СОВРЕМЕННАЯ ИНФОРМАТИКА

Федеральное агентство по образованию

 

Московский инженерно-физический институт

(государственный университет)

 

Г.П. Аверьянов, В.В.Дмитриева

 

СОВРЕМЕННАЯ ИНФОРМАТИКА

  Москва 2010 УДК 004(075)

Глава 2. Микропроцессоры, микрокомпьютеры.

персональные компьютеры,

рабочие станции, серверы и суперсерверы... 101

2.1. Микропроцессоры – эволюция, классификация,

перспективы................................................................... 101

2.2. Персональные компьютеры, краткая история,

функциональные возможности, номенклатура....... 110

2.3. Архитектура ПК, системные и локальные шины,

состав периферийных устройств............................. 113

2.4. Рабочие станции, серверы и суперсерверы............. 121

2.5 О мобильных компьютерных устройствах.....................

Контрольные вопросы..................................................... 128

Глава 3. Сети компьютеров и средства

телекоммуникационного доступа................... 130

3.1. Эволюция распределенных вычислительных систем 130

3.2. Способы передачи данных по физическим линиям 132

3.3. Понятие подхода открытых систем, проблемы стандартизации,

многоуровневый подход, стек протоколов............. 139

3.4. Глобальные вычислительные сети, методы доступа,

современное состояние и ближайшие перспективы 145

3.5. Internet: краткая история, принципы построения,

адресация, основные приложения............................ 159

3.6. Локальные вычислительные сети, разновидности протоколов

канального уровня, технические средства, используемые ЛВС 167

Контрольные вопросы..................................................... 184

глава 4. Лингвистические средства компьютеров 185

4.1. Основные тенденции в развитии языков программирования 185

4.2. Классификация и краткая характеристика современных языков

программирования.................................................... 190

4.3. Структура и сравнительные характеристики

процедурно-ориентированных (императивных) языков

программирования.................................................... 198

Контрольные вопросы..................................................... 219

 

глава 5. Программные средства СОД................... 221

5.1. Общие сведения, классификация программного

обеспечения и краткая характеристика отдельных

частей.............................................................................. 221

5.2. Операционные системы, их эволюция, состав

и функциональное назначение отдельных частей... 225

5.3. Разновидности построения ОС для различных СОД,

сетевые операционные системы............................... 238

Контрольные вопросы..................................................... 244

глава 6. Организация программного обеспечения в Персональных компьютерах IBM-клона............................................................................. 246

6.1. Общая структура программного обеспечения........ 246

6.2. Краткая характеристика ОС, применяемых в ПК... 249

6.3. Инструментальное программное обеспечение ПК. 256

6.4. Пакеты прикладных программ................................. 259

6.5 Программное обеспечение компьютерной графики…285

Контрольные вопросы..................................................... 266

глава 7. ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ....... 267

7.1. Проблемы информационной безопасности............. 267

7.2. Защита информации от непреднамеренных воздействий 269

7.3. О некоторых понятиях компьютерной безопасности 272

7.4. Основные методы защиты от удаленных и локальных атак……………………………………………………………279

7.5. Компьютерные вирусы............................................. 290

7.6. Криптографические методы защиты информации.. 295

7.7. Бизнес в Интернете................................................... 301

7.8. Правовое обеспечение информационной безопасности 307

Контрольные вопросы..................................................... 312

Глава 8. БЕСПРОВОДНЫЕ СИСТЕМЫ И СЕТИ ПЕРЕДАЧИ

ДАННЫХ.................................................................................. 313

8.1. Беспроводные среды................................................. 313

8.2. Системы радиосвязи................................................. 317

8.3. Спутниковая система связи...................................... 323

8.4. Система подвижной радиосвязи 328

8.5. Беспроводное подключение узлов в локальных сетях. 340

Контрольные вопросы..................................................... 346

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ....................................................... 353

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

Существует большое количество учебников по информатике и их написание продолжается. В чем же причина этого изобилия?

Основы современной информатики были сформулированы еще в 40-х годах прошлого столетия и обычно связываются с именами таких ученых как Джон (Янош) Фон Нейман, Алан Тьюринг и дру­гие. К сожалению, очень редко упоминаются наши, отечественные, не менее значимые фигуры как Лебедев С.А., Глушков В.М., Мар­ков А.А., Ляпунов А.А. и многие другие.

Следует отметить, что основы информатики пока не подверга­ются серьезным изменениям. Тем не менее, развитие этой науки и расширение ее сферы влияния превзошло все мыслимые и самые оптимистические прогнозы и связано с колоссальными технологи­ческими достижениями и, прежде всего (хотя и не только), в разви­тии кремниевых чипов, эволюция которых продолжается почти 60 лет.

Все это приводит к расширению круга лиц вовлеченных в изу­чение этой дисциплины, а постоянное совершенствование техниче­ских, лингвистических и программных средств информатики (осо­бенно за последние 60 лет) требует постоянных дополнений и изу­чений при ее описании.

Чтобы понять революционные изменения произошедшие за по­следние 40-50 лет и повсеместное внедрение их в самые разнооб­разные области человеческой деятельности необходимо провести небольшой экскурс в эволюцию традиционных компьютерных сис­тем за этот период.

Так в 60-х - 80-х годах прошлого века сами компьютеры (тех­нические средства) были отделены от пользователя и обслужива­лись специалистами-профессионалами по различным компонентам машин (по процессору, различным периферийным устройствам и т.п.). То же самое имело место и в разделе программного обеспече­ния. Работа трансляторов языков программирования, операцион­ных систем, различных библиотечных программ обеспечивалась специальными группами людей, которые (по недоразумению) на­зывались математиками, а отделы назывались математическими. У пользователя не было необходимости разбираться в этих средствах.

 

Он должен был знать сами языки программирования и команды ОС и трансляторов. Основное направление использования компьюте­ров - научно-технические расчеты.

В связи с этим для рядового пользователя изучение информатики ограничивалось изучением курса программирования. Этот курс счи­тался традиционным, как правило, включая изучение языков про­граммирования, ориентированных на различные предметные облас­ти, а также особенности их реализации на различных типах больших компьютеров (в современной терминологии - мейнфреймы).

С середины 70-х годов в связи с появлением мини-компьютеров, а в дальнейшем и персональных компьютеров и вычислительных сетей, ситуация резко изменилась. Техника приблизилась к конеч­ному пользователю (значительно расширилась сфера использова­ния компьютеров) и потребовала от него определенных знаний, которые прежде были доступны только профессионалам, обслужи­вающим большие компьютеры. В большинстве случаев пользова­тель сам должен определять стратегию выбора и приобретения технических средств. К тому же значительно расширился спектр средств вычислительной техники. С появлением 16-разрядного микропроцессора, а затем 32- и 64-разрядных, кроме повсеместно распространенных персональных компьютеров, в рамках серьезных научно-технических и инженерных применений получили широкое распространение высокопроизводительные рабочие станции, а также серверы и так называемые суперсерверы - сетевые машины коллективного использования.

Появление новой элементной базы оказало значительное влия­ние на развитие мейнфреймов, которые успешно развиваются до последнего времени, несмотря на неоднократные предположения об их неминуемой гибели.

Высокую динамику демонстрирует рынок суперкомпьютеров. Это один из наиболее быстро развивающихся видов вычислитель­ных систем. Новые архитектурные подходы при создании этих са­мых мощных компьютеров связаны с так называемыми кластерны­ми системами и обязаны также интенсивному развитию твердо­тельной интегральной электронной техники. Широкое распростра­нение этих машин связано не только с традиционными научно-техническими применениями, но также с использованием их в промышленности (автомобильная, авиационная, металлургическая

 

и т.п.), для управления крупными базами данных, для принятия глобальных стратегических решений и т.п.

Производительность суперкомпьютеров постоянно растет, что связано, с одной стороны, постоянной возрастающими потребно­стями приложений, а с другой постоянный рост производительно­сти компьютеров нижнего уровня, использующим основные нова­ции разработчиков суперкомпьютеров. Наряду с традиционным использованием суперкомпьютеров в научных и инженерных рас­четах они применяются при работе с базами данных, криптогра­фии, биологии и медицине.

Исследование (расшифровка) генома живых организмов, моде­лирование человеческого мозга, медицинские экспертные системы и обработки изображений.

Безусловно, все эти сведения необходимо знать современному инженеру.

Вопросы языков программирования (лингвистического обеспе­чения) также имеют очень важное значение при освоении средств вычислительной техники рядовым пользователем. В этом разделе информатики также происходят значительные изменения в связи с расширением сферы использования компьютеров, разработкой современных программных интерфейсов, особенностями различ­ных аспектов сетевого программирования и т.п.

Развитие языков программирования происходит по ряду на­правлений. С одной стороны, происходит значительное расшире­ние возможностей традиционных (императивных) языков про­граммирования таких как FORTRAN, Pascal, С, которые иногда называют языками высокого уровня, так как они не связаны с ко­дом конкретной машины, но, тем не менее, они ориентированы на так называемую «архитектуру фон Неймана» и связаны с кодиро­ванием предварительно разработанного математического алгорит­ма решаемой задачи. При реализации программы на компьютере требуются программные средства для перевода ее в код конкретно­го компьютера - трансляторы. Для пользователя также требуются определенные усилия по освоению таких языков, так как они дале­ки от языков человеческого общения.С другой стороны, развитие языков связано с переходом на бо­лее высокий уровень, не зависимый от архитектуры компьютера, и с исключением средств традиционного программирования.

 

 

К таким средствам можно отнести так называемые функциональные языки и языки логического программирования (LISP, Prolog). Эти языки имеют пока очень ограниченное применение, хотя в определенных случаях оказываются достаточно эффективными.

Гораздо большее (массовое) распространение получили непро­цедурные (так называемые дескриптивные) языки, которые также можно отнести к языкам сверхвысокого уровня. Это языки управ­ления заданиями, языки пакетов прикладных программ, ориенти­рованные на наиболее распространенные области применений, -языки электронных таблиц, систем управления базами данных, ма­тематические пакеты, экспертные системы и т.п.

Однако как в первом, так и во втором случае полностью исклю­чить традиционное, процедурно-ориентированное программирова­ние не удается, и подобные языки включают в свой состав его элементы. Так известная фирма Microsoft, включает в свои основ­ные приложения язык Visual Basic, что позволяет пользователю самостоятельно и неограниченно расширять функциональные воз­можности приложений. Различные средства традиционного про­граммирования включают в свои пакеты и другие фирмы. В связи с этим, изучение средств программирования, развивающегося уже более 50-ти лет, по-прежнему актуально. В предлагаемом пособии описаны базовые элементы таких языков, их структура и направле­ния развития, прошедшие за последние 50 лет (см. гл. 5).

Программное обеспечение современных вычислительных сис­тем включает общесистемное, системное, инструментальное и при­кладное обеспечение и по своему объему на несколько порядков превышает средства, устанавливаемые на первых персональных компьютерах. При этом программы приложения, которые непо­средственно решают задачу пользователя, как правило, составляют незначительную долю программного обеспечения, установленного на компьютере. Однако пользователь должен иметь ясное пред­ставление о всех программах, которые имеются на его машине для эффективного ее использования.

Эта книга возникла в результате обработки конспекта лекций по вводным курсам «Информатика» и «Информатика и программиро­вание», прочитанных авторами для студентов ряда групп факульте­та «А», а также вечернего факультета МИФИ; учебного пособия «Основы современной информатики», подготовленного для вышеперечисленных категорий студентов в 2007 году, которое было значительно переработано и дополнено.

 

И, наконец, следует отметить, что в последнее время, учитывая предельные возможности современной технологии, идут разговоры по поводу того, когда же будет исчерпан потенциал кремниевой технологии, не утихают и постоянно «уточняются» сроки ее заката.

Так на рис. 1 а представлен прогноз развития этой технологии, сделанный в конце 80-х годов прошлого столетия, а на рис. 1 б со­временный прогноз фирмы Intel по развитию технологии самых популярных в мире микропроцессоров.

 

 

Рис. 1 а. Прогноз развития кремниевых технологий сделанный в 80-е годы

 

ЧИСЛО КОМПОНЕНТОВ НА КРИСТАЛЛ ежегодно удваивалось на протяжении 60-х годов. Примерно к 1972 г. все свободное пространство кристалла, которое можно было занять дополнительными компонентами, оказалось использованным, и рост плотности несколько замедлился. Тем не менее, согласно наиболее оптимистичным прогнозам, гигауровень ин­теграции, при котором на кристалле размещается миллиард компонентов, будет достигнут к 2000 г. Существуют различные мнения о том, какие

 

технологические ограничения препятствуют дальнейшему повышению уровня интеграции. Обозначения на рисунке: МИС — малые ИС; СИС — средние ИС; БИС — большие ИС; СБИС — сверхбольшие ИС; УБИС — ультрабольшие ИС.)

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2004 2010 2015 2020

(млн. транзисторов) 0,275 90 млн.тр. 120 млн.тр.

 

 

Рис. 1 б. Прогноз развития кремниевых технологий, сделанный фирмой Intel в

2008 г.

Как видно, достоверность прогнозов достаточно высока, дейст­вительно, современная технология доходит до атомарного уровня то есть до своих предельных возможностей, описываемых тради­ционной электротехникой (не говоря уже об энергозатратах и теп­ловыделении). В связи с этим появилось довольно много теорети­ческих рассуждений по поводу перехода на новые архитектуры (технологии) компьютеров - квантовый компьютер, молекулярный компьютер, нейронный компьютер, компьютер на основе ДНК-логики и т.п.

Однако, пока не видно достойной альтернативы кремниевой технологии. Теоретические рассуждения часто бывают очень дале-

 

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

АКД – аппаратура канала данных АЛУ – арифметико-логическое устройство АСНИ – автоматизированные системы научных исследований

Введение

Одним из основных понятий кибернетики является информация, под которой понимается совокупность данных (сведений), циркулирующих в реальном мире, в обществе, биологических и технических системах. Понятие информации принадлежит к исходным, неопределяемым понятиям науки. Как отражение явлений реального мира понятие информации раскрывается лишь указанием действий, в которых она участвует. Такими действиями могут быть измерение, передача, преобразование, обработка и хранение информации.

Важнейшие формы информации – дискретная и непрерывная. Дискретная форма информации является основной и представляется в виде конечных совокупностей качественно различных символов: это дискретные сигналы, печатные или рукописные документы, состояния цифровых автоматов и т.п. Непрерывная информация воплощается в образах (зрительных, звуковых и др.). Как в естественных, так и в искусственных процессах одна из этих форм информации может переходить в другую.

Информатикой называется наука о законах и методах измерения, передачи, обработки и хранения информации с использованием математических, технических и программных средств.

Термин «информатика», как название определенной выше области науки, был введен на рубеже 60-х – 70-х годов практически одновременно во французской (Informatique) и немецкой (Informatik) научной литературе. Еще раньше в США стало использоваться в аналогичном смысле название Computer Science. В отечественной практике употребление термина «информатика» длительное время сдерживалось тем, что он использовался как название области знаний, связанной с архивным делом и документалистикой. Окончательноеегоутверждение произошло лишь после перевода в 1976 г. книги Ф. Бауэра и Г. Гооза «Информатика» [1] и образования в 1983 г. отделения информатики, вычислительной техники и автоматизации АН СССР.

Когда речь идет о таких науках, как физика, химия, биология и т.п., трудно говорить о единой науке. По существу, под этими названиями объединяются сильно различающиеся направления, имеющие общие объекты исследования. Если, например, сравнить ядерную физику, механику, теорию электричества, то становится очевидным, что, несмотря на существование пограничных областей и взаимопроникновение методов и идей, каждое из этих направлений существует как самостоятельная наука. Аналогичная структура и у информатики. Под этим понятием объединяют ряд научных направлений, исследующих разные стороны одного и того же объекта информации.

Информатика родилась на основе достижений электротехники, электронике, точной механики, физики, автоматики, телемеханики, физиологии, математики, лингвистики и других, на первый взгляд даже не имеющих ничего общего между собой, наук.

Из областей знаний, являющихся разделами информатики или тесно связанными с ней, отметим следующие.

1. Теоретическая информатика – чисто математическая дисциплина, имеющая в своем составе следующие разделы:

математическую логику (математическая логика – одна из ветвей общей логики, науки о формах мышления, которая развивается применительно к потребностям математики и вычислительной техники);

вычислительную математику и вычислительную геометрию (вычислительная геометрия рассматривает алгоритмы для решения геометрических задач, основное прикладное значение – машинная графика);

системный анализ;

исследование операций.

2. Кибернетика – наука об управлении. Возникла в конце 40-х годов прошлого столетия, когда Н. Винер впервые выдвинул идею о том, что системы управления в живых, неживых и искусственных системах обладают многими общими чертами. Наиболее активно развивается раздел технической кибернетики, в состав которой входит теория автоматического управления.

3. Программирование – научное направление, которое своим появлением полностью обязано вычислительным машинам (термин «программирование» не всегда понимается однозначно, так как имеется ряд таких разделов математики, как линейное программирование, нелинейное программирование, дискретное программирование и т.п., не имеющих ничего общего с программированием для компьютеров; в связи с этим вместо термина «программирование» иногда употребляют термин «кодирование»).

4. Искусственный интеллект – самое молодое направление в информатике. Время его появления как научной дисциплины – начало 70-х годов прошлого столетия. Основная цель работы в области искусственного интеллекта – стремление проникнуть в тайны творческой деятельности людей, их способности к овладению навыками, знаниями и умениями. Это не чисто теоретическая наука, она занимается и прикладными вопросами. Примерами прикладных разделов этой науки являются робототехника или экспертные системы.

5. Информационные системы – направление, истоки которого лежат в области документалистики и анализа научно-технической информации. Информационные системы включают следующие разделы:

анализ и прогнозирование потоков разнообразной информации, перемещающихся в обществе;

исследование способов представления и хранения информации, создание специализированных языков для формального описания информации, разработку приемов сжатия, кодирования информации и т.п.;

создание информационно-поисковых систем и т.п.

6. Вычислительная техника – самостоятельное направление исследований, в рамках которого решается немало задач, не имеющих прямого отношения к информатике и ее проблемам (например, микроэлектроника, технология и т.п.). В то же самое время развитие вычислительной техники невозможно без использования результатов, полученных в теоретической информатике, программировании и других разделах, составляющих информатику.

7. Информатика в обществе – широкое внедрение компьютеров во все сферы человеческой деятельности, которое коренным образом изменяет среду обитания людей. Перспективы перехода к информационному обществу вызывают массу проблем социального, правового, технического характера. Все эти проблемы составляют объект исследования тех психологов, социологов, философов и юристов, работающих в области информатики.

8. Информатика в природе – изучение информационных процессов, протекающих в биологических системах, и использование накопленных знаний при организации и управлении природными системами и создании технологических систем. Три самостоятельные науки входят в эту ветвь информатики:

биокибернетика, изучающая информационно-управляющие процессы, протекающие в живых организмах (диагностика заболеваний и поиск путей их лечения);

бионика (нейрокибернетика), исследующая насколько принципы работы живых систем могут быть применены в искусственных объектах;

биогеоценология, решающая проблемы, относящиеся к системно-информационным моделям поддержания и сохранения равновесия природных систем и поиска таких воздействий на них, которые стабилизируют разрушающее воздействие человеческой цивилизации на биомассу земли.

Разнообразие решаемых информатикой проблем, широкое применение ее в научной, хозяйственной, административной и культурной деятельности делают необходимым изучение элементов этой научной дисциплины в средних, средних специальных и, тем более, в высших учебных заведениях. При всем многообразии разделов информатики и направлений, непосредственно связанных с ней, их появление и развитие зависит от средств вычислительной техники. Эти средства имеют универсальный характер и на определенном уровне не зависят от приложений. Они имеют основополагающую, фундаментальную роль в науке, которая называется информатика, именно с этим связано то, что в США вместо термина информатика употребляется computer science (компьютерные науки).

В то же самое время средства вычислительной техники включают в себя ряд взаимосвязанных частей, сильно различающихся по существу и требующих совершенно различных подходов при их изучении.

Это указанные выше разделы – вычислительная техника и программирование, включая языки программирования.

 

 

Глава 1. Технические средства информатики

 

Структура современных систем обработки данных

За сравнительно небольшой период развития электронных вычислительных систем появилось довольно много технических средств обработки данных (СОД). На рис. 1.1 представлена примерная структура СОД в наиболее употребляемых… Сосредоточенные (централизованные) системы – СОД, отдельные ком­поненты которых располагаются на расстояниях, не…

Общие сведения о структуре компьютера

И краткая характеристика его составных частей

Более чем за 50 лет развития современной вычислительной техники прогресс в аппаратной реализации компьютеров и их технических характеристиках… С самых общих позиций любой компьютер может быть рассмотрен в виде блоков…    

Типы и характеристики компьютерной графики.

Современные компьютеры все шире применяются для построения изображений (ри­сунков), используемых в научных исследованиях; для наглядного… В растровой графике изображение строится как множество точек, так называемых… При растрировании изображения на него как бы накладывается сетка линий, разби­вающая его на квадратные ячейки. Число…

Архитектура компьютеров, понятие об интерфейсах

И их разновидности

Большое значение имеет концепция взаимосвязи отдельных частей компьютера, структура или (как это принято называть в информатике) архитектура… Термин «архитектура компьютера» был введен в начале 60-х годов прошлого века… В современной литературе термин «архитектура» употребляется в различных контекстах, например, для теоретической…

Классификация компьютеров, краткие характеристики

Суперкомпьютеров, мейнфреймов и мини-компьютеров

Хотя современные персональные компьютеры (ПК) обладают впечатляющими возможностями, которые существенно расширились в связи с появлением… Хотя сложившаяся классификация ЭВМ в последнее время подвергается значительным… Компьютерные технологии усложняются прямо на глазах и пропорционально растёт риск принятия ошибочных решений при…

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Опишите основные концепции архитектуры фон Неймана, ее составные части и их назначение. Назовите основные направления развития этой архитектуры. Существуют ли принципиально отличные виды архитектур в системах обработки данных?

2. Рассмотрите структуру запоминающих устройств современных компьютеров. В чем причины расслоения памяти компьютеров? Дайте определение понятия виртуальной памяти.

3. Опишите назначение, основные характеристики, разновидности схемотехнической реализации оперативной памяти компьютера. В чем достоинства и недостатки различных типов RAM применяемых в современных компьютерах?

4. Каково назначение и основные функции центрального процессора (ЦП). Перечислите два уровня ЦП, форматы команд и данных. Дайте определение понятия микропрограммирования. Расскажите о многоуровневой организации ЦП, причинах ее расслоения и различных способах оценки быстродействия компьютеров.

5. Опишите различные способы распараллеливания процессов. Что такое векторная, конвейерная, векторно-конвейерная обработка данных. Назовите способы организации и ограничения в применимости этих методов.

6. Какие вы знаете назначение, функциональные особенности и разновидности периферийных устройств компьютеров, различные формы представления информации, коды, используемые в системах обработки данных.

 

 

глава 2. Микропроцессоры,

МИКРОкомпьютеры. персональные

компьютеры, рабочие станции,

Серверы и суперсерверы

 

2.1. Микропроцессоры – эволюция, классификация,

Перспективы

Компьютерная революция, произошедшая во второй половине прошлого века, связана, прежде всего, с рядом знаковых достижений в электронной, а точнее в… Важнейшим событием в развитии электроники указанного периода является… Хотя изобретение транзистора было выдающимся достижением, оно не сразу завоевало достойное место из-за трудностей…

Персональные компьютеры. Краткая история,

Функциональные возможности, номенклатура

Персональный компьютер (ПК) – небольшой компьютер, основой которого служит МП, т.е. микрокомпьютер. Однако не все микрокомпьютеры являются… Толчком к развитию персональных компьютеров послужило, прежде всего, создание… Можно выделить три основных этапа в развитии персональных компьютеров.

Архитектура ПК, системные и локальные шины, состав

Периферийных устройств

Архитектура ПК определятся системой шин, с помощью которых ЦП связан с ОП и периферийными устройствами. Современная архитектура ПК является результатом довольно длительного развития,… Чтобы иметь ясное представление о современной архитектуре ПК полезно посмотреть на динамику ее развития.

Рабочие станции, серверы и суперсерверы

Создание RISC-процессоров и микросхем памяти с большой емкостью привело к окончательному оформлению настольных систем высокой производительности,… В литературе существует неоднозначность в определении термина «рабочая… В современном представлении принадлежность к сети не является единственным признаком рабочей станции. Сама станция –…

О мобильных компьютерных устройствах

Революционные изменения в компьютерных технологиях безусловно связаны с появлением 16 ти разрядных МП и наступлением эры персональных компьютеров… Продвижение же ПК в сторону компактности и мобильности связано с разработкой… Ноутбук – это полностью автономная вычислительная система, имеющая полный набор устройств ввода – вывода и питающаяся…

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. В чем причины повышенного интереса к микропроцессорам? Дайте их определение. Какова их классификация, динамика и основные тенденции в развитии микропроцессоров фирмы Intel?

2. Перечислите различные типы архитектур микропроцессоров и области их применения. Назовите основные тенденции в развитии архитектуры микропроцессоров. Перечислите номенклатуру и ведущие фирмы-производители.

3. Каковы три этапа в развитии ПК, их основные достоинства концепции открытой архитектуры ПК IBM-клона? Назовите причины высокой популярности этих компьютеров. Перечислите основные этапы их развития. Каково современное состояние и направления их использования?

4. Какова динамика развития архитектуры ПК? В чем причины ее усложнения? Каков современный дизайн, типы использования шин. Назовите состав периферийных устройств и их интерфейсы.

5. Сформулируйте определение рабочих станций и серверов, общность и различия. Каковы основные направления их использования, классификация и современные тенденции в их развитии? В чем причины популярности серверов младшего уровня?

 

ГЛАВА 3. Сети компьютеров и средства

Телекоммуникационного доступа

 

Эволюция распределенных вычислительных систем

В начале ХIX в. передача электроэнергии и коллективное ее использование привели к технической революции во всех областях деятельности человеческого… В наше время решается, быть может, более важная задача – задача передачи… В 1993 г. группа экспертов подготовила по заказу Европейского союза материал «Европейское глобальное информационное…

Способы передачи данных по физическим линиям

Взаимное проникновение вычислительной техники и технических средств связи оказало серьезное влияние как на структуру компьютеров, так и на структуру… Средства связи, предназначенные для передачи информации между людьми, имеют… В настоящее время для распределенных вычислительных систем наиболее широко используются телефонные каналы.

Понятие подхода открытых систем, проблемы

Стандартизации, многоуровневый подход, стек протоколов

Применение метода открытых систем в настоящее время является основной тенденцией в области информационных технологий и средств вычислительной… Потребность в развитии открытых систем возникла давно. Это связано, в… Внедрение гетерогенных систем (от греческого – разнородный) и желание разделять между такими системами информацию…

Глобальные вычислительные сети, методы доступа,

Современное состояние и ближайшие перспективы

Глобальные или всемирные сети (GAN – Global Area Network) предназначены для связи абонентов, расположенных в различных географических регионах, и… Особый вид сетей – так называемые корпоративные (EWN – Enterprise Wide… В глобальных вычислительных сетях (ГВС) на первый план выходят администрация сети и средства связи, так как именно они…

Адресация, основные приложения

 

Internet с точки зрения технических средств – объединение сетей самого различного масштаба, состоящих из миллионов компьютеров, имеющих единые аппаратно-независимые протоколы среднего уровня (транспортные и сетевые адресные), использующих самые разнообразные каналы связи с различными протоколами канального и физического уровня.

С точки зрения пользователя, Internet – это глобальное информационное пространство, значительно расширяющее традиционные средства телекоммуникаций. Информация в этом пространстве может сохраняться и по мере надобности многократно воспроизводиться.

Принято считать 1969 г. началом истории Internet, когда в США была создана сеть компьютеров ARPANET. Аналогично большинству современных технологий Internet начинался как военная программа, рожденная в недрах Министерства обороны США. Первоначальные замыслы по созданию компьютерных сетей абсолютно не предполагали современную глобализацию. Основная задача, которая решалась на начальном этапе, связана с системами раннего оповещения – средство обеспечения правительственной связи на случай ядерной войны. Решение этой задачи было возложено на Агентство передовых исследовательских проектов (Advanced Research Projects Agency – ARPA) Министерства обороны США. Чрезвычайно плодотворные идеи, заложенные и впоследствии реализованные в проекте, явились следствием популярности этих сетей. Принципиальным при разработке сети считалось то, что сеть не должна быть централизованной, состоять из отдельных сегментов (tatters – лохмотья), каждый узел сети является независимым от остальных узлов и самостоятельно отвечает за прием и передачу сообщений. В основу информационного обмена был положен принцип коммутации пакетов. В работу над созданием проекта были включены ведущие университеты США (МТИ, КАЛТЕХ и др.). В 1969 г. в ARPA было принято решение объединить суперкомпьютеры оборонных и научных управляющих центров США в единую сеть под названием ARPANET. В 1969 г. эта сеть объединяла четыре компьютера, в 1971 г. – 14, в 1973 г. – 30. Затем процесс приобрел лавинообразный характер. Соразработчиками и узлами создаваемой коммуникационной инфраструктуры стали: Национальный научный фонд (NSF), Министерство энергетики (DOE), Министерство обороны (DOD), Агентство здравоохранения (HHS), Национальное аэрокосмическое агентство (NASA). С 1989 г. объединение этих сетей и принято называть Internet (Arpanet к этому времени вышел из этого объединения). К настоящему времени узлы Internet существуют на всех континентах, точную цифру узлов сетей назвать очень сложно, так как она постоянно изменяется. Европейская часть Internet носит название EUnet. Среди Российских сетей, крупнейшей является Relcom – Reliable Communications (надежные коммуникации) – полное название EUnet/Relcom. Достаточно популярны также следующие сети:

Sowam Teleport – коммерческая сеть, ориентированная исключительно на коммерческие организации;

FREEnet (The Network For Research Education and Engineering) – некоммерческая сеть, созданная для объединения сетей исследовательских организаций;

RADIO-MSU – тоже некоммерческая сеть, объединяющая физические центры академии наук;

Runet – сеть российских университетов.

GLASNET – неправительственная, некоммерческая сеть, спонсируемая США.

Количество сетей в России увеличивается. Одна из характерных особенностей сетей Internet та, что впервые был технически реализован принцип коммутации пакетов, весьма удачно разработаны в 1982 г. протоколы TCP/IP и их интеграция с операционной системой UNIX.

Несколько слов о протоколах в сетях Internet. Хотя стек протоколов Internet, изображенный на рис. 3.12, не полностью соответствует эталонной модели, расхождения с ней не очень велики.

Здесь следует отметить, что существует два вида стандартов – промышленные стандарты (например, те, которые разрабатывает ISO) и стандарты de facto, к которым можно отнести ряд стандартов ГBC Internet.

Первый уровень Hardware соответствует физическому уровню эталонной модели и так же, как и второй уровень Network interface, соответствующий канальному уровню, ответственному за методы доступа к каналу и логику передачи физической среды (упаковывая

 

Рис. 3.12. Стек протоколов Internet

 

пакеты в формат, именуемый кадрами, – FRAME), не является характерным протоколом Internet. Основными протоколами являются протоколы TCP/IP третьего и четвертого уровней. Internet протокол (IP), обеспечивающий адресацию и маршрутизацию пакетов (Datagram), соответствует сетевому уровню эталонной модели. Он не гарантирует сохранение порядка и целостности потока пакетов и не различает логические объекты (процессы), порождающие поток информации.

Следующий уровень стека протоколов Transport, или TCP, включает в себя два протокола, также относящихся к основным протоколам Internet, не зависимым от физического канала передачи. Это протокол TCP (Transmission Control Protocol) – протокол управления передачей, и протокол UDP (User Datagram Protocol) – дейтаграммный протокол передачи данных. Этот уровень соответствует двум уровням эталонной модели: транспортному и сеансовому. Протокол TCP, или протокол с установлением соединения, работает в режиме виртуального канала связи (разбивает сообщение на пакеты при передаче, собирает их в правильном порядке на приеме и отвечает за целостность потока данных) и обеспечивает правила проведения сеанса связи. Протокол UDP работает в дейтаграммном режиме, не контролируя порядок доставки пакетов и их целостность, но в отличие от IP способен различать приложения (которых на одном узле может быть несколько) и передавать информацию к нужным приложениям.

Верхний уровень стека протоколов Internet – протоколы приложений (Application), которые передают транспортному уровню сообщения (Message) в необходимом формате. Протоколы Application включают в себя представительный и прикладной уровни эталонной модели.

Таким образом, основу протоколов Internet составляют протокол сетевого уровня IP и протоколы транспортного уровня TCP и UDP, выбор которых связан с видом приложений и типом используемого канала связи.

Учитывая, что Internet объединяет десятки, а то и сотни миллионов компьютеров, выбор способов адресации является актуальной задачей, определяющей эффективность работы сети. IP-адрес – последовательность, состоящая из четырех байтов. Принято каждый байт этой последовательности записывать в виде десятичного числа, разделенного точками, например:

192.171.153.60

Каждое место подсоединения к сетевому интерфейсу имеет свой IP-адрес. Адрес состоит из двух частей: адреса сети и адреса хоста. Под хостом понимают любой компьютер или другое устройство (принтер, терминал и т.п.), включенные в сеть. Существует пять классов IP-адресов, рис. 3.13 (ID – Identification Data – идентификатор сети-хоста).

Разбивка сетей на классы А, В, С связана с разделением их по масштабности (глобальности). Количество сетей и хостов в каждом классе адресации представлено в табл. 3.2. При разработке IP адресов предполагалось, что эти классы будут использоваться по различному назначению.Классы D и Е зарезервированы под специальные нужды. Учитывая, что самые мелкие сети (класс С) имеют возможное количество узлов 254, а в реальных физических сетях их бывает значительно меньше (например, сегмент тонкого Ethernet допускает только 32 узла), важным элементом адресного пространства Internet являются подсети. Схема разбиения адресного пространства сети на подсети представлена на рис. 3.14. Из этого

0 1 2 3 4 8 16 24 31

Класс А

 

 

Класс В

 

 

Класс C

 

 

Класс D

 

 

Класс Е

 

 

Рис. 3.13. Классы адресов Internet

 

рисунка видно, что один и тот же узел имеет два адреса, соответствующие адресам подсети (каждый интерфейс имеет свой адрес), которые он объединяет. Для адресации подсетей используется часть IP-адресов, закрепленная за номерами хостов.

 

Таблица 3.2

 

Количество сетей и хостов в различных классах адресов Internet

 

Класс	Диапазон значений первого октета	Возможное количество сетей	Возможное количество узлов
A	1 – 126
B	128 – 191
C	192 – 223
D	224 – 239	–	228
E	240 – 247	–	227

 

Числовая адресация удобна для машинной обработки таблиц маршрутов, но она очень неудобна для использования человеком. Эта проблема, а также проблема эффективного распределения огромного количества адресов в Internet решается с помощью доменной системы имен (DNS – Domain Name System), имеющей иерархическую структуру. Каждому хосту присваивается символьное имя, отражающее наиболее характерные его черты.

 

 

Рис. 3.14. Схема разбиения адресного пространства сети на подсети

 

Домен представляет собой группу сетей, находящихся под управлением одной организации, например компании или правительственного агентства. Домены имеют иерархическую структуру, т.е. они могут состоять из ряда подчиненных ему доменов. Имена доменов отражают эту иерархическую структуру.

Иерархия доменных имен, аналогичная иерархии файлов, принятой в файловых системах, представлена на рис. 3.15.

Полный адрес формируется справа налево добавлением имен вложенных доменов, разделенных точкой. Для отображения доменных имен на адреса IP существует распределенная база данных DNS, используя которую узлы могут преобразовывать доменные адреса в численные адреса IP. При этом каждый узел хранит только часть этой базы, определяющей адреса нижнего иерархического уровня. Этим и обеспечивается эффективность поиска.

 

Пример иерархической доменной системы имен	Полные доменные имена узлов

 

Рис. 3.15. Иерархия доменных имен

 

При создании Internet в сети было определено несколько доменов верхнего уровня, разделяющих доменные адреса по их принадлежности к различным организациям:

gov – правительственные организации;

com – коммерческие организации;

org – некоммерческие организации;

edu – исследовательские организации и университеты;

net – организации, занимающиеся сетевыми технологиями.

После выхода сети за пределы США в ней появились домены более высокого уровня, принадлежащие различным странам. Представим некоторые из них:

au – Австрия;

fr – Франция;

de – Германия;

ie – Ирландия;

il – Израиль;

it – Италия;

nz – Новая Зеландия;

ru – Российская Федерация;

us – США.

Когда говорят об использовании Internet, речь идет об использовании прикладных программ, поддерживаемых различными прикладными протоколами. Можно вы­делить две группы таких программ: к первым относятся телекоммуникационные программы, входящие в состав основных операционных систем (ОС) больших и малых компьютеров.

К таким приложениям ОС можно отнести следующие:

Telnet, или эмуляция терминала, обеспечивает подключение вашего терминала к удаленному компьютеру и использование его ресурсов;

FTP (File Transfer Protocol) обеспечивает прием и передачу файлов между компьютерами (протокол FTP также предоставляет серверу средства для идентификации клиента, хотя существует очень большое количество FTP-серверов с анонимным доступом для всех же­лающих);

E-mail – электронная почта, является одним из самых ранних и наиболее популярных применений Internet (существует очень большое количество почтовых программ с различными интерфейсами и функциональными возможностями).

Появление Internet привело к появлению множества новых приложений, связанных, прежде всего, с распределением информационных ресурсов этой глобальной сети. Среди распределенных информационно-поисковых систем, кроме традиционных, построенных на принципе иерархических каталогов американских систем Gopher и WAIS, следует особо отметить разработанную в 1989 г. сотрудником CERN* Тимом Бернс Ли так называемую всемирную паутину – поисковую информационную систему всемирной распределенной базы данных – распределенную гипертекстовую информационную систему World Wide Web (WWW). Области распространения этой системы стремительно расширяются. Разработана развитая система инструментальных средств подготовки гипертекстовой информации. Существует большое количество программ (броузеров) с различными интеллектуальными возможностями для чтения гипертекстовой информации.

В заключение следует отметить, что Internet – не единственная ГВС такого типа.

Довольно широкое распространение получила ГВС BITNET (Because It's time NET-work), объединяющая более 1500 организаций из 52 стран. Европейская часть этой сети называется EARN (European Academic Research Network). Сеть построена на основе стандарта IBM – NJE (Network Job Entry), используемого в операционной системе мейнфреймов IBM – MVS. Одним из наиболее популярных ресурсов BITNET является система почтовых списков LISTSERV. В Internet имеются шлюзы для доступа к этим спискам.

 

Локальные вычислительные сети,

разновидности протоколов канального уровня,

Технические средства, используемые ЛВС

Локальные вычислительные сети (ЛВС) начали использоваться с середины 70-х годов в результате падения цен на электронные компоненты, расширения… Средства связи, применяемые в глобальных вычислительных сетях, нецелесообразно… В то время, как глобальные сети могут быть общедоступными или частными, локальные сети, как правило, принадлежат той…

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Назовите четыре типа информации, передаваемой по сетям. Почему за последнее время выросла популярность оптического волокна?

2. Укажите основные принципы, достоинства и недостатки централизованной и распределенной обработки данных.

3. Определите функциональное назначение основных типов коммуникационного оборудования – повторителей, концентраторов, мостов, коммутаторов, маршрутизаторов, шлюзов.

4. Укажите основные методы повышения пропускной способности каналов передачи данных. В чем разница между мультиплексированием и сжатием (компрессией) информации?

5. Что такое протокол в мире коммуникаций? Какова разница между протоколом и интерфейсом? Каковы причины многоуровневого подхода к сетевым протоколам? Укажите различия между протоколами ТСР/IP и эталонной моделью.

6. Укажите разницу между аналоговыми и цифровыми данными, сигналами и каналами. Какие типы данных можно передавать по аналоговым и цифровым каналам?

7. Укажите среды, используемые для передачи данных. В чем преимущества и недостатки разновидности сред, используемых глобальными и локальными сетями передачи данных?

8. Назовите методы доступа в локальных и глобальных сетях передачи данных, их достоинства и недостатки. Какова структура канала связи?

 

 

ГЛАВА 4. Лингвистические средства

Компьютеров

 

Основные тенденции

В развитии языков программирования

Под языками программирования понимается система формальных обозначений для точного описания абстрактных структур данных и алгоритмов программ. Так… Внешняя форма языка программирования, т.е. запись текста программы… Следует различать язык программирования и его реализацию. Реализация языка – программа, которая преобразует запись…

Классификация и краткая характеристика

Современных языков программирования

Все языки программирования можно сгруппировать по некоторым признакам в ряд подгрупп (с определенной степенью условности). На рис. 4.2 представлен… Из рисунка видно, что на сегодняшний день языки можно разделить на две большие…

Структура и сравнительные характеристики

Процедурно-ориентированных (императивных) языков

Программирования

Важнейшим из факторов, влияющих на разработку языков программирования, является архитектура компьютера. Большинство популярных языков последних 40… Главным элементом императивных языков программирования, основанных на… Поскольку команды и данные хранятся в соседних ячейках, то операции на компьютере выполняются быстро. Стремление…

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. В чем различие между языком программирования и его реализацией? Каковы составные части языка – синтаксис и сематика, различия в использовании служебных слов (ключевые, зарезервированные, предопределенные слова)?

2. Чем определяется уровень языка? В чем особенности и к какому уровню можно отнести: машинные языки и ассемблеры; императивные языки; аппликативные языки; дескриптивные языки?

3. Назовите причины, стимулирующие развитие языков программирования и основные тенденции в их развитии.

4. Перечислите основные направления специализации языков программирования. Каковы причины расширения функциональности проблемно-ориентированных языков программирования?

5. Расскажите о модульном, структурном, объектно-ориенти­рованном программировании. Назовите основные принципы, причины развития языков в этих направлениях.

ГЛАВА 5. Программные средства СОД

 

Общие сведения, классификация программного

Обеспечения и краткая характеристика отдельных частей

До 70-х годов изготовители ЭВМ, как правило, продавали лишь изделие одного вида – аппаратуру (Hard ware). Операционные системы (ОС), вспомогательные… Все это привело к следующим последствиям: появилось большое количество фирм, разрабатывающих и продающих ПО;

Операционные системы, их эволюция, состав

И функциональное назначение отдельных частей

В 40-е годы полное отсутствие элементов ОС привело к чрезвычайно низкой эффективности использования ЭВМ. Операторы должны были вручную (с помощью… 50-е годы ознаменовались появлением зачатков ОС, хотя отсутствовало само… 60-е – 70-е годы связаны с появлением многофункциональных операционных систем общего назначения для больших ЭВМ. Это…

Разновидности построения ОС для различных СОД,

Сетевые операционные системы

Большое разнообразие и различие функциональных возможностей ОС больших и малых ЭВМ 70-х – 80-х годов объясняется различием в уровне технических… расширяемость (модульность) – написание кода таким образом, чтобы можно было… переносимость – перенос кода с аппаратной платформы одного типа на аппаратную платформу другого типа;

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Что следует понимать под программой и программным обеспечением? В чем различие Saft Ware, Firm Ware, Share Ware, Free Ware? Какие три состояния (формата) может иметь программа одного и того же функционального назначения?

2. Расскажите о жизненном цикле программного обеспечения, назначении каждой фазы. Перечислите основные этапы фазы разработки.

3. Расскажите о разновидности программного обеспечения (ПО). Перечислите функциональные особенности различных видов ПО и способы организации прикладного ПО.

4. Какие основные функции выполняет операционная система (ОС)? Назовите ее составные части, место размещения и способы загрузки.

5. Перечислите разновидности трансляторов. Укажите области их применения. Какова роль компоновщиков при подготовке программ? Что имеется в виду под динамическим связыванием?

6. Что такое файловая система? Назовите ее основные функции, разновидности файлов и их атрибуты.

7. Расскажите об особенностях ОС различных вычислительных систем. Перечислите основные функции сетевых ОС и их разновидности.

 

ГЛАВА 6. ОРГАНИЗАЦИЯ ПрограммноГО

ОбеспечениЯ В перональных Компьютерах

IBM-клона

 

Общая структура программного обеспечения

Все компоненты программного обеспечения, описанные в гл. 5, присутствуют и в структуре ПО ПК. Однако система программного обеспечения этого вида ЭВМ… История развития ПО персональных компьютеров IBM-клона началась с августа 1981… Массовое внедрение ПК и большое количество фирм, специализирующихся на разработке ПО для них, привели, с одной…

Краткая характеристика ОС, применяемых в ПК

До последнего времени для ПК IBM-клона применяются три типа локальных ОС: однопользовательская однозадачная DOS; однопользовательские многозадачные OS/2, Windows 95, 98, 2000, ...;

Инструментальное программное обеспечение ПК

На ПК, совместимых с IBM PC, реализованы практически все широко распространенные языки программирования, а многие из них имеют несколько независимых… Фирмы-разработчики, как правило, вводят дополнительные возможности для… Однако такая несовместимость не является столь актуальной, как это было прежде. Массовое распространение и простота…

Пакеты прикладных программ

Разработка ППП является одним из основных направлений развития ПО ПК. Именно благодаря этому виду прикладного программного обеспечения ПК приобрели… Широкий спектр ППП можно условно разделить на три иерархических уровня по… На нижнем уровне находятся пакеты универсального применения не связанные с конкретными приложениями – областями…

Программное обеспечение компьютерной графики.

Программные средства работы с компьютерной графикой называют графическими редакторами (graphics editor). Существуют два типа графических… 1) редакторы для создания новых изображений; 2) редакторы для улучшения уже готовых изображений, полученных с помощью ска­нера, видеокамеры, цифрового фотоаппарата…

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. В чем особенности структуры ПО ПК? Какие части ОС необходимы всем компьютерам? Какие части определяются областью их применения? Назовите разновидности вспомогательных программ (утилит), разработанных для ОС ПК.

2. Назовите разновидности ОС, применяемых в ПК. В чем основные ограничения DOS? Перечислите основные компоненты, характерные для всех дисковых операционных систем ПК.

3. Расскажите об особенностях физической организации файловых систем ПК. В чем причины перехода от таблицы FAT 16 к таблице FAT 32?

4. Каковы основные направления развития OS/2, функциональные возможности, совместимость с DOS приложениями? Назовите основные достоинства системы управления файлами HPFS.

5. Перечислите основные причины популярности OC UNIX. Расскажите о системах приоритетов ОС UNIX, защите файлов, направлениях использования этой ОС.

6. Расскажите об особенностях инструментального программного обеспечения ПК, структуре и составе инструментальных сред, интегрированных средах фирмы Borland – Delphy, C⁺⁺Builder.

 

ГЛАВА 7. ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

 

Проблемы информационной безопасности

Проблема информационной безопасности возникла достаточно давно и имеет глубокие исторические корни. До сравнительно недавнего времени методы защиты… Можно выделить некоторые причины, которые и привели к необходимости как… Первые системы коллективного пользования ЭВМ, а затем объединение их в глобальные и локальные сети, технологии…

Защита информации от непреднамеренных

Воздействий

Рассмотрим некоторые приемы и методы, связанные с защитой информации от случайных ошибок или некомпетентности пользователей, а также от сбоев… Для того чтобы обезопасить себя от неприятных последствий (связанных с… Резервное копирование данных.Методы, используемые для резервного копирования, зависят от их объема, важности…

О некоторых понятиях компьютерной безопасности

Термины «информационная безопасность» (information security) и «безопасность сети» (network security) в широком смысле относятся к секретности, т.е.… Обеспечение информационной безопасности требует охраны как физических, так и… Обеспечение безопасности такого виртуального ресурса, как информация, обычно связывают с тремя основными понятиями…

Основные методы защиты

От удаленных и локальных атак

Говоря об удаленных атаках, следует отметить, что защита от них взаимосвязана с методами доступа и использованными пользователем ресурсами… Методы защиты связаны также с используемой пользователем операционной… Поэтому администраторы сетей могут запретить использовать эти базовые протоколы для предоставления авторизированного…

Компьютерные вирусы

Проблема «вирусов» и «вирусной безопасности» возникла достаточно давно. Первые исследования саморазмножающихся искусственных технических и… Одной из самых известных практических реализаций чисто теоретических работ фон… Этот крупнейший инцидент в области компьютерной безопасности доказал (не теоретически, а практически) возможность…

Криптографические методы защиты информации

Поскольку в основе всех автоматизированных сетевых и компьютерных систем безопасности находится криптография, пользователю любого уровня полезно… Слово криптография греческого происхождения и означает тайнопись, в… До изобретения в 1970-х годах шифрования с так называемым открытым ключом традиционное шифрование (иногда называемое…

Бизнес в Интернете

В конце 1999 г. сразу два автомобильных гиганта Ford и General Motors объявили о своем намерении перевести большую часть своих коммерческих операций… Внутрикорпоративный бизнес. В основе внутренней деловой активности лежат… Бизнес между производителями. Большинство решений, поддерживающих операции между производителями, построены по…

Правовое обеспечение информационной безопасности

К правовым мерам обеспечения информационной безопасности относится: разработка норм, устанавливающих ответственность за компьютерные преступления;… Частично указанные проблемы были решены после введения в действие с 1 января… Неправомерный доступ к компьютерной информации должен осуществляться умышленно, т.е. совершая это преступление, лицо…

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. В чем причины, связанные с необходимостью разработки новых методов защиты информации и дальнейшему развитию традиционных? На каких направлениях использования информационных систем эти методы особенно актуальны?

2. Какие непреднамеренные воздействия могут привести к потере информации, и каким образом осуществляется резервное копирование? Расскажите о защите от помех в электросетях. Что такое избыточность данных как метода защиты информации от непреднамеренных воздействий?

3. Определите, что означают следующие требования к методам защиты информации: целостность данных; доступность данных; секретность и конфедициальность; авторизация; аутентификация; запрещение повторного использования?

4. Какие методы защиты от локальных атак знаете?

5. Что такое криптография? Опишите традиционную схему шифрования открытым ключом. Назовите основные методы атаки на традиционную схему.

6. Расскажите, что такое электронная подпись. Назовите основные причины необходимости в ее специальной защите. Перечислите основные методы, применяемые для этих целей. Расскажите о защитной функции хэширования.

 

ГЛАВА 8. БЕСПРОВОДНИЕ СИСТЕМЫ

И СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

 

Беспроводные среды

По мере того как электронные информационные системы затрагивают все большие аспекты деятельности человека, необходимость привязываться к этим… Беспроводная связь становится необходимой в следующих случаях: требуется мобильная связь;

Системы радиосвязи

Для двухстороннего обмена сигналами нужно иметь два комплекта оборудования. Двухсторонняя связь может быть симплексной и дуплексной. При симплексной… В качестве функциональных узлов в состав радиопередатчика входят генератор… Задачи радиоприемного устройства сводятся к выделению полезного радиосигнала (очень малой мощности) из множества…

Спутниковая система связи

Спутник связи представляет по существу микроволновую ретрансляционную станцию. Он используется для связи двух или более наземных… Рис. 8.2. Системы спутниковой связи: а – двухточечный спутниковый канал связи; б – широковещательная рассылка через…

Системы подвижной радиосвязи

В настоящее время доминирующее положение на рынке подвижной радиосвязи занимают: профессиональные (частные) системы подвижной радиосвязи (PMR – Professional… системы персонального вызова (Paging System);

Беспроводное подключение узлов в локальных сетях.

Одна точка может обслуживать несколько мобильных узлов, но, естественно, чем больше узлов, тем меньше эффективная скорость передачи каждого из них.… В 1997 году был принят стандарт для беспроводных сетей IEEE 802.11 (в народе… Потребность в беспроводном подключении узлов к локальной сети возникает в ряде случаев использования локальных сетей…

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Перечислите направления применения беспроводных систем передачи данных, основные достоинства и слабые стороны беспроводных систем.

2. Каковы особенности применения беспроводных средств связи в локальных вычислительных сетях (ЛВС)? Перечислите разновидности и функциональные возможности радиосвязи. Расскажите об использовании инфракрасного излучения для передачи информации в ЛВС.

3. Перечислите основные типы радиосвязи, используемые в ГВС. Как зависит частотный диапазон от используемого типа радиосвязи?

4. В чем особенность спутниковой системы связи? Какие орбиты спутников используются для передачи данных и их сравнительные характеристики?

5. Перечислите основные системы подвижной радиосвязи, особенности сотовой связи, различия в системах AMPS и GSM.

СПИСОК ТЕРМИНОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЙ

Алгоритм шифрования – различные способы преобразования текста. Аналоговые данные – физическая величина, которая может изменяться в… Аналоговый сигнал – непрерывно изменяющаяся электромагнитная волна, распространяющаяся в различных средах.

МЕДИЦИНСКИЕ

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Учебное пособие   Редактор