Виды информационных сетей и их топология

ПЛАН:











Виды информационных сетей и их топология. 

Периферийные устройства ПЭВМ. 

Операционные системы, разновидности возможности.

Список литературы.




Виды информационных сетей и их топология.



Компьютерная сеть - представляет собой систему распределенной обработки информации, состоящую  как минимум из двух компьютеров, взаимодействующих между собой с помощью специальных средств связи. 

Или другими словами сеть представляет собой совокупность соединенных друг с другом ПК и других вычислительных устройств, таких как принтеры, факсимильные аппараты и модемы. Сеть дает возможность отдельным сотрудникам организации взаимодействовать друг с другом и обращаться к совместно используемым ресурсам; позволяет им получать доступ к данным, хранящимся на персональных компьютерах в удаленных офисах, и устанавливать связь с поставщиками. 

Компьютеры, входящие в сеть выполняют следующие функции:

Организация доступа к сети.

Управление передачей информации.

Предоставление вычислительных ресурсов и услуг абонентам сети.



Виды компьютерных сетей.

Локальные и территориально-распределенные сети.

Локальная сеть (LAN) связывает ПК и принтеры, обычно находящиеся в одном здании (или комплексе зданий). Территориально-распределенная сеть (WAN) соединяет несколько локальных сетей, географически удаленных друг от друга. 

Локальная сеть 

Локальные сети (ЛС) представляющие собой самую элементарную форму сетей, соединяют вместе группу ПК или связывают их с более мощным компьютером, выполняющим роль сетевого сервера (см. рисунок). Все ПК в локальной сети могут использовать специализированные приложения, хранящиеся на сетевом сервере, и работать с общими устройствами: принтерами, факсами и другой периферией. Каждый ПК в локальной сети называется рабочей станцией или сетевым узлом. 

Локальные сети позволяют отдельным пользователям легко и быстро взаимодействовать друг с другом. Вот лишь некоторые задачи, которые позволяет выполнять ЛС: 

совместная работа с документами; 

упрощение документооборота: вы получаете возможность просматривать, корректировать и комментировать документы не покидая своего рабочего места, не организовывая собраний и совещаний, отнимающих много времени; 

сохранение и архивирование своей работы на сервере, чтобы не использовать ценное пространство на жестком диске ПК; 

простой доступ к приложениям на сервере; 

облегчение совместного использования в организациях дорогостоящих ресурсов, таких как принтеры, накопители CD-ROM, жесткие диски и приложения (например, текстовые процессоры или программное обеспечение баз данных). 



Территориально-распределенные сети.

Территориально-распределенные сети обеспечивают те же преимущества, что и локальные, но при этом позволяют охватить большую территорию. Обычно для этого используется коммутируемая телефонная сеть общего пользования (PSTN, Public Switched Telephone Network) с соединением через модем или линии высокоскоростной цифровой сети с предоставлением комплексных услуг (ISDN, Integrated Services Digital Network). Линии ISDN часто применяются для передачи больших файлов, например содержащих графические изображения или видео. 

Встраивая в базовые локальные сети функциональность территориально-распределенных сетей, реализуемую с помощью модема или сервера удаленного доступа, можно выгодно использовать технологии внешних коммуникаций, в том числе: 

передачу и прием сообщений с помощью электронной почты (e-mail); 

доступ к Internet. 



Internet .

Internet представляет собой огромную общедоступную глобальную сеть, соединяющую пользователей всего мира с хранилищами данных, изображений и звука. Стремительно расширяясь (примерно 200% в год), Internet играет все более важную роль в бизнесе. 

На сегодня основными функциями Internet остаются электронная почта и обмен информацией между группами по интересам и исследователями. Сети становятся все более мощными, а к Internet подключается все большее число компаний и индивидуальных пользователей. Internet служит связующим звеном между компаниями, их потенциальными заказчиками и поставщиками. Сегодня Internet может поддерживать развивающиеся приложения передачи речи и видео, такие как системы дистанционного обучения и удаленной диагностики или лечения, предоставляя возможности обучения и получения медицинской помощи через Internet практически любой семье или компании. 



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



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

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

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

Протоколы – представляют собой правила взаимодействия  функциональных элементов сети.

Интерфейсы – средства сопряжения функциональных элементов сети. Следует обратить внимание, что в качестве  функциональных элементов могут выступать как отдельные устройства так и программные модули. Соответственно различают аппаратные и программные интерфейсы.

Топологии компьютерных сетей.

Узел сети представляет собой компьютер, либо коммутирующее устройство сети.

Ветвь сети - это путь, соединяющий два смежных узла.

Узлы сети бывают трёх типов: 

		оконечный узел - расположен в конце только одной ветви; 

		промежуточный узел - расположен на концах более чем одной ветви; 

		смежный узел - такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов. 

Способ соединения компьютеров в сеть называется её топологией.

Наиболее распространенные виды топологий сетей:

Линейная сеть:

Содержит только два оконечных узла, любое число промежуточных узлов и имеет только один путь между любыми двумя узлами.





Кольцевая сеть:

Сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви.





Звездообразная сеть:

Сеть, в которой имеется только один промежуточный узел.





Общая шина:

В этом случае подключение и обмен данными производится через общий канал связи, называемый общей шиной.





Древовидная сеть:

Сеть, которая содержит более двух оконечных узлов и по крайней мере два промежуточных узла, и в которой между двумя узлами имеется только один путь.





Ячеистая сеть:

Сеть, которая содержит по крайней мере два узла, имеющих два или более пути между ними.





Полносвязная сеть: Сеть, в которой имеется ветвь между любыми двумя узлами.





№ 2. Периферийные устройства персонального компьютера.



Периферийные устройства персонального компьютера подключаются к его интерфейсам и предназначены для выполнения вспомогательных операций. Благодаря им компьютерная система приобретает гибкость и универсальность.

По назначению периферийные устройства можно подразделить на:

•   устройства ввода данных;

•   устройства вывода данных;

•   устройства хранения данных;

•   устройства обмена данными.



Устройства ввода знаковых данных.

Специальные клавиатуры. Клавиатура является основным устройством ввода данных. Специальные клавиатуры предназначены для повышения эффективности процесса ввода данных. Это достигается путем изменения формы клавиатуры, раскладки ее клавиш или метода подключения к системному блоку.

Клавиатуры, имеющие специальную форму, рассчитанную с учетом требований эргоножики, называют эргономичными клавиатурами. Их целесообразно приме-. нять на рабочих местах, предназначенных для ввода большого количества знаковой информации. Эргономичные клавиатуры не только повышают производительность наборщика и снижают общее утомление в течение рабочего дня, но и снижают вероятность и степень развития ряда заболеваний, например туннельного синдрома кистей рук и остеохондроза верхних отделов позвоночника.

Раскладка клавиш стандартных клавиатур далека от оптимальной. Она сохранилась со времен ранних образцов механических пишущих машин. В настоящее время существует техническая возможность изготовления клавиатур с оптимизированной раскладкой и существуют образцы таких устройств (в частности, к ним относится клавиатура Дворака). Однако практическое внедрение клавиатур с нестандартной раскладкой находится под вопросом в связи с тем, что работе с ними надо учиться специально. На практике подобными клавиатурами оснащают только специализированные рабочие места.

По методу подключения к системному блоку различают проводные и беспроводные клавиатуры. Передача информации в беспроводных системах осуществляется инфракрасным лучом. Обычный радиус действия таких клавиатур составляет несколько метров. Источником сигнала является клавиатура.

Устройства командного управления

Специальные манипуляторы. Кроме обычной мыши существуют и другие типы манипуляторов, например: трекболы, пенмаусы, инфракрасные мыши.

Трекбол в отличие от мыши устанавливается стационарно, и его шарик приводится, в движение ладонью руки. Преимущество трекбола состоит в том, что он не нуждается в гладкой рабочей поверхности, поэтому трекболы нашли широкое применение в портативных персональных компьютерах.

Пенмаус представляет собой аналог шариковой авторучки, на конце которой вместо пишущего узла установлен узел, регистрирующий величину перемещения.

Инфракрасная мышь отличается от обычной наличием устройства беспроводнодной связи с системным блоком.

Для компьютерных игр и в некоторых специализированных имитаторах применяют также манипуляторы рычажно-нажимного типа (джойстики) и аналогичные им джойпады, геймпады и штурвально -педальные устройства. Устройства этого типа подключаются к специальному порту, имеющемуся на звуковой карте, или к порту USB.

Устройства ввода графических данных.

Для ввода графической информации используют сканеры, графические планшеты (дигитайзеры) и цифровые фотокамеры. Интересно отметить, что с помощью сканеров можно вводить и знаковую информацию. В этом случае исходный материал вводится в графическом виде, после чего обрабатывается специальными программными средствами (программами распознавания образов).

Планшетные сканеры. Планшетные сканеры предназначены для ввода графической информации с прозрачного или непрозрачного листового материала. Принцип действия этих устройств состоит в том, что луч света, отраженный от поверхности материала (или прошедший сквозь прозрачный материал), фиксируется специальными элементами, называемыми приборами с зарядовой связью (ПЗС). Обычно элементы ДЗС конструктивно оформляют в виде линейки, располагаемой по ширине исходного материала. Перемещение линейки относительно листа бумаги выполняется механическим протягиванием линейки при неподвижной установке листа или протягиванием листа при неподвижной установке линейки.

Основными потребительскими параметрами планшетных сканеров являются:

•   разрешающая способность;

•   производительность;

•   динамический диапазон;

•   максимальный размер сканируемого материала.

Разрешающая способность планшетного сканера зависит от плотности размещения приборов ПЗС на линейке, а также от точности механического позиционирования линейки при сканировании. Типичный показатель для офисного применения: 600-1200 dpi {dpi — dots per inch — количество точек на дюйм). Для профессионального применения характерны показатели 1200-3000 dpi.

Производительность сканера определяется продолжительностью сканирования листа бумаги стандартного формата и зависит, как от совершенства механической части устройства, так и от типа интерфейса, использованного для сопряжения с компьютером.

Динамический диапазон определяется логарифмом отношения яркости наиболее светлых участков изображения к яркости наиболее темных участков. Типовой показатель для сканеров офисного применения составляет 1,8-2,0, а для сканеров профессионального применения — от 2,5 (для непрозрачных материалов) до 3,5 (для прозрачных материалов).

Ручные сканеры. Принцип действия ручных сканеров в основном соответствует планшетным. Разница заключается в том, что протягивание линейки ПЗС в данном случае выполняется вручную. Равномерность и точность сканирования при этом обеспечиваются неудовлетворительно, и разрешающая способность ручного сканера составляет 150-300 dpi.

Барабанные сканеры. В сканерах этого типа исходный материал закрепляется на цилиндрической поверхности барабана, вращающегося с высокой скоростью. Устройства этого типа обеспечивают наивысшее разрешение (2400-5000 dpi) благодаря применению не ПЗС, а фотоэлектронных умножителей. Их используют для сканирования исходных изображений, имеющих высокое качество, но недостаточные линейные размеры (фотонегативов, слайдов и т. п.)

Сканеры форм. Предназначены для ввода данных со стандартных форм, заполненных механически или вручную. Необходимость в этом возникает при проведении переписей населения, обработке результатов голосований и анализе анкетных данных.

От сканеров форм не требуется высокой точности сканирования, но быстродействие играет повышенную роль и является основным потребительским параметром.

Штрих-сканеры. Эта разновидность ручных сканеров предназначена для ввода данных, закодированных в виде штрих-кода. Такие устройства имеют применение в розничной торговой сети.

Графические планшеты (дигитайзеры). Эти устройства предназначены для ввода художественной графической информации. Существует несколько различных принципов действия графических планшетов, но в основе всех их лежит фиксация перемещения специального пера относительно планшета. Такие устройства удобны для художников и иллюстраторов, поскольку позволяют им создавать экранные изображения привычными приемами, наработанными для традиционных инструментов (карандаш, перо, кисть).

Цифровые фотокамеры. Как и сканеры, эти устройства воспринимают графические данные с помощью приборов с зарядовой связью, объединенных в прямоугольную матрицу. Основным параметром цифровых фотоаппаратов является разрешающая способность, которая напрямую связана с количеством ячеек ПЗС в матрице. Наилучшие потребительские модели в настоящее время имеют более 3 млн. ячеек ПЗС и, соответственно, обеспечивают разрешение изображения 1920x1600 точек и более. У профессиональных моделей эти параметры еще выше.



Устройства вывода данных

В качестве устройств вывода данных, дополнительных к монитору, используют печатающие устройства (принтеры), позволяющие получать копии документов на бумаге или прозрачном носителе. По принципу действия различают матричные, лазерные, светодиодные и струйные принтеры.

Матричные принтеры. Это простейшие печатающие устройства. Данные выводятся на бумагу в виде оттиска, образующегося при ударе цилиндрических стержней («иголок*) через красящую ленту. Качество печати матричных принтеров напрямую зависит от количества иголок в печатающей головке. Наибольшее распространение имеют 9-игольчатые и 24-иголъчатые матричные принтеры. Последние позволяют получать оттиски документов, не уступающие по качеству документам, исполненным на пишущей машинке.

Производительность работы матричных принтеров оценивают по количеству печатаемых знаков в секунду (cps — characters per second). Обычными режимами работы матричных принтеров являются: draft ~ режим черновой печати, normal ~ режим обычной печати и режим NLQ (Near Letter Quality), который обеспечивает качество печати, близкое к качеству пишущей машинки.

Лазерные принтеры. Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати, не уступающее, а во многих случаях и превосходящее полиграфическое. Они отличаются также высокой скоростью печати, которая измеряется в страницах в минуту (ррт — page perminnte). Как и в матричных принтерах, итоговое изображение формируется из отдельных точек.

Принцип действия лазерных принтеров следующий:

•   в соответствии с поступающими данными лазерная головка испускает световые импульсы, которые отражаются от зеркала и попадают на поверхность светочувствительного барабана;

•   горизонтальная развертка изображения выполняется вращением зеркала;

•  участки поверхности светочувствительного барабана, получившие световой импульс, приобретают статический заряд;

•   барабан при вращении проходит через контейнер, наполненный красящим составом (тонером)! и тонер закрепляется на участках, имеющих статический заряд;

•   при дальнейшем вращении барабана происходит контакт его поверхности с бумажным листом, в результате чего происходит перенос тонера на бумагу;

•   лист бумаги с нанесенным на него тонером протягивается через нагревательный элемент, в результате чего частицы тонера спекаются и закрепляются на бумаге.

К основным параметрам лазерных принтеров относятся:

•  разрешающая способность, dpi (dots per inch ~ точек на дюйм);

•   производительность (страниц в минуту);

•  формат используемой бумаги;

•   объем собственной оперативной памяти.

При выборе лазерного принтера необходимо также учитывать параметр стоимости оттиска, то есть стоимость расходных материалов для получения одного печатного листа стандартного формата А4. К расходным материалам относится тонер и барабан, который после печати определенного количества оттисков утрачивает свои свойства. В качестве единицы измерения используют цент на страницу (имеются в виду центы США). В настоящее время теоретический предел по этому показателю составляет порядка 1,0-1,5. На практике лазерные принтеры массового применения обеспечивают значения от 2,0 до 6,0.

Основное преимущество лазерных принтеров заключается в возможности получения высококачественных отпечатков. Модели среднего класса обеспечивают разрешение печати 600 dpi, полупрофессиональные модели — 1200 dpi, профессиональные модели — 1800 dpi.

Светодиодные принтеры. Принцип действия светодиодных принтеров похож на принцип действия лазерных принтеров. Разница заключается в том, что источником света является не лазерная головка, а линейка светодиодов. Поскольку эта линейка расположена по всей ширине печатаемой страницы, отпадает необходимость в механизме формирования горизонтальной развертки и вся конструкция получается проще, надежнее и дешевле. Типичная величина разрешения печати для светодиодных принтеров составляет порядка 600 dpi, а стоимость оттиска близка к оптимальной — порядка 1,5 цента за страницу.

Струйные принтеры. В струйных печатающих устройствах изображение формируется из пятен, образующихся при попадании капель красителя на бумагу- Выброс микрокапель красителя происходит под давлением, которое развивается в печатающей головке за счет парообразования. В некоторых моделях капля выбрасывается щелчком в результате пьезоэлектрического эффекта — этот метод позволяет обеспечить более стабильную форму капли, близкую к сферической.

Качество печати изображения во многом зависит от формы капли и ее размера, а также от характера впитывания жидкого красителя поверхностью бумаги. В этих условиях особую роль играют вязкостные свойства красителя и свойства бумаги.

К положительным свойствам струйных печатающих устройств следует отнести относительно небольшое количество движущихся механических частей и, соответственно, простоту и надежность механической части устройства и его относительно низкую стоимость. Основным недостатком, по сравнению с лазерными принтерами, является нестабильность получаемого разрешения, что ограничивает возможность их применения в черно-белой полутоновой печати.

В то же время, сегодня струйные принтеры нашли очень широкое применение в цветной печати. Благодаря простоте конструкции они намного превосходят цветные лазерные принтеры по показателю качество/цена. При разрешении выше 600 dpi они позволяют получать цветные оттиски, превосходящие по качеству цветные отпечатки, получаемые фотохимическими методами. При выборе струйного принтера следует обязательно иметь виду параметр стоимости печати одного оттиска. При том, что цена струйных печатающих устройств заметно ниже, чем лазерных, стоимость печати одного оттиска на них может быть в десятки раз выше из – за необходимости в специальной бумаге.





 Устройства хранения данных.



Накопители можно подразделить на накопители на магнитной ленте и дисковые накопители.

Накопители на магнитной ленте бывают двух видов: накопители на бобинной магнитной ленте (НБМЛ) и накопители на кассетной магнитной ленте (НКМЛ – стриммеры). 





накопители

дисковые

бобинные

ленточные

кассетные

магнитные

оптические

смешанные

Сменные носители

Несменные носители



Накопители на магнитной ленте.

Накопители на магнитной ленте были первыми внешними запоминающимися устройствами вычислительных машин.  В универсальных ЭВМ широко использовались и используются накопители на бобинной магнитной ленте, а в персональных ЭВМ – накопители на кассетной магнитной ленте.

Кассеты с магнитной лентой  (картриджи) весьма разнообразны: они отличаются как шириной применяемой магнитной ленты, так и конструкцией.

Лентопротяжные механизмы для картриджей носят название стриммеров – это инерционные механизмы, требующие после каждой остановки ленты ее небольшой перемотки назад (перепозиционирования). Это перепозиционирование увеличивает и без того большое время доступа к информации на ленте, поэтому стриммеры нашли применение в персональных компьютерах лишь для резервного копирования и архивирования информации с жестких дисков.

Диски. Накопители на дисках.

Диски относятся к машинным носителям информации с прямым доступом. Понятие прямой доступ означает, что компьютер может «обратиться» к дорожке, на которой начинается участок с искомой информацией или куда нужно записать новую информацию, непосредственно, где бы не находилась головка записи/чтения накопителя.

Накопители на дисках более разнообразны:

Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), иначе, на дискетах;

Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) типа «винчестер»;

Накопители на сменных жестких магнитных дисках;

Накопители на сверхвысокой плотности записи;

Накопители на оптических компакт-дисках CD-ROM;

Накопители на магнитооптических дисках.

Магнитные диски.

Магнитные диски (МД) относятся к магнитным машинным носителям информации. В качестве запоминающей среды у них используются магнитные материалы со специальными свойствами, позволяющими фиксировать два магнитных состояния - два направления намагниченности. Каждому из этих состояний ставятся в соответствие двоичные цифры: 0 и 1. Накопители на МД являются наиболее распространенными внешними запоминающими устройствами в компьютере. Диски бывают жесткими и гибкими, сменными и встроенными в компьютер. Устройство для чтения и записи информации на магнитном диске называется дисководом. Данные на дисках хранятся в файлах, которые обычно отождествляют с участком памяти на этих носителях информации.

На гибком магнитном диске (ГМД) (дискете) магнитный слой наносится на гибкую основу. Каждую новую дискету в начале работы с ней следует отформатировать. Форматирование дискеты – это создание структуры записи информации на ее поверхности: разметка дорожек, секторов, записи маркеров и другой служебной информации. 

В качестве накопителей на жестких магнитных дисках (НЖМД) широкое распространение в компьютере получили накопители типа «винчестер». Термин «винчестер» возник из жаргонного названия первой модели жесткого диска емкостью 16 Кбайт, имевшего 30 дорожек по 30 секторов. Что случайно совпало с калибром «30/30» известного охотничьего ружья «винчестер». В этих накопителях один или несколько жестких дисков, изготовленных из сплавов алюминия или из керамики и покрытых ферролаком, вместе с блоком магнитных головок считывания/записи помещены в герметически закрытый корпус. Емкость этих накопителей благодаря чрезвычайно плотной записи, получаемой в таких несъемных конструкциях, достигает нескольких тысяч мегабайт; быстродействие их значительно более высокое, нежели у накопителей на гибких магнитных дисках.

Накопители на оптических дисках.

В последние годы все большее распространение получают накопители на оптических дисках (НОД). Благодаря маленьким размерам, большой емкости и надежности эти накопители становятся все более популярными. 

Виды накопителей на оптических дисках:

Неперезаписываемые лазерно-оптические диски обычно называют  компакт дисками ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) – Compact Disk CD-ROM. Эти диски поставляются фирмой-изготовителем с уже записанной на них информацией. Запись информации на них возможна только вне компьютера, в лабораторных условиях, лазерным лучом большой мощности, который оставляет на активном слое CD след – дорожку с микроскопическими впадинами. Таким образом создается первичный «мастер-диск». Процесс массового тиражирования CD-ROM по «мастер-диску» выполняется путем литья под давлением. 

Перезаписываемые лазерно-оптические диски с однократной (CD-R) и многократной (CD-Е) записью. На этих CD лазерный луч непосредственно в дисководе компьютера при записи прожигает микроскопические углубления на поверхности диска под защитным слоем; чтение записи выполняется лазерным лучом так же, как у CD-ROM.

Перезаписываемые магнитооптические диски (СС-Е) используют лазерный луч для местного разогрева поверхности диска при записи информации магнитной головкой. Считывание информации выполняется лазерным лучом меньшей мощности.

Магнитооптические диски с однократной записью (CC WORM) аналогичны обычным магнитооптическим накопителям с той разницей, что в них на контрольные дорожки дисков наносятся специальные метки, предотвращающие стирание и повторную запись на диск.



  устройства обмена данными.



Модем. Устройство, предназначенное для обмена информацией между удаленными компьютерами по каналам вязи, принято называть модемом. 

Основной  задачей модема является преобразование исходной цифровой информации в вид, пригодный для передачи по каналу  связи, и обратное преобразование на приеме. Вид модуляции и метод построения модема в значительной степени определяют скорость передачи данных и эффективность  использования канала связи. Применительно к передаче данных по телефонным каналам, виды модуляции, используемые в  модемах, регламентируются МККТТ (Международного консультативного комитета по телеграфии и  телефонии). В Рекомендациях МККТТ  определены  основные  технические характеристики модема, такие, как форма спектра передаваемого сигнала, структура настроечной комбинации, образующий полином скремблера (дескремблера) и другие параметры,  обеспечивающие совместимость модемов, выпускаемых разными изготовителями.

Модемы  классифицируются,  в  основном, по величине скорости и типу канала, для которого они предназначены (арендованный или  коммутируемый). Совместимость модемов разных изготовителей обеспечивается  соответствием  их  нормам  международных Рекомендаций серии V Международного консультативного комитета по телеграфии и  телефонии. 

Итак, модемом называется устройство, способное осуществлять МОдуляцию и ДЕМодуляцию информационных сигналов (МОДЕМ). Собственно работа модулятора модема заключается в том, что поток битов из компьютера преобразуется в аналоговые сигналы, пригодные для передачи по телефонному каналу связи. Понятно, что демодулятор модема выполняет обратную задачу.

Таким образом, данные, подлежащие передаче, преобразуются в аналоговый сигнал модулятором модема «передающего» компьютера. Принимающий модем, находящиеся на противоположном конце линии, «слушает» передаваемый сигнал и преобразует его обратно в цифровой при помощи демодулятора. После того, как эта работа выполнена, информация может передаваться в принимающий компьютер. Режим работы, когда передача данных осуществляется только в одном направлении, называется полудуплексным (half duplex). Вообще говоря, оба компьютера, как правило, могут одновременно обмениваться информацией в обе стороны. Этот режим работы называется полным дуплексом, или просто дуплексом (full duplex).







№ 3.Операционные системы, разновидности возможности.



Операционная система MS DOS, назначение.

MS DOS была создана в 1981 г. фирмой Microsoft по заказу IBM для разрабатывавшихся тогда компьютеров IBM PC. Компьютер IBM PC, для которого была написана MS DOS, был мало похож на современные компьютеры — медленный микропроцессор Intel—8088, 256 Кбайт оперативной памяти, без жесткого диска, алфавитно-цифровой черно-белый монитор, работа лишь с односторонними 160-Кбайтными дискетами и т.д. Однако эти возможности были значительно выше, чем у конкурирующих персональные компьютеры.

Первая версия MS DOS тоже обладала гораздо более скромными возможностями, чем современные ОС. Она обеспечивала работу на компьютере лишь одного пользователя и одной программы (то есть была однопользовательской и однозадачной), поддерживала работу лишь с дискетами, клавиатурой и алфавитно-цифровым дисплеем. Зато DOS была компактной, предъявляла довольно скромные требования к аппаратуре и выполняла необходимый минимум функций для пользователей и программ.

За те полтора десятка лет, которые прошли с момента появления IBM PC, технические характеристики компьютеров совершили фантастический рывок вперед. Современные компьютеры превосходят по всем показателям (быстродействию, объему оперативной и дисковой памяти, возможностям монитора и т.д.) компьютеры начала 80-х годов в сотни и даже тысячи раз. Поэтому фирма Microsoft внесла в MS DOS много изменений и добавлений, чтобы расширить ее возможности и более эффективно использовать новые, более мощные, компьютеры:

•    в   MS   DOS   была   добавлена   поддержка   новых   устройств (жесткого диска, новых типов дискет, компакт-дисков, расширенной памяти и т.д.), а также обеспечена возможность поддержки и любых других устройств с помощью программных

драйверов;

•    была включена поддержка иерархической файловой структуры

на дискетах и жестких дисках;

•    была обеспечена поддержка национальных клавиатур и алфавитов;

•    были включены многочисленные новые возможности для пользователя (новые команды DOS, полезные утилиты, оптимизатор использования памяти, поддержка сжатия дисков и т.д.),

При выпуске новых версий MS DOS фирма Microsoft неукоснительно следовала двум важнейшим принципам:

•    сохранение совместимости: любая версия MS DOS могла исполнять программы, написанные для любой из предыдущих версий MS DOS;

•    работоспособность на любом компьютере: любая версия MS DOS может работать на любом IBM PC-совместимом компьютере 

Что оказалось невозможно усовершенствовать. Однако многие усовершенствования в MS DOS оказалось невозможно добавить, сохраняя полную совместимость со всеми существующими DOS-программами:

•    MS DOS так и осталась однозадачной ОС. Различные программные средства, позволяющие запускать несколько DOS-программ и переключаться между ними (DesqView, DosShell и др.) так и остались половинчатыми решениями, не получившими широкого распространения;

•    в MS DOS оказалось невозможным встроить надежные средства для защиты данных от несанкционированного доступа и организации коллективной работы с данными;

•    DOS-программы могут выполняться только в пределах первого Мбайта памяти, а остальная память может использоваться лишь для хранения данных.

А необходимость втискивать MS DOS в минимальный объем оперативной и дисковой памяти привела к:

•     отсутствию или ограниченности поддержки многих устройств в Щ DOS, из-за чего забота о поддержке этих устройств легла на производителей  прикладного программного обеспечения.  Поэтому зачастую нужная DOS-программа не поддерживает имеющийся принтер, монитор или иное устройство, что очень неудобно;

•     отсутствию в MS DOS стандартных средств для создания пользовательского интерфейса (меню, запросов и т.д.), поэтому реализованные в различных программах способы общения с пользователем оказались совершенно разными, что затрудняет обучение пользователей и использование программ.

Из-за невозможности внесения в MS DOS необходимых принципиальных усовершенствований фирма Microsoft оказалась вынужденной создавать новые ОС (Windows, Windows NT, Windows 95 и др.), обеспечивающие надлежащий сервис для пользователей и разработчиков, поддерживающие одновременную работу нескольких программ, средства защиты данных и позволяющие эффективнее использовать возможности современных микропроцессоров. Разработчики и пользователи оценили достоинства этих ОС, и теперь подавляющее большинство программ для IBM PC-совместимых компьютеров создается не для MS DOS, а для Windows, Windows 95 или Windows NT.

Области применения MS DOS. Как наличие автомобилей не отменяет необходимости уметь ходить на своих двоих, так и наличие Windows, Windows 95 или Windows NT не ликвидирует (хотя и сильно сокращает) потребности в MS DOS и DOS-программах:

•    до сих пор остается множество областей деятельности, где DOS-программы успешно работают, а применение решений, требующих иных ОС, невозможно или экономически нецелесообразно;

•    при  повреждении таких ОС,  как  Windows 3.1,  Windows for Workgroups и Windows 95 (что случается весьма часто) для исследования причин неисправности и их устранения обычно приходится использовать MS DOS и DOS-программы;

•    поскольку ОС Windows 3.1, Windows for Workgroups и Windows 95 являются надстройками над MS DOS, то для их эффективного использования надо уметь настраивать MS DOS.





Операционная система Windows, назначение.

В диалоговом режиме компьютер находится в непосредственном взаимодействии с пользователем и техническими устройствами. Все персональные компьютеры сегодня работают в диалоговом режиме.

Возможность диалоговой работы с компьютером основана на прерываниях. Каждый процессор имеет так называемую систему прерываний. Получив сигнал по линии прерывания, он способен приостановить текущую работу по программе, сохранить временные данные и перейти к новой программе, которую тоже можно прервать, и так далее. Завершив обработку очередного прерывания, процессор возвращается к последней прерванной задаче.

Процессор как бы все время что-то делает, но в то же время ждет внешних прерываний. Он всегда готов откликнуться на нажатие клавиши клавиатуры, на движение мыши или щелчок ее кнопки, на поступление сигналов через модем и даже на сигналы от собственных внутренних часов. Конечно, существуют такие программы, которые полностью «монополизируют» процессор и не дадут возможности воздействовать на компьютер, пока не завершат свою работу, но таких программ меньшинство. Большинство современных программ рассчитаны на диалоговый режим.

Однако для того, чтобы компьютер находился в диалоговом режиме, на нем предварительно должна работать какая-то программа (а точнее говоря, система программ), которая обеспечит возможность прерывания процессора, распределит ресурсы компьютера между всеми прикладными программами, обеспечит взаимодействие разных устройств. Эта система программ должна организовать регулярный опрос клавиатуры, мыши и других устройств, с помощью которых пользователь общается с компьютером. Она должна также проследить, чтобы прикладные программы не монополизировали работу процессора, и проконтролировать, чтобы разные программы не перепутали свои данные, хранящиеся в оперативной памяти. Такая система программ называется операционной системой.

Основная функция операционной системы, то можно сказать, что это обеспечение диалога между человеком и компьютером. Без операционных систем с компьютерами могли бы работать только очень квалифицированные специалисты, как это и было пятьдесят лет назад.

Когда мы нажимаем кнопку мыши и видим, что компьютер выполняет какие-то действия, то этим мы обязаны операционной системе. Она находится в режиме постоянной готовности к внешним событиям. Событий, обрабатываемых операционной системой, великое множество. Среди них события, вызываемые пользователем, программами, оборудованием. Если принтер выдает сигнал о том, что у него в лотке кончилась бумага, для процессора это сигнал, а для операционной системы —.событие. Процессор ничего не знает о таких внешних устройствах, как принтер, и не знает, что делать с их сигналами. В свою очередь операционная система знает, что ей делать при наступлении тех или иных событий. В частности, она может вызвать функцию драйвера принтера, предназначенную для остановки печати, и может открыть на экране сообщение, адресованное пользователю, с описанием проблемы.

Человек воспринимает постоянную готовность операционной системы к обслуживанию событий как диалоговый режим работы. Она как бы постоянно предлагает создать событие, и мы этим пользуемся. Основные средства для создания событий — это клавиатура и мышь, но к компьютеру можно подключить и другие устройства. При установке они регистрируются операционной системой, и она настраивается на обработку событий, связанных с ними. Так благодаря операционной системе компьютер не только готов к диалогу с пользователем, но способен развиваться и совершенствоваться.

Операционная система представляет комплекс системных и служебных программных средств. С одной стороны, она опирается на базовое программное обеспечение компьютера, входящее в его систему BIOS (базовая система ввода-вывода), с другой стороны, она сама является опорой для программного обеспечения более высоких уровней — прикладного и служебного. Приложениями конкретной операционной системы принято называть программы, предназначенные для работы под управлением данной системы.

Основная функция всех операционных систем — посредническая. Она заключается в обеспечении нескольких видов интерфейса;

•   между пользователем и программно-аппаратными средствами компьютера (интерфейс пользователя);

•   между программным и аппаратным обеспечением (аппаратно-программный интерфейс);

•   между разными видами программного обеспечения (программный интерфейс).

Обеспечение автоматического запуска.

Все операционные системы обеспечивают свой автоматический запуск. Для дисковых операционных систем в специальной (системной) области диска создается запись программного кода. Обращение к этому коду выполняют программы, находящиеся в базовой системе ввода-вывода (BIOS). Завершая свою работу, они дают команду на загрузку и исполнение содержимого системной области диска.

Недисковые операционные системы характерны для специализированных вычислительных систем, в частности для компьютеризированных устройств автоматического управления. Математическое обеспечение, содержащееся в микросхемах ПЗУ таких компьютеров, можно условно рассматривать как аналог операционной системы. Ее автоматический запуск осуществляется аппаратно. При подаче питания процессор обращается к фиксированному физическому адресу ПЗУ (его можно изменять аппаратно с использованием логических микросхем), с которого начинается запись программы инициализации операционной системы.

Прочие функции операционных систем могут включать следующие:

•   возможность поддерживать функционирование локальной компьютерной сети без специального программного обеспечения;

•   обеспечение доступа к основным службам Интернета средствами, интегрированными в состав операционной системы;

•   возможность создания системными средствами сервера Интернета, его обслуживание и управление, в том числе дистанционное посредством удаленного соединения;

•   наличие средств защиты данных от несанкционированного доступа, просмотра и внесения изменений;

•   возможность оформления рабочей среды операционной системы, в том числе и средствами, относящимися к категории мультимедиа;

•   возможность обеспечения комфортной поочередной работы различных пользователей на одном персональном компьютере с сохранением персональных настроек рабочей среды каждого из них;

•   возможность автоматического исполнения операций обслуживания компьютера и операционной системы по заданному расписанию или под управлением удаленного сервера;

•  возможность работы с компьютером для лиц, имеющих физические недостатки, связанные с органами зрения, слуха и другими.

Кроме всего вышеперечисленного, современные операционные системы могут включать минимальный набор прикладного программного обеспечения, которое можно использовать для исполнения простейших практических задач: 

•  чтение, редактирование и печать текстовых документов; создание и редактирование простейших рисунков;

•   выполнение арифметических и математических расчетов;

•   ведение дневников и служебных блокнотов;

•   создание, передача и прием сообщений электронной почты;

•   создание и редактирование факсимильных сообщений;

•   воспроизведение и редактирование звукозаписи;

•   воспроизведение видеозаписи;

•   разработка и воспроизведение комплексных электронных документов, включающих текст, графику, звукозапись и видеозапись.



Этим возможности операционных систем не исчерпываются. По мере развития аппаратных средств вычислительной техники и средств связи функции операционных систем непрерывно расширяются, а средства их исполнения совершенствуются.

Сегодня особое место занимает операционная система Windows 98. Она обладает наибольшей универсальностью, имеет самое широкое распространение и, соответственно, имеет особую поддержку со стороны производителей аппаратного и программного обеспечения. Для компьютера, работающего в этой системе, наиболее просто подобрать прикладные программы и драйверы устройств. Ее основные средства управления — графический манипулятор (мышь или иной аналогичный) и клавиатура. Система предназначена для управления автономным компьютером, но также содержит все необходимое для создания небольшой локальной компьютерной сети  и имеет средства для интеграции компьютера во всемирную сеть (Интернет).




Список литературы:



Информатика: учебник. Под ред. Н. Макаровой. — М.: Финансы и статистика, 2000.

Рудометов Е. Аппаратные средства и мультимедиа: Справочник. Изд. 2-е. —     СПб.: Питер, 1999.

Симонович С. Windows 98: Учебный курс. - СПб.: Питер, 1999.

Симонович С, Евсеев Г. Windows 98: Полный справочник в вопросах и ответах. - М.: ACT-ПРЕСС; Инфорком-Пресс, 2000.

Симонович С, Евсеев Г., Алексеев А. Общая информатика. — М.: АСТ-ПРЕСС; Инфорком-Пресс, 2000.

Симонович С, Евсеев Г. Практическая информатика: универсальный курс. — М.: ACT-ПРЕСС; Инфорком-Пресс, 2000.

Симонович С, Евсеев Г., Алексеев А. Специальная информатика: универсальный курс. - М: ACT-ПРЕСС; Инфорком-пресс, 2000.