1. Состав системного блока
2. Основные характеристики
и классификация компьютерных сетей
3. Протоколы передачи
данных
4. Электронная почта
5. Этапы решения задач на
ЭВМ
6. Основные элементы
алгоритмического языка
7. Операционная система Windows
8. Модели данных
9. Этапы проектирования
баз данных
10. Средства защиты от
вирусов
1. Состав системного блока
Системный блок – основная часть
компьютера. Он состоит из металлического корпуса, в котором располагаются
основные компоненты компьютера. С ним соединены кабелями клавиатура, мышь и
монитор. Внутри системного блока расположены:
·
микропроцессор, который выполняет все поступающие
команды, производит вычисления и управляет работой всех компонентов компьютера;
·
оперативная
память, предназначенная
для временного хранения программ и данных;
·
системная
шина, осуществляющая
информационную связь между устройствами компьютера;
·
материнская
плата, на которой
находятся микропроцессор, системная шина, оперативная память, коммуникационные
разъемы, микросхемы управления различными компонентами компьютера, счётчик
времени, системы индикации и защиты;
·
блок питания, преобразующий электропитание сети в
постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера;
·
вентиляторы для охлаждения греющихся элементов;
·
устройства
внешней памяти, к
которым относятся накопители на гибких и жестких магнитных дисках, дисковод для
компакт-дисков СD-ROM, предназначенные для длительного хранения информации.
Аппаратной основой системного блока
является материнская плата - самостоятельный элемент, который управляет
внутренними связями и с помощью системы прерываний взаимодействует с внешними
устройствами. На материнской плате расположены все важнейшие микросхемы.
Персональные компьютеры делятся на
стационарные и портативные. Стационарные обычно устанавливаются рабочем
столе. Портативные компьютеры делятся на следующие категории:
1.
переносные (portable), которые имеют небольшую
массу и габариты и поддаются транспортировке одним человеком;
2.
наколенные (laptop), выполненные в виде
дипломата;
3.
блокнотные (notebook), имеющие габариты
большого блокнота;
4.
карманные (pocket), которые помещаются в
карман.
В соответствии с вышеприведенной
классификацией, системные блоки могут иметь следующие типы корпусов: desktop, tower, notebook.
2. Основные характеристики
и классификация компьютерных сетей
По территориальной распространенности сети могут быть локальными,
глобальными, и региональными.
Локальная сеть (LAN - Local Area Network) - сеть в пределах предприятия,
учреждения, одной организации.
Региональная сеть (MAN - Metropolitan Area Network) - сеть в
пределах города или области.
Глобальная сеть (WAN - Wide Area Network) – сеть на территории
государства или группы государств.
По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-,
средне- и высокоскоростные:
·
низкоскоростные сети - до 10 Мбит/с;
·
среднескоростные сети- до 100 Мбит/с;
·
высокоскоростные сети - свыше 100 Мбит/с.
По типу среды передачи сети разделяются на:
·
проводные (на коаксиальном кабеле, на витой
паре, оптоволоконные);
·
беспроводные с передачей информации по
радиоканалам или в инфракрасном диапазоне.
По способу организации взаимодействия компьютеров сети делят на одноранговые
и с выделенным сервером (иерархические сети).
Все компьютеры одноранговой сети равноправны. Любой пользователь сети
может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере.
Главное достоинство одноранговых сетей – это простота установки и эксплуатации.
Главный недостаток состоит в том, что в условиях одноранговых сетей затруднено
решение вопросов защиты информации. Поэтому такой способ организации сети
используется для сетей с небольшим количеством компьютеров и там, где вопрос
защиты данных не является принципиальным.
В иерархической сети при установке сети заранее выделяются один или
несколько серверов - компьютеров, управляющих обменом данных по сети и
распределением ресурсов. Любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера
называют клиентом сети или рабочей станцией.
Сервер в иерархических сетях - это постоянное хранилище разделяемых
ресурсов. Сам сервер может быть клиентом только сервера более высокого уровня
иерархии. Серверы обычно представляют собой высокопроизводительные компьютеры,
возможно, с несколькими параллельно работающими процессорами, винчестерами
большой емкости и высокоскоростной сетевой картой.
Иерархическая модель сети является наиболее предпочтительной, так как
позволяет создать наиболее устойчивую структуру сети и более рационально
распределить ресурсы. Также достоинством иерархической сети является более
высокий уровень защиты данных. К недостаткам иерархической сети, по сравнению с
одноранговыми сетями, относятся:
1. Необходимость дополнительной ОС для сервера.
2. Более высокая сложность установки и модернизации сети.
3. Необходимость выделения отдельного компьютера в качестве сервера
По технологии использования сервера различают сети с архитектурой файл-сервер
и сети с архитектурой клиент-сервер. В первой модели используется
файловый сервер, на котором хранится большинство программ и данных. По
требованию пользователя ему пересылаются необходимая программа и данные.
Обработка информации выполняется на рабочей станции.
В системах с архитектурой клиент-сервер обмен данными осуществляется
между приложением-клиентом и приложением-сервером. Хранение данных и их
обработка производится на мощном сервере, который выполняет также контроль за
доступом к ресурсам и данным. Рабочая станция получает только результаты
запроса.
К основным характеристикам сетей относятся:
Пропускная способность – максимальный объем данных, передаваемых сетью в единицу
времени. Пропускная способность измеряется в Мбит/с.
Время реакции сети - время, затрачиваемое программным обеспечением и
устройствами сети на подготовку к передаче информации по данному каналу. Время
реакции сети измеряется миллисекундах.
3. Протоколы передачи
данных
Протокол
передачи данных – это некая совокупность норм и правил, согласно которым
осуществляется взаимодействие между рабочими станциями в сети. Каждому
протоколу соответствует определённый стандарт. Международная организация по
стандартизации (International Organization for Standardization - ISO)
разработала Модель Взаимодействия Открытых Систем (Open Systems Interconnection
– OSI), которая на сегодняшний день является общепринятой (рис. 1).
Данная модель
условно разбивает все сетевые протоколы на семь уровней. Рассмотрим коротко их
основные функции.
Физический уровень отвечает за побитную передачу информации
по физическим каналам связи между рабочими станциями, находящимися в пределах
сети с одной топологией (например, Ethernet или модемное соединение). Он
устанавливает тип и допустимые характеристики среды передачи данных (коаксиал,
витая пара, модемная линия), а также правила установления и разрыва канала
передачи и параметры электрических сигналов.
Канальный уровень отвечает за передачу кадров информации
между рабочими станциями, на базе какого-либо протокола физического уровня. Его
функции варьируются в зависимости от среды передачи данных. В локальных сетях
Ethernet используется общая разделяемая среда. Этим объясняется существование
подуровня доступа к ней. Для организации модемного соединения используются
протоколы канального уровня типа “точка-точка” (обычно PPP или SLIP). Эти
протоколы требуют наличия процедур управления потоком кадров. Из-за того, что
передающая физическая среда подвержена влиянию помех и имеет переменные
характеристики, его скорость может меняться, а кадры приходить с искажениями.
Здесь часто используются специальные методы, позволяющие обнаруживать и
повторно передавать искажённые или потерянные кадры.
Сетевой уровень отвечает за адресную доставку данных между
любыми узлами в сети с произвольной топологией. Иными словами, на этом уровне
каждая рабочая станция имеет свой адрес. Сеть располагает средствами доставки
пакетов из любой своей части до любого адреса, при чём пакет может проходить
через множество подсетей различной топологии. Для этого, в каждой подсети в
точках обмена информацией с другими подсетями устанавливаются маршрутизаторы,
определяющие направления потоков заявок. Пакеты протокола сетевого уровня при
передаче вкладываются в пакеты канального уровня. В общих чертах, принцип
вложения пакетов протокола одного уровня в пакеты другого можно изобразить, как
показано на рисунке (рис. 2).
Области
данных пакетов второго уровня содержат заголовки и данные пакетов третьего
уровня, при этом пакеты третьего уровня рассматриваются как непрерывная
последовательность однородной информации и “разрезается” на фрагменты в
соответствии с размером области данных протокола второго уровня. В заголовках
хранится служебная информация, отражающая специфику данного протокола. Важно
отметить, что сетевой уровень не предусматривает никаких механизмов, отвечающих
за надежность передачи информации.
Эти механизмы реализуются на транспортном уровне. Он стоит
на границе между протоколами низкого уровня и прикладными протоколами, которые
уже не касаются вопросов транспортировки данных. Протоколы транспортного уровня
имеют в своём арсенале средства для установки, поддержания и завершения
соединений, они управляют потоком данных, нумеруют и упорядочивают пакеты,
обнаруживая и устраняя искажения передаваемой информации.
В рамках модели OSI за организацию сеансов связи между
прикладными задачами отвечает сеансовый уровень. На него возлагается
ответственность за управление обменом информации во время диалога между
объектами представительного уровня и за оповещение о возникновении
исключительных ситуаций, возникающих во время этого процесса.
Представительный уровень служит для того, чтобы предоставить
информацию протоколу прикладного уровня в том виде, который необходим для
корректной её обработки. В сущности, это своеобразный переводчик, преобразующий
формат представления информации в требуемый вид (компрессия, декомпрессия,
шифровка или дешифровка).
За предоставление сетевых услуг, таких как электронная почта
или передача файлов отвечает прикладной уровень. Это самый близкий к
пользователю уровень, в первую очередь с ним работают прикладные программы,
такие как Internet Explorer, Outlook Express и им подобные.
Однако, с точки зрения организации сети Internet, большую
важность имеет другая классификация протоколов, а именно стек TCP/IP. Он был
разработан раньше, чем модель OSI и в настоящий момент играет лидирующую роль
среди всех существующих сетевых решений. Соответствие его уровней уровням
модели OSI весьма условно. Оно отражено на представленном выше рисунке (см.
рис. 2.8). Четвёртый уровень в рамках TCP/IP не регламентируется, он
соответствует физическому и канальному уровню модели OSI и поддерживает все
распространённые протоколы. Третий уровень – это уровень межсетевого
взаимодействия, отвечающий за адресную доставку пакетов. Помимо прочих в него
входят пять основных протоколов:
·
IP (Internet
Protocol) – основной протокол сетевого уровня, с помощью него можно эффективно
передавать данные в составных сетях, состоящих из большого числа различных
подсетей, объединенных линиями связи;
·
ICMP (Internet
Control Message Protocol) – протокол межсетевых управляющих сообщений. Он
предназначен для передачи информации об ошибках и изменении параметров сети,
например об изменении маршрута пересылки или невозможности доставки пакета. Эти
данные используются протоколами более высокого уровня для устранения
возникающих сбоев.
·
ARP (address
resolving protocol) – протокол, предназначенный для получения физического
MAC-адреса адаптеров Ethernet через которые осуществляется обмен информацией в
сети. Дело в том, что при передаче IP пакета отправляющая станция должна
преобразовать IP адрес получателя в его физический адрес. Эта операция
производится с помощью рассылки широковещательного ARP-запроса, на который
отвечает станция с соответствующим IP адресом передавая свой MAC-адрес.
Информация, получаемая по ARP-протоколу, сохраняется во временных таблицах
рабочих станций данной сети.
·
RIP (Routing
Internet Protocol) – протокол динамической маршрутизации, служит для нахождения
оптимальных маршрутов и составления оптимальных таблиц маршрутизации.
·
OSPF (Open
Shortest Path First) – усовершенствованный аналог протокола RIP.
Протоколы TCP (Transmission Control Protocol) и UDP (User Datagram Protocol)
относятся ко второму уровню стека TCP/IP. Первый из них отвечает за надёжную
доставку данных по сети в правильной последовательности. Помимо того, что
заголовки TCP пакетов содержат дополнительные биты для контроля
последовательности передачи пакетов и контрольные суммы, данный стандарт
предусматривает также обязательное подтверждение правильности приёма от
получателя (ACK). Всё это приводит к увеличению загрузки сети, и уменьшает
скорость обмена информацией. Альтернативой ему служит протокол UPD, который
выполняет лишь функции связи между протоколом сетевого уровня и прикладными
протоколами. Он не отвечает за достоверную доставку в правильной последовательности,
что во многих случаях является приемлемым решением. Обмен данными для всех
прикладных сетевых служб, таких как электронная почта, передача файлов и
web-страниц происходит по протоколам первого уровня стека TCP/IP.
4. Электронная почта
Электронная
почта - сетевая служба, позволяющая пользователям обмениваться сообщениями или
документами без применения бумажных носителей. Электронная почта во многом
напоминает обычную почтовую связь. Написав письмо на листе бумаги, отправитель
вкладывает лист в конверт, запечатывает его, наклеивает марку и надписывает
адрес получателя. Затем он опускает конверт в ближайший почтовый ящик. Через
некоторое время письмо будет доставлено получателю. Если же окажется, что по
какой-либо причине письмо доставить невозможно, оно вернется
отправителю.
Электронная почта делает то же самое гораздо быстрее при
помощи Интернета и компьютеров, поэтому она в основном применяется в наши дни
для ежедневной деловой и личной переписки. В роли почтовых отделений выступают
почтовые серверы, а почтальонами служат каналы Интернета. Почтовые серверы
хранят электронные почтовые ящики пользователей. Как только пользователь
заглянет в свой почтовый ящик, он сразу увидит поступившие письма. А дальше —
дело нескольких минут (или секунд), чтобы их прочитать. Кроме обычного текста,
по электронной почте передают звуковые сообщения, изображения, офисные
документы, словом все, что можно записать в файл.
Электронная почта (или e-mail) является очень удобным
средством связи между людьми. Если послать письмо в другую страну, то оно будет
идти к получателю довольно долго. Если нужно позвонить своему другу -
иностранцу, то придется порядочно раскошелиться на международные переговоры.
Если нужно отправить документ в другую страну, можно воспользоваться факсом. Но
за отправку факсимильного сообщения нужно будет также заплатить кругленькую
сумму. Все это, но со сравнительно большей скоростью и малой платой (вы платите
только провайдеру за подключение к Интернету), можно сделать с помощью
электронной почты. Письмо, отправленное с вашего почтового ящика, уже через
несколько минут может быть у получателя на другом конце земного
шара.
Преимуществ использования электронной почты очень много, и
не только для общения с иностранцами. Первые пользователи компьютерных сетей
быстро поняли, что компьютер можно использовать как удобное средство доставки
сообщений другим пользователям. Приложения, специально предназначенные для
упрощения обмена сообщениями, называются приложениями электронной почты. Итак, электронная
почта, или e-mail – это система компьютерного обмена электронными
сообщениями.
Чтобы
отправить сообщение (служебную записку или письмо), пользователь вводит его
текст в компьютер, а затем определяет список получателей почты. После этого
пользователь нажимает кнопку отправки сообщения. Компьютер отправителя передает
сообщение серверу электронной почты, который проверяет адрес получателя. Почта
может храниться на почтовом сервере до тех пор, пока получатель не загрузит
свою программу для работы с электронной почтой. Как только такое приложение
загружено, компьютер получателя автоматически связывается с сервером
электронной почты и принимает все поступившие на адрес пользователя электронные
сообщения.
С
точки зрения ведения бизнеса электронная почта изменила способы общения как
между сотрудниками внутри компании, так и с потребителями и партнерами по
бизнесу. Технология продолжает развиваться по мере того, как производители
создают новые функции электронной почты. В то время как любое приложение
электронной почты имеет одинаковые базовые возможности (отправление, получение
и хранение сообщений) и системные функции (администрирование пользователей,
настройка параметров и т. д.), новые разработки позволяют организациям шире
использовать электронную почту в качестве инструмента ведения бизнеса. Примером
таких разработок являются корпоративные системы документооборота,
использующие электронную почту как транспорт.
С помощью электронной почты на базе стандартов Internet
компании могут расширить свои контакты с потребителями и партнерами по бизнесу.
Посредством обмена сообщениями на базе Web они могут предложить услуги
электронной почты широкому кругу пользователей в различных географических
точках. Унифицированный обмен сообщениями позволяет компаниям создавать концентраторы
связи для своих пользователей, а инструментальные средства и приложения
коллективной работы — расширить функциональность почтовых систем.
Появление Internet и ставший возможным вследствие этого
практически мгновенный доступ в любую точку мира стимулировали использование
системы электронной почты для связи с внешним миром. Чтобы воспользоваться
преимуществами Сети Сетей, производители электронной почты стали предлагать
шлюзы, с помощью которых их системы могли взаимодействовать с почтовыми серверами
Internet, использующими протокол SMTP, который отвечает за передачу и
маршрутизацию сообщений электронной почты через Internet. Сейчас поддержка SMTP
стала стандартной функцией пакетов электронной почты. Столь же широкое
распространение получили и два других протокола, благодаря которым компании
смогли еще эффективнее использовать соединения Internet.
Протокол POP3 определяет простой универсальный метод
доступа, который клиенты электронной почты могут использовать для извлечения
сообщений с почтового сервера. Стандартизованный протокол доступа не только
позволил клиентам электронной почты освободиться от зависимости от внутренних
систем, но и гарантировал их интероперабельность. Если почтовая система и
клиент поддерживают POP3, то они могут взаимодействовать друг с другом.
С помощью протокола MIME пользователи могут посылать
по Internet не только простые текстовые сообщения, но и более сложные типы
данных, такие, как графические файлы и документы Word. Другими словами, MIME
выводит функциональность систем электронной почты за рамки простого обмена
сообщениями: благодаря MIME ваша почтовая инфраструктура может служить в
качестве системы доставки файлов.Помимо поддержки SMTP, MIME и POP3
производители систем электронной почты теперь добавляют в свои продукты
поддержку еще двух стандартных протоколов Internet — Internet Message Access
Protocol 4 (IMAP4) и Lightweight Directory Access Protocol (LDAP). Оба они
появились уже некоторое время назад, но только теперь получили поддержку на
рынке.Как и POP3, протокол IMAP4 определяет способ доступа клиентской программы
к сообщению на почтовом сервере. Его поддержка гарантирует интероперабельность
между различными клиентскими программами и почтовыми серверами, благодаря чему
вы свободны в выборе продуктов. Но протокол IMAP4 выходит за рамки POP3,
предлагая более широкий набор возможностей и более совершенный способ доступа к
сообщениям. (POP3 часто критикуют за то, что он не поддерживает возможности,
имеющиеся у большинства нестандартных почтовых клиентов. IMAP4 — одна из
попыток обеспечить эту функциональность на базе открытых стандартов.)С помощью
POP3 клиент может получить доступ к сообщению на сервере электронной почты. Но
когда сообщение передается клиенту, с сервера оно удаляется. Это не всегда
удобно для пользователей, так как им зачастую приходиться обращаться к своей
электронной почте из разных мест и с различных систем. К примеру, пользователь
может проверять свой почтовый ящик с настольного компьютера в офисе, с
домашнего ПК и с мобильного компьютера в дороге. IMAP4 позволяет оставить
сообщение на сервере даже после того, как вы скопируете его на клиент. Кроме
того, IMAP4 предлагает широкий набор возможностей, в том числе поддержку
создания и управления удаленными папками и иерархиями папок, флагов состояния
сообщения, уведомлений о новых поступлениях; также он позволяет извлекать
вложения MIME по выбору.
Второй
протокол, пользующийся повышенным вниманием, — это LDAP. Он создавался как
метод доступа, который приложение может использовать для получения из каталога
информации о пользователе (такой, как адрес электронной почты) или для записи
информации (такой, как новый бюджет пользователя) в каталог. Со временем LDAP
превратился из метода доступа в стандартизованный, автономный каталог.С помощью
каталога на базе LDAP любое LDAP-совместимое сетевое приложение, такое, как
электронная почта, может хранить всю пользовательскую информацию (имя
пользователя, его пароль и т. д.) в одном каталоге. Важность появления
поддержки LDAP в системах электронной почты должна быть очевидна для всех
администраторов, в чьих сетях работают различные приложения и операционные
системы. Обычно каждое приложение имеет собственную базу данных (или каталог),
где хранится пользовательская информация для этого конкретного приложения. Понятно,
что чем больше приложений используется в вашей организации, тем больше
каталогов необходимо поддерживать, обновлять и обслуживать. LDAP
рассматривается как вариант решения проблемы множества каталогов, поскольку он
позволяет администраторам сетей создавать единый каталог для различных сетевых
приложений и операционных систем. При наличии такой поддержки компания может
хранить всю пользовательскую информацию в одном каталоге на базе LDAP. При этом
LDAP-совместимые приложения и клиенты должны иметь возможность обращаться к
этому каталогу за пользовательской информацией.
Если
IMAP и LDAP потребовалось немалое время для завоевания признания, то обмен
сообщениями на базе Web возник буквально в одночасье. Провайдеры Internet и
услуг, такие, как Hotmail, предложили пользователям способ доступа к
электронной почте через браузер Web. Теперь производители встраивают компоненты
обмена сообщениями на базе Web в пакеты электронной почты, предназначенные для
использования на предприятиях. В традиционных системах электронной почты
пользователям для доступа к сообщениям на почтовом сервере приходится применять
ту или иную клиентскую программу — либо нестандартный клиент, либо клиент POP3
или IMAP4. Обмен сообщениями на базе Web дает пользователям возможность работать
с электронной почтой через браузер Web. При обмене сообщениями через Web
почтовый ящик пользователя будет обслуживаться как страница Web, и информация
будет выглядеть в браузере как страница Web. При таком подходе почтовые ящики
пользователей обрабатываются как страницы Web, благодаря чему пользователи
могут получить доступ к своей электронной почте из любой системы в любой точке
мира при условии, что она подключена к Internet. Еще одно преимущество обмена
сообщениями через Web состоит в том, что с его помощью пользователь может
получать доступ к своей почте из любой системы, если та имеет браузер и
соединение Web.
5. Этапы решения задач на
ЭВМ
Первоначально
ЭВМ были созданы для вычислений, но постепенно на ней стали решать задачи по
физике, химии, биологии, управлению технологическими процессами, рисованию
мультфильмов и т.д., т.е. для решения задач с математикой непосредственно не
связанных. В общем случае выделяют несколько этапов в подготовке и решении
задач на ЭВМ.
На первом этапе анализируется условие задачи, определяются исходные данные и
результаты, устанавливается зависимость между величинами, рассматриваемыми в
задаче. Некоторые задачи имеют множество способов решения, поэтому необходимо
выбрать способ решения (сделать постановку задачи, составить модель задачи).
Для этого необходимо определить математические соотношения между исходными
данными и результатом. Выполнив перевод задачи на язык математики, получают
математическую модель.
Второй этап заключается в составлении алгоритма решения задачи по
выбранной модели.
На третьем этапе алгоритм записывается на языке программирования и
полученная программа вводится в ЭВМ. Далее проводится отладка программы, т.е.
поиск и ошибок. Различают логические и семантические ошибки.
Семантические ошибки возникают, когда программист неправильно записывает
конструкции языка программирования. Семантические ошибки отыскать легче, т. к.
современные трансляторы языков программирования способны их выявить. Логические
ошибки возникают, когда инструкции записаны правильно, но последовательность их
выполнения дает неверный результат.
Далее проводится тестирование, которое заключается в запуске программы с
использованием контрольных примеров - тестов. Тесты выбирают таким образом,
чтобы при работе с ними программа прошла все возможные ветви алгоритма,
поскольку на каждом из них могут быть свои ошибки.
После отладки и тестирования программа выполняется с реальными исходными
данными и проводится анализ полученных результатов, т.е. сопоставление их с
экспериментальными фактами, теоретическими воззрениями и другой информацией об
изучаемом объекте. Если результаты работы программы не удовлетворяют
пользователей по каким-либо параметрам, то производится уточнение модели. При
уточнении модели правится алгоритм программы, снова проводятся отладка,
тестирование, расчеты и анализ результатов. Так продолжается до тех пор, пока
результаты работы программы не будут удовлетворять знаниям об изучаемом
объекте.
Общая схема решения задач с помощью ЭВМ выглядит так:
6. Основные элементы
алгоритмического языка
Основными понятиями в
алгоритмических языках являются следующие.
Имена (идентификаторы) - последовательность символов для
обозначения объектов программы (переменных, массивов, функций и дp.).
Операции. Существуют следующие типы операций:
- арифметические
операции: сложение, обозначается символом “+”; вычитание, обозначается
символом “-”; умножение, обозначается символом “*”; деление, обозначается символом
“/” и дp. ;
- логические операции: операции “логическое и”,
“логическое или”, “логическое не” и др.;
- операции отношения: меньше, обозначается символом
“<”; больше, обозначается символом “>”; меньше или равно, обозначается
символами “<=”; больше или равно, обозначается символами “>=”; равно,
обозначается символом “=”; не равно, обозначается символами “<>”.
- операция
конкатенации
символьных значений дpуг с другом, изображается знаком "+".
Ключевые слова – это слова языка, имеющие строго
определенное назначение, которые не могут использоваться в качестве
идентификаторов.
Данные - величины, обрабатываемые
программой. Имеется тpи основных вида данных: константы, переменные
и массивы.
Константы - это данные, которые зафиксированы
в тексте программы и не изменяются в процессе ее выполнения.
Примеры констант:
числовые: 7.5, 12;
логические: true(истина), false(ложь);
символьные: "А", "+";
строковые: "abcde",
"информатика".
Переменные – это данные, которые могут изменять
свои значения в ходе выполнения программы. Они обозначаются именами. Переменные
бывают целые, вещественные, логические, символьные
и строковые.
Массивы - последовательности однотипных
элементов, число которых фиксировано и которым присвоено одно имя. Положение
элемента в массиве однозначно определяется его индексами - одним в случае
одномерного массива, или несколькими, если массив многомерный.
Выражения – элементы языка, которые
предназначаются для выполнения необходимых вычислений, состоят из констант,
переменных, указателей функций, объединенных знаками операций. Выражения
записываются в виде линейных последовательностей символов (без подстрочных и
надстрочных символов, "многоэтажных" дробей и т. д.), что позволяет
вводить их в компьютер, последовательно нажимая на соответствующие клавиши
клавиатуры.
Различают выражения арифметические,
логические и строковые.
Арифметические
выражения служат для
определения одного числового значения. Арифметические выражения записываются по
следующим правилам:
1. Нельзя опускать знак
умножения между сомножителями и ставить рядом два знака операций.
2. Индексы элементов
массивов записываются в скобках.
3. Операции выполняются в
порядке старшинства: сначала вычисление функций, затем возведение в степень,
потом умножение и деление и в последнюю очередь - сложение и вычитание.
4. Операции одного
старшинства выполняются слева направо.
Логические выражения описывают некоторые условия, которые
могут удовлетворяться или не удовлетворяться. Таким образом, логическое
выражение может принимать только два значения - "истина" или
"ложь" (да или нет).
В записи логических
выражений помимо арифметических операций сложения, вычитания, умножения,
деления и возведения в степень используются операции отношения и логические
операции.
Значения строковых
выражений - тексты. В них могут входить строковые константы, строковые
переменные и строковые функции, разделенные знаком операции конкатенации.
Оператор – это элемент языка, который задает
полное описание некоторого действия, которое необходимо выполнить. Оператор -
это наиболее крупное и содержательное понятие языка: каждый оператор
представляет собой законченную фразу языка программирования и определяет
некоторый вполне законченный этап обработки данных. В состав операторов входят
ключевые слова; данные; выражения и т.д.
Стандартная функция – подпрограмма, заранее встроенная в
транслятор языка для вычисления часто употребляемых функций. В качестве
аргументов функций можно использовать константы, переменные и выражения.
Программа - это последовательность инструкций,
предназначенных для выполнения компьютером. В настоящее время программы
оформляются в виде текста, который записывается в файлы.
Программирование – это теоретическая и практическая
деятельность решения задачи средствами конкретного языка программирования и
оформления полученных результатов в виде программы.
На стадии
программирования возникает этап отладки программы – процесс обнаружения и
устранения ошибок в программе, производимой по результатам ее тестирования на
компьютере.
После окончательной
отладки программа документируется, т.е. к ней прилагается описание назначения
программы и инструкция по эксплуатации. Только после этого программа становится
законченным программным продуктом, подготовленным к реализации как любой иной
вид промышленной продукции.
Языки высокого уровня
работают через трансляционные программы -трансляторы, которые
преобразуют исходный код в последовательность команд машинного языка.
Существует два основных вида трансляторов: интерпретаторы, которые
сканируют и проверяют исходный код в один шаг, и компиляторы, которые
сканируют исходный код для создания текста программы на машинном языке, которая
затем выполняется отдельно.
В общем случае программа
может иметь модульную структуру, т.е. состоять из нескольких
программных единиц, связанных между собой командами передачи управления. Такой
принцип построения программ называется модульным. Программная единица, с
первой команды которой начинается выполнение программы, называется головной
программой. Остальные программные единицы, входящие в единую программу,
называются подпрограммами.
Подпрограмма - это последовательность операторов,
которые определены и записаны только в одном месте программы, однако их можно
вызвать для выполнения из одной или нескольких точек программы.
Функция - это программная единица, которая
может быть употреблена в выражении. Функция прямо возвращает величину, которая
используется при вычислении этого выражения, и, кроме того, может возвращать
величины через параметры.
Процесс разработки
многомодульных программ эффективнее, особенно если разрабатывается программа
большого размера, когда над реализацией проекта может работать несколько
программистов, каждый из которых имеет возможность модифицировать фрагменты
программы, не мешая работе остальных.
Подпрограммы и функции
позволяют создавать большие структурированные программы, которые можно делить
на части. Это дает преимущества в следующих ситуациях:
1. Если программа
большая, разделение ее на части облегчает создание, тестирование и ее сборку.
2. Если программа большая
и повторная компиляция всего исходного текста занимает много времени,
разделение ее на части экономит время компиляции.
3. Если процедуру надо
использовать в разных случаях разным образом, можно записать ее в отдельный
файл и скомпилировать отдельно.
7. Операционная система Windows
Microsoft
Windows (/ˈwɪndoʊz/) (англ. windows — о́кна) — семейство проприетарных операционных систем корпорации Майкрософт (Microsoft),
ориентированных на применение графического интерфейса при управлении.
Изначально были представлены многофункциональными надстройками для MS-DOS.
В настоящее
время под управлением операционных систем семейства Windows работает около
90 % персональных компьютеров.
Операционные
системы Windows работают на платформах x86, ARM.
Существовали также версии для DEC Alpha,
MIPS,
PowerPC и SPARC.
Очевидно что ознакомление
с ПК необходимо начинать с ознакомления с Windows, ведь без нее работа на ПК
немыслима для большинства пользователей. Знание системы Windows - необходимый
кирпичик в стене познания ПК.
История
развития и этапы создания
История
Windows берет свое начало в 1986 году, когда появилась первая версия системы.
Она представляла собой набор программ, расширяющих возможности существующих
операционных систем для большего удобства в работе. Через несколько лет вышла
вторая версия, но особой популярности система Windows не завоевала. Однако в
1990 году вышла новая версия - Windows 3.0, которая стала использоваться на
многих персональных компьютерах. Популярность новой версии Windows объяснялась
несколькими причинами. 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).
Параллельно с
разработкой Windows компания Microsoft в 1988 году начала работу над новой
операционной системой, названной Windows NT. Перед новой системой были
поставлены задачи существенного повышения надежности и эффективной поддержки
сетевой работы. При этом интерфейс системы не должен был отличаться от
интерфейса Windows 3.0. Интересно, что самой распространенной версией Windows
NT также стала третья версия. В 1992 году появилась версия Windows NT 3.0, а в
1994 году - Windows NT 3.5.
Процесс
развития операционных систем не стоит на месте, и в 1995 появилась система
Windows 95, ставшая новым этапом в истории Windows. По сравнению с Windows 3.1
значительно изменился интерфейс, выросла скорость работы программ. Одной из
новых возможностей Windows 95 была возможность автоматической настройки
дополнительного оборудования компьютера для работы без конфликтов друг с
другом. Другой важной особенностью системы стала возможность работы с
Интернетом без использования дополнительных программ.
Интерфейс
Windows 95 стал основным для всего семейства Windows, и в 1996 появляется
переработанная версия Windows NT 4.0, имеющая такой же интерфейс, как и Windows
95. Продолжением развития Windows 95 стала операционная система, появившаяся в
1998 году. 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. Кроме того,
особенностью Windows 98 является возможность работы с несколькими мониторами.
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. Постепенно разница между разными системами Windows
стирается, и новая операционная система Windows XP предназначена для замены как
Windows 2000, так и Windows Me.
8. Модели данных
В
классической теории баз данных, модель
данных
есть формальная теория
представления и обработки
данных в системе управления базами данных (СУБД),
которая включает, по меньшей мере, три аспекта:
1) аспект
структуры: методы описания типов
и логических структур данных в базе
данных;
2) аспект
манипуляции: методы манипулирования данными;
3) аспект
целостности: методы описания и поддержки целостности
базы данных.
Аспект
структуры определяет, что из себя логически представляет база данных,
аспект целостности определяет средства описаний корректных состояний
базы данных, аспект манипуляции определяет способы перехода между
состояниями базы данных (то есть способы модификации данных) и
способы извлечения данных из базы данных.
Модель данных
— это абстрактное, самодостаточное, логическое определение объектов, операторов
и прочих элементов, в совокупности составляющих абстрактную машину доступа к
данным, с которой взаимодействует пользователь. Эти объекты позволяют
моделировать структуру данных, а операторы — поведение данных[1].
Каждая БД и СУБД строится на
основе некоторой явной или неявной модели данных. Все СУБД, построенные на
одной и той же модели данных, относят к одному типу. Например, основой
реляционных СУБД является реляционная модель данных, сетевых СУБД — сетевая модель данных, иерархических СУБД — иерархическая модель данных и т.д.
В литературе,
статьях и в обиходной речи иногда встречается использование термина «модель
данных» в смысле «схема
базы данных» («модель
базы данных»). Такое использование является неверным, на что
указывают многие авторитетные специалисты, в том числе К.
Дж. Дейт, М. Р. Когаловский, С. Д. Кузнецов. Модель данных есть теория,
или инструмент моделирования, в то время как модель базы данных (схема
базы данных) есть результат моделирования. По выражению К. Дейта
соотношение между этими понятиями аналогично соотношению между языком программирования и конкретной программой на этом языке.
М. Р.
Когаловский поясняет эволюцию смысла термина следующим образом. Первоначально
понятие модели данных употреблялось как синоним структуры данных в
конкретной базе данных. В процессе развития теории систем баз данных термин
«модель данных» приобрел новое содержание. Возникла потребность в термине,
который обозначал бы инструмент, а не результат моделирования, и воплощал бы,
таким образом, множество всевозможных баз данных некоторого класса. Во второй
половине 1970-х годов во многих публикациях, посвященных указанным проблемам,
для этих целей стал использоваться все тот же термин «модель данных». В
настоящее время в научной литературе термин «модель данных» трактуется в
подавляющем большинстве случаев в инструментальном смысле (как инструмент
моделирования).
Тем не менее,
длительное время термин «модель данных» использовался без формального
определения. Одним из первых специалистов, который достаточно формально
определил это понятие, был Э. Кодд.
В статье «Модели данных в управлении базами данных» он определил модель данных
как комбинацию трех компонентов:
1.
Коллекции типов
объектов данных, образующих базовые строительные блоки для любой базы данных,
соответствующей модели
2.
Коллекции общих
правил целостности, ограничивающих набор экземпляров тех типов объектов,
которые законным образом могут появиться в любой такой базе данных
3.
Коллекции
операций, применимых к таким экземплярам объектов для выборки и других целей.
9. Этапы проектирования
баз данных
При
разработке БД можно выделить следующие этапы работы.
I этап.
Постановка задачи.
На этом этапе
формируется задание по созданию БД. В нем подробно описывается состав базы,
назначение и цели ее создания, а также перечисляется, какие виды работ
предполагается осуществлять в этой базе данных (отбор, дополнение, изменение
данных, печать или вывод отчета и т. д).
II этап.
Анализ объекта.
На этом этапе
рассматривается, из каких объектов может состоять БД, каковы свойства этих
объектов. После разбиения БД на отдельные объекты необходимо рассмотреть
свойства каждого из этих объектов, или, другими словами, установить, какими
параметрами описывается каждый объект. Все эти сведения можно располагать в
виде отдельных записей и таблиц. Далее необходимо рассмотреть тип данных каждой
отдельной единицы записи. Сведения о типах данных также следует занести в
составляемую таблицу.
III этап.
Синтез модели.
На этом этапе
по проведенному выше анализу необходимо выбрать определенную модель БД. Далее
рассматриваются достоинства и недостатки каждой модели и сопоставляются с
требованиями и задачами создаваемой БД. После такого анализа выбирают ту
модель, которая сможет максимально обеспечить реализацию поставленной задачи.
После выбора модели необходимо нарисовать ее схему с указанием связей между
таблицами или узлами.
IV этап.
Выбор способов представления информации и программного инструментария.
После
создания модели необходимо, в зависимости от выбранного программного продукта,
определить форму представления информации.
В большинстве
СУБД данные можно хранить в двух видах:
·
с использованием
форм;
·
без использования
форм.
Форма – это созданный пользователем графический интерфейс для ввода данных в
базу.
V этап.
Синтез компьютерной модели объекта.
В процессе создания
компьютерной модели можно выделить некоторые стадии, типичные для любой СУБД.
Стадия 1. Запуск СУБД, создание нового файла
базы данных или открытие созданной ранее базы.
Стадия 2. Создание исходной таблицы или
таблиц.
Создавая
исходную таблицу, необходимо указать имя и тип каждого поля. Имена полей не
должны повторяться внутри одной таблицы. В процессе работы с БД можно дополнять
таблицу новыми полями. Созданную таблицу необходимо сохранить, дав ей имя,
уникальное в пределах создаваемой базы.
При проектировании
таблиц, рекомендуется руководствоваться следующими основными принципами:
1. Информация
в таблице не должна дублироваться. Не должно быть повторений и между таблицами.
Когда определенная информация хранится только в одной таблице, то и изменять ее
придется только в одном месте. Это делает работу более эффективной, а также
исключает возможность несовпадения информации в разных таблицах. Например, в
одной таблице должны содержаться адреса и телефоны клиентов.
2. Каждая
таблица должна содержать информацию только на одну тему. Сведения на каждую
тему обрабатываются намного легче, если они содержатся в независимых друг от
друга таблицах. Например, адреса и заказы клиентов лучше хранить в разных
таблицах, с тем, чтобы при удалении заказа информация о клиенте осталась в базе
данных.
3. Каждая
таблица должна содержать необходимые поля. Каждое поле в таблице должно
содержать отдельные сведения по теме таблицы. Например, в таблице с данными о
клиенте могут содержаться поля с названием компании, адресом, городом, страной
и номером телефона. При разработке полей для каждой таблицы необходимо помнить,
что каждое поле должно быть связано с темой таблицы. Не рекомендуется включать
в таблицу данные, которые являются результатом выражения. В таблице должна присутствовать
вся необходимая информация. Информацию следует разбивать на наименьшие
логические единицы (Например, поля "Имя" и "Фамилия", а не
общее поле "Имя").
4. База
данных должна иметь первичный ключ. Это необходимо для того, чтобы СУБД могла
связать данные из разных таблиц, например, данные о клиенте и его заказы.
Стадия 3. Создание экранных форм.
Первоначально
необходимо указать таблицу, на базе которой будет создаваться форма. Ее можно
создавать при помощи мастера форм, указав, какой вид она должна иметь, или
самостоятельно. При создании формы можно указывать не все поля, которые
содержит таблица, а только некоторые из них. Имя формы может совпадать с именем
таблицы, на базе которой она создана. На основе одной таблицы можно создать
несколько форм, которые могут отличаться видом или количеством используемых из
данной таблицы полей. После создания форму необходимо сохранить. Созданную
форму можно редактировать, изменяя местоположение, размеры и формат полей.
Стадия 4. Заполнение БД.
Процесс
заполнения БД может проводиться в двух видах: в виде таблицы и в виде формы.
Числовые и текстовые поля можно заполнять в виде таблицы, а поля типа МЕМО и
OLE – в виде формы.
VI этап.
Работа с созданной базой данных.
Работа с БД
включает в себя следующие действия:
·
поиск необходимых
сведений;
·
сортировка
данных;
·
отбор данных;
·
вывод на печать;
·
изменение и
дополнение данных.
10. Средства защиты от
вирусов
Для защиты от вирусов можно использовать:
o
Общие средства
защиты информации, которые полезны также как страховка от физической порчи
дисков, неправильно работающих программ или ошибочных действий пользователей;
o
профилактические
меры, позволяющие уменьшить вероятность заражения вирусом;
o
специализированные
программы для защиты от вирусов.
Общие средства защиты информации полезны не только для защиты от вирусов.
Имеются две основные разновидности этих методов защиты:
- резервное копирование информации, т. е. создание копий файлов и
системных областей дисков на дополнительном носителе;
- разграничение доступа, предотвращающее несанкционированное
использование информации, в частности, защиту от изменений программ и данных
вирусами, неправильно работающими программами и ошибочными действиями
пользователей.
Несмотря на
то, что общие средства защиты информации очень важны для защиты от вирусов, все
же их одних недостаточно. Необходимо применять специализированные программы для
защиты от вирусов. Эти программы можно разделить на несколько видов:
1.
Программы-детекторы
позволяют обнаруживать файлы, зараженные одним из нескольких известных вирусов.
2.
Программы-доктора,
или фаги, восстанавливают зараженные программы убирая из них тело
вируса, т.е. программа возвращается в то состояние, в котором она находилась до
заражения вирусом.
3.
Программы-ревизоры
сначала запоминают сведения о состоянии программ и системных областей дисков, а
затем сравнивают их состояние с исходным. При выявлении несоответствий об этом
сообщается пользователю.
4.
Доктора-ревизоры - это гибриды
ревизоров и докторов, т.е. программы, которые не только обнаруживают изменения
в файлах и системных областях дисков, но и могут автоматически вернуть их в
исходное состояние.
5.
Программы-фильтры располагаются резидентно в
оперативной памяти компьютера, перехватывают те обращения к операционной
системе, которые используются вирусами для размножения и нанесения вреда, и
сообщают о них пользователю. Пользователь может разрешить или запретить
выполнение соответствующей операции.
Ни один тип антивирусных программ по отдельности не дает полной защиты от
вирусов. Поэтому наилучшей стратегией защиты от вирусов является многоуровневая
защита.
Средствами
разведки в защите от
вирусов являются программы-детекторы, позволяющие проверять вновь полученное
программное обеспечение на наличие вирусов.
На первом
уровне защиты
находятся резидентные программы для защиты от вируса. Эти программы могут
первыми сообщить о вирусной атаке и предотвратить заражение программ и диска.
Второй
уровень защиты
составляют программы-ревизоры, программы-доктора и доктора-ревизоры. Ревизоры
обнаруживают нападение тогда, когда вирус сумел пройти сквозь первый уровень.
Программы-доктора применяются для восстановления зараженных программ, если ее
копий нет в архиве, но они не всегда лечат правильно. Доктора-ревизоры
обнаруживают нападение вируса и лечат зараженные файлы, причем контролируют
правильность лечения.
Третий
уровень защиты - это
средства разграничения доступа. Они не позволяют вирусам и неверно работающим
программам, даже если они проникли в компьютер, испортить важные данные.
В резерве
находятся архивные копии информации и эталонные диски с программными
продуктами. Они позволяют восстановить информацию при ее повреждении на жестком
диске.
Среди
наиболее распространненых российских антивирусных пакетов следует отметить Kaspersky
Antivirus, DrWeb, Adinf.
Перечисленные средства могут оказать серьёзную помощь в обнаружении вирусов и
восстановлении повреждённых файлов, однако не менее важно и соблюдение
сравнительно простых правил антивирусной безопасности.
1.
Следует избегать
пользоваться нелегальными источниками получения программ. Наименее же опасен
законный способ покупки фирменных продуктов.
2.
Осторожно следует
относиться к программам, полученным из сети Internet, так как нередки случаи
заражения вирусами программ, распространяемых по электронным каналам связи.
3.
Всякий раз, когда
дискета побывала в чужом компьютере, необходимо проверить дискету с помощью
одного или двух антивирусных средств.
4.
Необходимо
прислушиваться к информации о вирусных заболеваниях на компьютерах в своем
районе проживания или работы и о наиболее радикальных средствах борьбы с ними.
Атакам нового вируса в первую очередь подвергаются компьютеры образовательных
учреждений.
5.
При передаче
программ или данных на своей дискете её следует обязательно защитить от записи.