицания будет истинным. Другими простыми слова, данная операция означает, что к исходному логическому выражению добавляется частица НЕ или слова НЕВЕРНО, ЧТО.

Таблица истинности для инверсии:

4. Логическое следование или импликация

Импликация — это сложное логическое выражение, которое истинно во всех случаях, кроме как из истины следует ложь. То есть данная логическая операция связывает два простых логических выражения, из которых первое является условием (А), а второе (В) является следствием.

Таблица истинности для импликации:

5. Логическая равнозначность или эквивалентность

Эквивалентность — это сложное логическое выражение, которое является истинным тогда и только тогда, когда оба простых логических выражения имеют одинаковую истинность.

Таблица истинности для эквивалентности:

3. Порядок выполнения логических операций в сложном логическом выражении

1. Инверсия.

2. Конъюнкция.

3. Дизъюнкция.

4. Импликация.

5. Эквивалентность.

Для изменения указанного порядка выполнения логических операций используются скобки.