Информатика1.1-БУ;ФК - Межвузовский информационно-образовательный портал

Межвузовский Информационно-Образовательный Портал

Demo
Demo

Информатика
Назад на образовательную программу


МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ - МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ СТУДЕНТАМ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

Разделы

Список Литературы

  1. Информатика : учебник / И.И. Сергеева, А.А. Музалевская, Н.В. Тарасова. - 2-e изд., перераб. и доп. - М. : ИД ФОРУМ : ИНФРА-М, 2011. - 384 с. - читать в библиотеке
  2. Информатика : учебное пособие / под ред. Б.Е. Одинцова, А.Н. Романова. - 2-e изд., перераб. и доп. - М. : Вузовский учебник : НИЦ Инфра-М, 2012. - 410 с. - читать в библиотеке
  3. Компьютерный практикум по курсу "Информатика" : учебное пособие / В.Т. Безручко. - 3-e изд., перераб. и доп. - М. : ИД ФОРУМ : ИНФРА-М, 2012. - 368 с.: ил. - (Высшее образование). - читать в библиотеке
  4. Информатика : курс лекций : учебное пособие / Е.Л. Федотова, А.А. Федотов. - М. : ИД ФОРУМ : ИНФРА-М, 2011. - 480 с. - (Высшее образование). - читать в библиотеке

Ваш библиотекарь

Анатолий Вассерман

Внимание!

Для входа в Электронную Библиотеку Вам нужно получить Логин и Пароль.
Для получения Логина и Пароля ВАМ нужно обратиться в деканат Вашего института
или заполнить форму для получения:

Форма заявки






Форма контроля

  • ЭССЕ

    Темы для ЭССЕ
    "Информатика"
    - в данной дисциплине ЭССЕ сдавать не нужно!
  • ТЕСТ

    Бланки тестов
  • РЕФЕРАТ

    Темы для рефератов
    "Информатика"
    - в данной дисциплине РЕФЕРАТ писать не нужно!

Форма отправки результатов (ТЕСТ, РЕФЕРАТ)




  • captcha



ВАШ Куратор

priemzao@inyaz-mil.ru

(495) 632-00-78




Содержание разделов печать раздела -    

Введение. Основные понятия
верх

Лекция №1-2

Предмет, содержание и задачи курса. Место курса среди других дисциплин учебного плана. Виды занятий и формы отчетности. Рекомендуемая основная и дополнительная литература. Информатика как наука и как вид практической деятельности. Предмет информатики. Основная задача информатики. Определение информации. Понятие о данных. Различие между информацией и данными. Свойства информации. Виды информации. Информация как отражение окружающего мира и как средство его познания. Разнообразие взглядов на информатизацию общества. Адекватность информации и ее формы. Получение, хранение и преобразование информации. Информационные процессы и коммуникации в обществе.

Информатика - это комплексная, техническая наука, которая систематизирует приемы создания, сохранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ними. Термин «информатика» происходит от французского слова Informatique и образован из двух слов: информация и автоматика. Этот термин введен во Франции в середине 60-х лет XX ст., когда началось широкое использование вычислительной техники. Тогда в англоязычных странах вошел в употребление термин «Computer Science» для обозначения науки о преобразовании информации, которая базируется на использовании вычислительной техники. Теперь эти термины являются синонимами.

Предмет информатики как науки составляют:

  1. аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;
  2. программное обеспечение средств вычислительной техники;
  3. средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;
  4. средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами.

Средства взаимодействия в информатике принято называть интерфейсом. Поэтому средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения иногда называют также программно-аппаратным интерфейсом, а средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами - интерфейсом пользователя.

Основная задача информатики как науки - это систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники. Цель систематизации состоит в том, чтобы выделять, внедрять и развивать передовые, более эффективные технологии автоматизации этапов работы с данными, а также методически обеспечивать новые технологические исследования.

В составе основной задачи сегодня можно выделить такие основные направления информатики для практического применения :

  1. архитектура вычислительных систем (приемы и методы построения систем, предназначенных для автоматической обработки данных);
  2. интерфейсы вычислительных систем (приемы и методы управления аппаратным и программным обеспечением);
  3. программирование (приемы, методы и средства разработки комплексных задач);
  4. преобразование данных (приемы и методы преобразования структур данных);
  5. защита информации (обобщение приемов, разработка методов и средств защиты данных);
  6. автоматизация (функционирование программно-аппаратных средств без участия человека);
  7. стандартизация (обеспечение совместимости между аппаратными и программными средствами, между форматами представления данных, относящихся к разным типам вычислительных систем).

На всех этапах технического обеспечения информационных процессов для информатики ключевым вопросом есть эффективность. Для аппаратных средств под эффективностью понимают соотношение производительности оснащение к его стоимости. Для программного обеспечения под эффективностью принято понимать производительность работающих с ним пользователей. В программировании под эффективностью понимают объем программного кода, созданного программистами за единицу времени. В информатике всю жестко ориентированное на эффективность. Вопрос как осуществить ту или другую операцию, для информатики важный, но не основной. Основным есть вопрос как совершить данную операцию эффективно.

В рамках информатики, как технической науки можно сформулировать понятия информации, информационной системы и информационной технологии. Информация - это совокупность сведений (данных), которая воспринимается из окружающей среды (входная информация), выдается в окружающую среду (исходная информация) или сохраняется внутри определенной системы. Информация существует в виде документов, чертежей, рисунков, текстов, звуковых и световых сигналов, электрических и нервных импульсов и т.п. Важнейшие свойства информации:

  1. объективность и субъективность;
  2. полнота;
  3. достоверность;
  4. адекватность;
  5. доступность;
  6. актуальность.

Данные являются составной частью информации, представляющие собой зарегистрированные сигналы. Информационная система

В информатике понятие "система" чаще используют относительно набора технических средств и программ. Системой называют также аппаратную часть компьютера. Дополнение понятия "система" словом "информационная" отображает цель ее создания и функционирования. Информационная система - взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемая для сохранения, обработки и выдачи информации с целью решения конкретной задачи. Современное понимание информационной системы предусматривает использование компьютера как основного технического средства обработки информации. Компьютеры, оснащенные специализированными программными средствами, являются технической базой и инструментом информационной системы.

В работе информационной системы можно выделить следующие этапы: Зарождение данных - формирование первичных сообщений, которые фиксируют результаты определенных операций, свойства объектов и субъектов управления, параметры процессов, содержание нормативных и юридических актов и т.п. Накопление и систематизация данных - организация такого их размещения, которое обеспечивало бы быстрый поиск и отбор нужных сведений, методическое обновление данных, защита их от искажений, потери, деформирование целостности и др. Обработка данных - процессы, в следствии которых на основании прежде накопленных данных формируются новые виды данных: обобщающие, аналитические, рекомендательные, прогнозные. Производные данные тоже можно обрабатывать, получая более обобщенные сведения. Отображение данных - представление их в форме, пригодной для восприятия человеком. Прежде всего - это вывод на печать, то есть создание документов на так называемых твердых (бумажных) носителях. Широко используют построение графических иллюстративных материалов (графиков, диаграмм) и формирование звуковых сигналов.

Сообщения, которые формируются на первом этапе, могут быть обычным бумажным документом, сообщением в "машинном виде" или тем и другим одновременно. В современных информационных системах сообщения массового характера большей частью имеют "машинный вид". Аппаратура, которая используется при этом, имеет название средства регистрации первичной информации. Потребности второго и третьего этапов удовлетворяются в современных информационных системах в основном средствами вычислительной техники. Средства, которые обеспечивают доступность информации для человека, то есть средства отображения данных, являются компонентами вычислительной техники. Подавляющее большинство информационных систем работает в режиме диалога с пользователем. Типичные программные компоненты информационных систем включают: диалоговую подсистему ввода-вывода, подсистему, которая реализует логику диалога, подсистему прикладной логики обработки данных, подсистему логики управления данными. Для сетевых информационных систем важным элементом является коммуникационный сервис, обеспечивающий взаимодействие узлов сети при общем решении задачи. Значительная часть функциональных возможностей информационных систем закладывается в системном программном обеспечении: операционных системах, системных библиотеках и конструкциях инструментальных средств разработки. Кроме программной составной информационных систем важную роль играет информационная составная, которая задает структуру, атрибутику и типы данных, а также тесно связана с логикой управления данными.

Кодирование и измерение информации
верх

Лекции 3-4

Представление данных в памяти компьютера. Файловые системы.

Системы счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую. Выполнение математических операций с числами в двоичной системе. Алгоритмы компрессии данных. Представление графических данных. Преобразование Фурье, код Хаффмана и вейвлет-преобразование. Основные понятия криптографии. Асимметричное и симметричное шифрование. Понятие хеш-функции. Электронно-цифровая подпись и инфраструктура открытых ключей PKI. Для представления информации в памяти ЭВМ (как числовой так и не числовой) используется двоичный способ кодирования. Элементарная ячейка памяти ЭВМ имеет длину 8 бит (1 байт). Каждый байт имеет свой номер (его называют адресом).Наибольшую последовательность бит, которую ЭВМ может обрабатывать как единое целое, называют машинным словом.Длина машинного слова зависит от разрядности процессора и может быть равной 16, 32 битам и т.д. Для кодирования символов достаточно одного байта. При этом можно представить 256 символов (с десятичными кодами от 0 до 255).Набор символов персональных компьютеров чаще всего является расширением кода ASCII (American Standart Code of Information Interchange - стандартный американский код для обмена информацией). В некоторых случаях при представлении в памяти ЭВМ чисел используется смешанная двоично-десятичная система счисления,где для хранения каждого десятичного знак нужен полубайт (4 бита) и десятичные цифры от 0 до 9 представляются соответствующими двоичными числами от 0000 до 1001. Например, упакованный десятичный формат, предназначенный для хранения целых чисел с 18-ю значащими цифрами и занимающий в памяти 10 байт (старший из которых знаковый), использует именно этот вариант. Другой способ представления целых чисел - дополнительный код. Диапазон значений величин зависит от количества бит памяти отведенных для их хранения. Например, величины типа Integer лежат в диапазоне от -32768 (-215) до 32677 (215-1) и для их хранения отводится 2 байта: типа LongInt - в диапазоне от -231 до 231-1и размещаются в 4 байтах: типа Word - в диапазоне от 0 до 65535 (216-1) используется 2 байта и т.д. Как видно из примеров, данные могут быть интерпретированы как числа со знаком, так и без знаков. В случае представления величины со знаком самый левый (старший) разряд указывает на положительное число, если содержит нуль, и на отрицательное,если - единицу. Вообще, разряды нумеруются справа налево, начиная с нуля.

Файловая система (англ. file system) — порядок, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации в компьютерах, а также в другом электронном оборудовании: цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах и т. п. Файловая система определяет формат содержимого и способ физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имен файлов и (каталогов), максимальный возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например разграничение доступа или шифрование файлов. Файловая система связывает носитель информации с одной стороны и API для доступа к файлам— с другой. Когда прикладная программа обращается к файлу, она не имеет никакого представления о том, каким образом расположена информация в конкретном файле, так же как и на каком физическом типе носителя (CD, жёстком диске, магнитной ленте, блоке флеш-памяти или другом) он записан. Всё, что знает программа, — это имя файла, его размер и атрибуты. Эти данные она получает от драйвера файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе (например, жёстком диске).

Система счисления — символический метод записи чисел, представление чисел с помощью письменных знаков. Число — некоторая абстрактная сущность, мера для описания количества чего либо. Цифры — знаки, используемые для записи чисел. Цифры бывают разные: самыми распространёнными являются арабские цифры, представляемые знаками от нуля (0) до девяти (9); менее распространены римские цифры, их можно встретить на циферблате часов или в обозначении века (XIX век). Поскольку чисел гораздо больше чем цифр, то для записи числа обычно используется набор (комбинация) цифр. Только для небольшого количества чисел — для самых малых по величине целых чисел — бывает достаточно одной цифры. Существует много способов записи чисел с помощью цифр, называемых системой счисления. Величина числа может зависеть от порядка цифр в записи, а может и не зависеть. Это свойство определяется системой счисления и служит основанием для простейшей классификации таких систем, что позволяет все системы счисления разделить на три класса (группы):

  • позиционные;
  • не позиционные;
  • смешанные.

Позиционные системы счисления подробно рассмотрены ниже, после краткого обзора смешанных и не позиционных систем.

Денежные знаки — это пример смешанной системы счисления. Сейчас в России используются монеты и купюры следующих номиналов: по 1, 5, 10, 50 копеек и по 1, 2, 5, 10, 50, 100, 500, 1000, 5000 рублей. Чтобы получить некоторую сумму в рублях, нужно использовать некоторое количество денежных знаков различного достоинства. Предположим, что пылесос стоит 6379 рублей. Для покупки можно использовать шесть купюр по тысяче рублей, три купюры по сто рублей, одну пятидесятирублёвую купюру, две десятки, одну пятирублёвую монету и две монеты по два рубля. Если записать количество купюр или монет начиная с 1000 руб. и заканчивая одной копейкой, заменяя нулями неиспользуемые номиналы, то получится число 603121200000. Если перемешать цифры в числе 603121200000, оно представит ложную цену пылесоса. Следовательно, такая запись относится к позиционным системам. В не позиционных системах счисления величина числа не зависит от положения цифр в записи. Если к каждой цифре приписать знак номинала, то такие составные знаки (цифра + номинал) уже можно перемешивать, то есть такая запись является не позиционной. Примером «чисто» не позиционной системы счисления является римская система. В общем случае в позиционной системе счисления числа представляются следующим образом: an-1...a1a0f, где a0,a1,...,an-1 — цифры, а f — основание системы счисления. Если используется десятичная система, то f — можно опустить.

Примеры чисел:

  1. 2510 — число в десятичной системе счисления, a0 =5, a1 =2 ;
  2. 318 — это же число в восьмеричной системе счисления, a0 =1, a1 =3 ;
  3. 2213 — это же число в несимметричной троичной системе счисления, a0 =1, a1 =2, a2 =2;
  4. 110012 — это же число в двоичной системе счисления, a0 =1, a1 =0, a2 =0, a3 =1, a4 =1 ;

Сжатие данных (англ. data compression) — алгоритмическое преобразование данных, производимое с целью уменьшения занимаемого ими объёма. Применяется для более рационального использования устройств хранения и передачи данных. Синонимы — упаковка данных, компрессия, сжимающее кодирование, кодирование источника. Обратная процедура называется восстановлением данных (распаковкой, декомпрессией). Сжатие основано на устранении избыточности, содержащейся в исходных данных. Простейшим примером избыточности является повторение в тексте фрагментов (например, слов естественного или машинного языка). Подобная избыточность обычно устраняется заменой повторяющейся последовательности ссылкой на уже закодированный фрагмент с указанием его длины. Другой вид избыточности связан с тем, что некоторые значения в сжимаемых данных встречаются чаще других. Сокращение объёма данных достигается за счёт замены часто встречающихся данных короткими кодовыми словами, а редких — длинными (энтропийное кодирование). Сжатие данных, не обладающих свойством избыточности (например, случайный сигнал или белый шум, зашифрованные сообщения), принципиально невозможно без потерь. В основе любого способа сжатия лежит модель источника данных, или, точнее, модель избыточности. Иными словами, для сжатия данных используются некоторые априорные сведения о том, какого рода данные сжимаются. Не обладая такими сведениями об источнике, невозможно сделать никаких предположений о преобразовании, которое позволило бы уменьшить объём сообщения. Модель избыточности может быть статической, неизменной для всего сжимаемого сообщения, либо строиться или параметризоваться на этапе сжатия (и восстановления). Методы, позволяющие на основе входных данных изменять модель избыточности информации, называются адаптивными. Не адаптивными являются обычно узкоспециализированные алгоритмы, применяемые для работы с данными, обладающими хорошо определёнными и неизменными характеристиками. Подавляющая часть достаточно универсальных алгоритмов являются в той или иной мере адаптивными.Все методы сжатия данных делятся на два основных класса:

  • Сжатие без потерь
  • Сжатие с потерями

При использовании сжатия без потерь возможно полное восстановление исходных данных, сжатие с потерями позволяет восстановить данные с искажениями, обычно несущественными с точки зрения дальнейшего использования восстановленных данных. Сжатие без потерь обычно используется для передачи и хранения текстовых данных, компьютерных программ, реже — для сокращения объёма аудио- и видеоданных, цифровых фотографий и т. п., в случаях, когда искажения недопустимы или нежелательны. Сжатие с потерями, обладающее значительно большей, чем сжатие без потерь, эффективностью, обычно применяется для сокращения объёма аудио- и видеоданных и цифровых фотографий в тех случаях, когда такое сокращение является приоритетным, а полное соответствие исходных и восстановленных данных не требуется.

Криптография — наука о методах обеспечения конфиденциальности и аутентичности информации. Математическая криптография возникла как наука о шифровании информации, т.е. как наука о криптосистемах. В классической модели системы секретной связи имеют место два полностью доверяющих друг другу участника, которым необходимо передавать между собой информацию, не предназначенную для третьих лиц. Такая информация называется конфиденциальной или секретной. Задача обеспечения конфиденциальности, т.е. защита секретной информации от противника - первая задача криптографии.

Часто возникает ситуация, когда информация не является конфиденциальной, но важен факт поступления сообщений в неискаженном виде, т.е. наличие гарантии, что сообщение не было подделано. Такая гарантия называется обеспечением целостности информации и составляет вторую задачу криптографии. При передаче электронных документов (в том числе и через Интернет) возможна как их подмена или редактура, так и — в случае секретного текста — доступ посторонних лиц к передаваемой информации. Таким образом, электронные документы также нуждаются в криптографической защите. Возникают две основные задачи по их защите от несанкционированного доступа:

  • Обеспечение уверенности получателя в том, что документ подлинный и корректный, т.е. при передаче не был подменен или отредактирован;
  • Обеспечение невозможности доступа посторонних лиц к содержанию документа.
Когда речь идет об электронных документах, первая задача решается применением электронной подписи, вторая — зашифровыванием документа. Электронная подпись (ЭП) — цифровой аналог ручной подписи, обеспечивающий возможность проверки подлинности и корректности документа. Существует техническая возможность проверки электронной подписи: если документ подменен или искажен при передаче, подпись при проверке будет признана некорректной. Зашифровывание документа — видоизменение текста документа таким образом, что только тот или те, для кого текст документа предназначен, в состоянии восстановить исходный текст. Алгоритмы шифрования делятся на два больших класса: симметричные (AES, ГОСТ, Blowfish, CAST, DES) и асимметричные (RSA, El-Gamal). Симметричные алгоритмы шифрования (или криптография с секретными ключами) основаны на том, что отправитель и получатель информации используют один и тот же ключ. Этот ключ должен храниться в тайне и передаваться способом, исключающим его перехват. Обмен информацией осуществляется в три этапа:

  1. отправитель передает получателю ключ (в сети с несколькими абонентами у каждой пары абонентов должен быть свой ключ, отличный от ключей других пар);
  2. отправитель, используя ключ, зашифровывает сообщение, которое пересылается получателю;
  3. получатель получает сообщение и расшифровывает его.

Если для каждого дня и для каждого сеанса связи будет использоваться уникальный ключ, это повысит защищенность системы. В асимметричных алгоритмах шифрования (или криптографии с открытым ключом) для зашифровывания информации используют один ключ (открытый), а для расшифровывания – другой (секретный). Эти ключи различны и не могут быть получены один из другого. Схема обмена информацией следующая:

  • получатель вычисляет открытый и секретный ключи, секретный ключ хранит в тайне, открытый же делает доступным (сообщает отправителю, группе пользователей сети, публикует);
  • отправитель, используя открытый ключ получателя, зашифровывает сообщение, которое пересылается получателю;
  • получатель получает сообщение и расшифровывает его, используя свой секретный ключ.

В асимметричных системах необходимо применять длинные ключи (512 битов незащищенным каналам). В симметричных алгоритмах используют более короткие ключи, т. е. шифрование происходит быстрее. Но распределять ключи в таких системах сложнее. Поэтому при проектировании защищенной системы часто применяют и cимметричные, и аcимметричные алгоритмы. Система с открытыми ключами позволяет распределять ключи и в симметричных системах, поэтому в системе передачи защищенной информации можно объединить асимметричный и симметричный алгоритмы шифрования. С помощью первого рассылать ключи, вторым – собственно шифровать передаваемую информацию. В правительственных и военных системах связи используют только симметричные алгоритмы, так как строго математического обоснования стойкости систем с открытыми ключами пока нет, как, впрочем, не доказано и обратное.

Симметричные алгоритмы

Симметричное шифрование предусматривает использование одного и того же ключа и для зашифровывания, и для расшифровывания. К симметричным алгоритмам применяются два основных требования: полная утрата всех статистических закономерностей в объекте шифрования и отсутствие линейности. Принято разделять симметричные системы на блочные и поточные. В блочных системах происходит разбиение исходных данных на блоки с последующим преобразованием с помощью ключа.

В поточных системах вырабатывается некая последовательность (выходная гамма), которая в последующем накладывается на само сообщение, и шифрование данных происходит потоком по мере генерирования гаммы. Схема связи с использованием симметричной криптосистемы представлена на рисунке. Схема связи с использованием симметричной криптосистемы, где М - открытый текст, К - секретный ключ, передаваемый по закрытому каналу, Еn(М) - операция зашифровывания, а Dk(M) - операция расшифровывания. Обычно при симметричном шифровании используется сложная и многоступенчатая комбинация подстановок и перестановок исходных данных, причем ступеней (проходов) может быть множество, при этом каждой из них должен соответствовать «ключ прохода». Операция подстановки выполняет первое требование, предъявляемое к симметричному шифру, избавляясь от любых статистических данных путем перемешивания битов сообщения по определенному заданному закону. Перестановка необходима для выполнения второго требования – придания алгоритму нелинейности. Достигается это за счет замены определенной части сообщения заданного объема на стандартное значение путем обращения к исходному массиву.

Симметричные системы имеют как свои преимущества, так и недостатки перед асимметричными. К преимуществам симметричных шифров относят высокую скорость шифрования, меньшую необходимую длину ключа при аналогичной стойкости, большую изученность и простоту реализации. Недостатками симметричных алгоритмов считают в первую очередь сложность обмена ключами ввиду большой вероятности нарушения секретности ключа при обмене, который необходим, и сложность управления ключами в большой сети.

Асимметричные алгоритмы

Ассиметричные системы также называют криптосистемами с открытым ключом. Это такой способ шифрования данных, при котором открытый ключ передается по открытому каналу (не скрывается) и используется для проверки электронной подписи и для шифрования данных. Для дешифровки же и создания электронной подписи используется второй ключ, секретный. У криптографии с открытыми ключами есть ряд преимуществ перед симметричной криптографией. Наиболее полезное из них касается управления ключами (в частности, их выбором и рассылкой). В симметричных алгоритмах шифрования ключ зашифровывания является также ключом расшифровывания, следовательно, первый не может быть раскрыт. Это приводит к тому, что две легальные стороны (отправитель и получатель) договариваются заранее об алгоритме зашифровывания и ключах либо при личной встрече, либо при передаче по абсолютно секретному каналу.

При использовании же криптосистем с открытым ключом стороны не обязаны встречаться, знать друг друга и иметь секретные каналы связи. Это преимущество становится еще более актуальным в случае большого количества пользователей системы. Тогда, к примеру, один пользователь может «закрыто» связаться с другим, взяв некоторую информацию (открытый ключ) из общедоступной базы данных (банка ключей). Различие ключей (открытого и личного) в криптографии с открытыми ключами позволило создать следующие технологии: электронные цифровые подписи, распределенная проверка подлинности, согласование общего секретного ключа сессии, шифрование больших объемов данных без предварительного обмена общим секретным ключом. В настоящее время хорошо известен целый ряд алгоритмов шифрования с открытым ключом. Алгоpитмы кpиптосистемы с откpытым ключом можно использовать в тpех назначениях:

  • Как самостоятельные сpедства защиты пеpедаваемых и хpанимых данных.
  • Как сpедства для pаспpеделения ключей. Алгоpитмы - более тpудоемки, чем тpадиционные кpиптосистемы. Поэтому часто на пpактике pационально с помощью систем с открытым ключом pаспpеделять ключи, объем котоpых как инфоpмации незначителен. А потом с помощью обычных алгоpитмов осуществлять обмен большими инфоpмационными потоками.
  • Сpедства аутентификации пользователей (электронная цифровая подпись).

Криптографическая хеш-функция — всякая хеш-функция, являющаяся криптостойкой, то есть удовлетворяющая ряду требований, специфичных для криптографических приложений. Для того, чтобы хеш-функция H считалась криптографически стойкой, она должна удовлетворять трём основным требованиям, на которых основано большинство применений хеш-функций в криптографии:

  • Необратимость или стойкость к восстановлению прообраза: для заданного значения хеш-функции m не должен быть вычислен блок данных X , для которого H(X)=m
  • Стойкость к коллизиям первого рода или восстановлению вторых прообразов: для заданного сообщения M должно быть вычислительно невозможно подобрать другое сообщение N , для которого H(N)=H(M)
  • Стойкость к коллизиям второго рода: должно быть вычислительно невозможно подобрать пару сообщений ( M,M' ) имеющих одинаковый хеш.
  • Данные требования не являются независимыми:
  • Обратимая функция нестойка к коллизиям первого и второго рода.
  • Функция, нестойкая к коллизиям первого рода, нестойка к коллизиям второго рода; обратное неверно.

Следует отметить, что не доказано существование необратимых хеш-функций, для которых вычисление какого-либо прообраза заданного значения хеш-функции теоретически невозможно. Обычно нахождение обратного значения является лишь вычислительно сложной задачей. Атака «дней рождения» позволяет находить коллизии для хеш-функции с длиной значений n битов в среднем за примерно 2n/2 вычислений хеш-функции. Поэтому n-битная хеш-функция считается криптостойкой, если вычислительная сложность нахождения коллизий для неё близка к 2n/2 Для криптографических хеш-функций также важно, чтобы при малейшем изменении аргумента значение функции сильно изменялось (лавинный эффект). В частности, значение хеша не должно давать утечки информации даже об отдельных битах аргумента. Это требование является залогом криптостойкости алгоритмов хеширования пользовательских паролей для получения ключей.

Инфраструктура открытых ключей (ИОК, англ. PKI - Public Key Infrastructure) — набор средств (технических, материальных, людских и т. д.), распределённых служб и компонентов, в совокупности используемых для поддержки криптозадач на основе закрытого и открытого ключей. В основе PKI лежит использование криптографической системы с открытым ключом и несколько основных принципов:

  1. закрытый ключ (private key) известен только его владельцу;
  2. удостоверяющий центр создает электронный документ — сертификат открытого ключа, таким образом удостоверяя факт того, что закрытый (секретный) ключ известен эксклюзивно владельцу этого сертификата, открытый ключ (public key) свободно передается в сертификате;
  3. никто не доверяет друг другу, но все доверяют удостоверяющему центру;
  4. удостоверяющий центр подтверждает или опровергает принадлежность открытого ключа заданному лицу, которое владеет соответствующим закрытым ключом.

Принципы устройства и работы ЭВМ
верх

Лекции 5-6

При рассмотрении ЭВМ как средства обработки информации важную роль играют понятие архитектуры ЭВМ, структуры и принципов построения ЭВМ, а также основные характеристики вычислительной техники.

Понятие архитектуры ЭВМ

С середины 60-х годов существенно изменился подход к созданию вычислительных машин. Вместо независимой разработки аппаратуры и некоторых средств математического обеспечения стала проектироваться система, состоящая из совокупности аппаратных (hardware) и программных (software) средств. При этом на первый план выдвинулась концепция их взаимодействия. Так возникло принципиально новое понятие – архитектура ЭВМ.

Под архитектурой ЭВМ понимается совокупность общих принципов организации аппаратно-программных средств и их характеристик, определяющая функциональные возможности ЭВМ при решении соответствующих классов задач.

1

Рис. 1. Основные компоненты архитектуры ЭВМ

Архитектура ЭВМ охватывает широкий круг проблем, связанных с построением комплекса аппаратных и программных средств и учитывающих множество факторов. Среди этих факторов важнейшими являются: стоимость, сфера применения, функциональные возможности, удобство эксплуатации, а одним из главных компонентов архитектуры являются аппаратные средства. Основные компоненты архитектуры ЭВМ можно представить в виде схемы, показанной на рис. 1.

Архитектуру вычислительного средства следует отличать от его структуры. Структура вычислительного средства определяет его конкретный состав на некотором уровне детализации (устройства, блоки узлы и т. д.) и описывает связи внутри средства во всей их полноте. Архитектура же определяет правила взаимодействия составных частей вычислительного средства, описание которых выполняется в той мере, в какой это необходимо для формирования правил их взаимодействия. Она регламентирует не все связи, а наиболее важные, которые должны быть известны для более грамотного использования данного средства.

Так, пользователю ЭВМ безразлично, на каких элементах выполнены электронные схемы, схемно или программно реализуются команды и т. д. Важно другое: как те или иные структурные особенности ЭВМ связаны с возможностями, предоставляемыми пользователю, какие альтернативы реализованы при создании машины и по каким критериям принимались решения, как связаны между собой характеристики отдельных устройств, входящих в состав ЭВМ, и какое влияние они оказывают на общие характеристики машины. Иными словами, архитектура ЭВМ действительно отражает круг проблем, относящихся к общему проектированию и построению вычислительных машин и их программного обеспечения.

Общие принципы построения современных ЭВМ

Основным принципом построения всех современных ЭВМ является принцип программного управления (ППУ). Все вычисления, предписанные алгоритмом решения задачи, должны быть представлены в виде программы, состоящей из последовательности команд. Каждая команда содержит указания на конкретную выполняемую операцию и место нахождения (адреса) операндов. Операнды – переменные, значения которых участвуют в операциях преобразования данных. ППУ реализуется за счет наличия в компьютере устройства управления (УУ) и развитого запоминающего устройства. В ЗУ хранятся данные и программы.

Более чем за полвека развития вычислительных средств прогресс в аппаратной реализации ЭВМ и их технических характеристик превзошел все прогнозы, и пока не заметно снижение его темпов. Несмотря на то, что современные ЭВМ внешне не имеют ничего общего с первыми моделями, основополагающие идеи, заложенные в них и связанные с понятием алгоритма, разработанным Аланом Тьюрингом, а также архитектурной реализацией, предложенной Джоном фон Нейманом, пока не претерпели коренных изменений (за исключением систем параллельной обработки информации). Любая ЭВМ неймановской архитектуры содержит следующие основные устройства:

  • арифметико-логическое устройство (АЛУ);
  • устройство управления (УУ)
  • запоминающее устройство (ЗУ);
  • устройства ввода-вывода (УВв);
  • пульт управления (ПУ).

В современных ЭВМ АЛУ и УУ объединены в общее устройство, называемое центральным процессором. Обобщенная структурная схема ЭВМ первых поколений, отвечающая программному принципу управления, представлена на рис. 2.

2

Рис. 2. Структурная схема ЭВМ первого и второго поколений

В любой ЭВМ имеются устройства ввода информации (УВв), с помощью которых пользователь вводит в ЭВМ программы и данные. Введенная информация полностью или частично сначала запоминается в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ), а затем переносится во внешнее запоминающее устройство (ВЗУ, предназначенное для длительного хранения информации в виде файла.

При использовании файла в вычислительном процессе его содержимое переносится в ОЗУ. Затем программа команда за командой считывается в устройство управления (УУ). Устройство управления предназначается для автоматического выполнения программ путем синхронизации всех остальных устройств ЭВМ. Управляющие сигналы показаны на рис. 3 малыми штриховыми линиями. Вызываемые из ОЗУ команды дешифрируются устройством управления: определяется код операции, которую необходимо выполнить следующей, и адреса операндов, принимающих участие в данной операции.

Все команды программы выполняются последовательно, команда за командой, в том порядке, как они записаны в памяти ЭВМ (естественный порядок следования команд). Этот порядок характерен для линейных программ, т. е. программ, не содержащих разветвлений. Обрабатываемые данные и выполняемая программа должны находиться в запоминающем устройстве – памяти ЭВМ, куда они вводятся через устройство ввода. Емкость памяти измеряется в величинах, кратных байту. Память представляет собой сложную структуру, построенную по иерархическому принципу, и включает в себя запоминающие устройства различных типов. Функционально она делится на две части: внутреннюю и внешнюю. Внутренняя , или основная память – это запоминающее устройство, напрямую связанное с процессором и предназначенное для хранения выполняемых программ и данных, непосредственно участвующих в вычислениях. Обращение к внутренней памяти ЭВМ осуществляется с высоким быстродействием, но она имеет ограниченный объем, определяемый системой адресации машины.

Внутренняя память, в свою очередь, делится на оперативную (ОЗУ) и постоянную (ПЗУ) память.Оперативная память , по объему составляющая большую часть внутренней памяти, служит для приема, хранения и выдачи информации. При выключении питания ЭВМ содержимое оперативной памяти в большинстве случаев теряется. Постоянная память обеспечивает хранение и выдачу информации. В отличие от содержимого оперативной памяти, содержимое постоянной заполняется при изготовлении ЭВМ и не может быть изменено в обычных условиях эксплуатации. В постоянной памяти хранятся часто используемые (универсальные) программы, и данные, к примеру, некоторые программы операционной системы, программы тестирования оборудования ЭВМ и др. При выключении питания содержимое постоянной памяти сохраняется.

Кроме основной памяти на системной плате ПК имеется и энергонезависимая память CMOS RAM (Complementary Metal-Oxide Semiconductor RAM), постоянно питающаяся от своего аккумулятора; в ней хранится информация об аппаратной конфигурации ПК (обо всей аппаратуре, имеющейся в компьютере), которая проверяется при каждом включении системы. Внешняя память (ВЗУ) предназначена для размещения больших объемов информации и обмена ею с оперативной памятью. Для построения внешней памяти используют энергонезависимые носители информации (диски и ленты), которые к тому же являются переносимыми. Емкость этой памяти практически не имеет ограничений, а для обращения к ней требуется больше времени, чем ко внутренней.

Внешние запоминающие устройства конструктивно отделены от центральных устройств ЭВМ (процессора и внутренней памяти), имеют собственное управление и выполняют запросы процессора без его непосредственного вмешательства. В качестве ВЗУ используют накопители на магнитных и оптических дисках, а также накопители на магнитных лентах. ВЗУ по принципам функционирования разделяются на устройства прямого доступа (накопители на магнитных и оптических дисках) и устройства последовательного доступа (накопители на магнитных лентах). Устройства прямого доступа обладают большим быстродействием, поэтому они являются основными внешними запоминающими устройствами, постоянно используемыми в процессе функционирования ЭВМ. Устройства последовательного доступа используются в основном для резервирования информации.

Процессор, или микропроцессор, является основным устройством ЭВМ. Он предназначен для выполнения вычислении по хранящейся в запоминающем устройстве программе и обеспечения общего управления ЭВМ. Быстродействие ЭВМ в значительной мере определяется скоростью работы процессора. Для ее увеличения процессор использует собственную намять небольшого объема, именуемую местной, или сверхоперативной, что в некоторых случаях исключает необходимость обращения к запоминающему устройству ЭВМ.

Вычислительный процесс должен быть предварительно представлен для ЭВМ в виде программы – последовательности инструкций (команд), записанных в порядке выполнения. В процессе выполнения программы ЭВМ выбирает очередную команду, расшифровывает ее, определяет, какие действия и над какими операндами следует выполнить. Эту функцию осуществляет УУ. Оно же помещает выбранные из ЗУ операнды в АЛУ, где они и обрабатываются. Само АЛУ работает под управлением УУ. АЛУ выполняет арифметические и логические операции над данными. Результаты выполнения отдельных операций сохраняются для последующего использования в одном из регистров АЛУ или записываются в память. Результаты, полученные после выполнения всей программы вычислений, передаются на устройства вывода (УВыв). В качестве УВыв могут использоваться экран дисплея, принтер, графопостроитель и др.

Устройства ввода-вывода служат соответственно для ввода информации в ЭВМ и вывода из нее, а также для обеспечения общения пользователя с машиной. Процессы ввода-вывода протекают с использованием внутренней памяти ЭВМ. Иногда устройства ввода-вывода называют периферийными, или внешними устройствами ЭВМ. К ним относятся, в частности, дисплеи (мониторы), клавиатура, манипуляторы типа «мышь», алфавитно-цифровые печатающие устройства (принтеры), графопостроители, сканеры и др. Для управления внешними устройствами (в том числе и ВЗУ) и согласования их с системным интерфейсом служат групповые устройства управления внешними устройствами, адаптеры или контроллеры. Связь между устройствами ЭВМ осуществляется с помощью сопряжений, которые в ВТ называются интерфейсом. Интерфейс представляет собой совокупность стандартизованных аппаратных и программных средств, обеспечивающих обмен информацией между устройствами. В основе построения интерфейсов лежит унификация и стандартизация.

Системный интерфейс – это конструктивная часть ЭВМ, предназначенная для взаимодействия ее устройств и обмена информацией между ними. В больших, средних и супер-ЭВМ в качестве системного интерфейса используются сложные устройства, имеющие встроенные процессоры ввода-вывода, именуемые каналами. Такие устройства обеспечивают высокую скорость обмена данными между компонентами ЭВМ. Отличительной особенностью малых ЭВМ является использование в качестве системного интерфейса системных шин. Различают ЭВМ с многошинной структурой и с общей шиной. В первых для обмена информацией между устройствами используются отдельные группы шин, во втором случае все устройства ЭВМ объединяются с помощью одной группы шин, в которую входят подмножества шин для передачи данных, адреса и управляющих сигналов. При такой организации системы шин обмен информацией между процессором, памятью и периферийными устройствами выполняется по единому правилу, что упрощает взаимодействие устройств машины.

В персональных компьютерах, относящихся к ЭВМ четвертого поколения, используется структура с шинным интерфейсом: все устройства компьютера обмениваются информацией и управляющими сигналами через шину. Шина представляет собой систему функционально объединенных проводов, обеспечивающих передачу трех потоков: данных, адресов и управляющих сигналов (рис. 3).

3

Рис. 3. Структурная схема ЭВМ

Количество проводов в системной шине, предназначенных для передачи данных, называется разрядностью шины . Разрядность шины определяет число битов информации, которые могут передаваться по шине одновременно. Количество проводов для передачи адресов, или адресных линий, определяет, какой объем оперативной памяти может быть адресован. Единая система аппаратурных соединений значительно упростила структуру, сделав ее более децентрализованной. Все передачи данных по шине осуществляются под управлением сервисных программ. Ядро ЭВМ образуют процессор и основная память (ОП) (поскольку на их основе реализуется ППУ), состоящая из оперативной памяти и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). ПЗУ предназначается для записи и постоянного хранения наиболее часто используемых программ управления. Подключение всех внешних устройств (ВнУ), дисплея, клавиатуры, внешних ЗУ и других обеспечивается через соответствующие контроллеры – специальные устройства управления периферийной аппаратурой.

Децентрализация построения и управления вызвала к жизни такие элементы, которые являются общим стандартом структур современных ЭВМ: модульность построения, магистральность, иерархия управления. Модульность построения предполагает выделение в структуре ЭВМ достаточно автономных, функционально и конструктивно законченных устройств (процессор, модуль памяти, накопитель на жестком диске и другие). Модульная конструкция ЭВМ делает ее открытой системой, способной к адаптации и совершенствованию. К ЭВМ можно подключать дополнительные устройства, улучшая ее технические и экономические показатели. Появляется возможность увеличения вычислительной мощности, улучшения структуры путем замены отдельных устройств на более совершенные, изменения и управления конфигурацией системы, приспособления ее к конкретным условиям применения в соответствии с требованиями пользователей.

В современных ЭВМ принцип децентрализации и параллельной работы распространен как на периферийные устройства, так и на сами ЭВМ (процессоры). Появились вычислительные системы, содержащие несколько вычислителей , работающих согласованно и параллельно. Все существующие типы ЭВМ выпускаются семействами, в которых различают старшие и младшие модели. Всегда имеется возможность замены более слабой модели на более мощную. Это обеспечивается информационной, аппаратурной и программной совместимостью. Программная совместимость в семействах устанавливается по принципу снизу-вверх, т. е. программы, разработанные для ранних и младших моделей, могут обрабатываться и на старших, но не обязательно наоборот.

Основные характеристики вычислительной техники

К основным характеристикам вычислительной техники относятся ее эксплуатационно-технические характеристики, такие как быстродействие, емкость памяти, точность вычислений и др. Быстродействие ЭВМ рассматривается в двух аспектах. С одной стороны, оно характеризуется количеством элементарных операций, выполняемых центральным процессором в секунду Под элементарной операцией понимается любая простейшая операция типа сложения, пересылки, сравнения и т. д. С другой стороны, быстродействие. ЭВМ существенно зависит от организации ее памяти. Время, затрачиваемое на поиск необходимой информации в памяти, заметно сказывается на быстродействии ЭВМ. В зависимости от области применения выпускаются ЭВМ с быстродействием от нескольких сотен тысяч до миллиардов операций в секунду. Для решения сложных задач возможно объединение нескольких ЭВМ в единый вычислительный комплекс с требуемым суммарным быстродействием.

Наряду с быстродействием часто пользуются понятием производительность. Если первое обусловлено, главным образом, используемой в ЭВМ системой элементов, то второе связано с ее архитектурой и разновидностями решаемых задач. Даже для одно» ЭВМ такая характеристика, как быстродействие, не является величиной постоянной. В связи с этим различают:

  • пиковое быстродействие , определяемое тактовой частотой процессора без учета обращения к оперативной памяти;
  • номинальное быстродействие, определяемое с учетом времени обращения к оперативной памяти;
  • системное быстродействие , определяемое с учетом системных издержек на организацию вычислительной процесса;
  • эксплуатационное, определяемое с учетом характера решаемых задач (состав, операций или их «смеси»).

Емкость, или объем памяти определяется максимальным количеством информации которое можно разместить в памяти ЭВМ. Обычно емкость памяти измеряется в байтах. Как уже отмечалось, память ЭВМ подразделяется на внутреннюю и внешнюю. Внутренняя, или оперативная память, по своему объему у различных классов машин различна и определяется системой адресации ЭВМ. Емкость внешней памяти из-за блочной структуры и съемных конструкций накопителей практически неограниченна. Точность вычислений зависит от количества разрядов, используемых для представления одного числа. Современные ЭВМ комплектуются 32- или 64-разрядными микропроцессорами, что вполне достаточно для обеспечения высокой точности расчетов самых разнообразных приложениях. Однако, если этого мало, можно использовать удвоенную или утроенную разрядную сетку.

Система команд – это перечень команд, которые способен выполнить процессор ЭВМ. Система команд устанавливает, какие конкретно операции может выполнять процессор, сколько операндов требуется указать в команде, какой вид (формат) должна имеет команда для ее распознания. Количество основных разновидностей команд невелико, с их помощью ЭВМ способны выполнять операции сложения, вычитания, умножена деления, сравнения, записи в память, передачи числа из регистра в регистр, преобразования из одной системы счисления в другую и т. д. При необходимости выполняете модификация команд, учитывающая специфику вычислений. Обычно в ЭВМ используется от десятков до сотен команд (с учетом их модификации). На современном этап развития вычислительной техники используются два основных подхода при формировании системы команд процессора. С одной стороны, это традиционный подход, связанный с разработкой процессоров с полным набором команд, – архитектура CIS (Complete Instruction Set Computer – компьютер с полным набором команд). С другой стороны, это реализация в ЭВМ сокращенного набора простейших, но часто употребляемых команд, что позволяет упростить аппаратные средства процессора и повысить быстродействие – архитектура RISC (Reduced Instruction Set Computer – компьютер сокращенным набором команд).

Стоимость ЭВМ зависит от множества факторов, в частности от быстродействия, емкости памяти, системы команд и т. д. Большое влияние на стоимость оказывает конкретная комплектация ЭВМ и, в первую очередь, внешние устройства, входящие в состав машины. Наконец, стоимость программного обеспечения ощутимо влияет на стоимость ЭВМ. Надежность ЭВМ – это способность машины сохранять свои свойства при заданных условиях эксплуатации в течение определенного промежутка времени. Количественной оценкой надежности ЭВМ, содержащей элементы, отказ которых приводит к отказу всей машины, могут служить следующие показатели:

  • вероятность безотказной работы за определенное время при данных условиях эксплуатации;
  • наработка ЭВМ на отказ;
  • среднее время восстановления машины и др.

Для более сложных структур типа вычислительного комплекса или системы понятие «отказ» не имеет смысла. В таких системах отказы отдельных элементов приводят к некоторому снижению эффективности функционирования, а не к полной потере работоспособности в целом. Важное значение имеют и другие характеристики вычислительной техники, например: универсальность, программная совместимость, вес, габариты, энергопотребление и др. Они принимаются во внимание при оценивании конкретных сфер применения ЭВМ.

Вычислительная сложность — понятие в информатике и теории алгоритмов, обозначающее функцию зависимости объёма работы, которая выполняется некоторым алгоритмом, от размера входных данных. Раздел, изучающий вычислительную сложность, называется теорией сложности вычислений. Объём работы обычно измеряется абстрактными понятиями времени и пространства, называемыми вычислительными ресурсами. Время определяется количеством элементарных шагов, необходимых для решения задачи, тогда как пространство определяется объёмом памяти или места на носителе данных. Таким образом, в этой области предпринимается попытка ответить на центральный вопрос разработки алгоритмов: «как изменится время исполнения и объём занятой памяти в зависимости от размера входа?». Здесь под размером входа понимается длина описания данных задачи в битах (например, в задаче коммивояжёра длина входа почти пропорциональна количеству городов и дорог между ними), а под размером выхода — длина описания решения задачи (наилучшего маршрута в задаче коммивояжера).

В частности, теория сложности вычислений определяет NP-полные задачи, которые не детерминированная машина Тьюринга может решить за полиномиальное время, тогда как для детерминированной машины Тьюринга полиномиальный алгоритм неизвестен. Обычно это сложные задачи оптимизации, например, задача коммивояжёра. С теоретической информатикой тесно связаны такие области как алгоритмический анализ и теория вычислимости. Связующим звеном между теоретической информатикой и алгоритмическим анализом является тот факт, что их формирование посвящено анализу необходимого количества ресурсов определённых алгоритмов решения задач, тогда как более общим вопросом является возможность использования алгоритмов для подобных задач. Конкретизируясь, попытаемся классифицировать проблемы, которые могут или не могут быть решены при помощи ограниченных ресурсов. Сильное ограничение доступных ресурсов отличает теорию вычислительной сложности от вычислительной теории, последняя отвечает на вопрос какие задачи, в принципе, могут быть решены алгоритмически.

Классификация и основные характеристики программного обеспечения
верх

Лекции 7-8

Программное обеспечение - совокупность программ системы обработки информации и программных документов, необходимых для эксплуатации этих программ (ГОСТ 19781-90). Также, это совокупность программ, процедур и правил, а также документации, относящихся к функционированию системы обработки данных (СТ ИСО 2382/1-84). Программное обеспечение является одним из видов обеспечения вычислительной системы, наряду с техническим (аппаратным), математическим, информационным, лингвистическим, организационным и методическим обеспечением. В компьютерном сленге часто используется слово софт от английского слова software, которое в этом смысле впервые применил в статье в American Mathematical Monthly математик из Принстонского университета Джон Тьюки в 1958 году. Программное обеспечение принято по назначению подразделять на системное, прикладное и инструментальное, а по способу распространения и использования на несвободное (закрытое), открытое и свободное. Свободное программное обеспечение может распространяться, устанавливаться и использоваться на любых компьютерах дома, в офисах, школах, вузах, а также коммерческих и государственных учреждениях без ограничений.

Системное программное обеспечение - это комплекс программ, которые обеспечивают эффективное управление компонентами вычислительной системы, такими как процессор, оперативная память, каналы ввода-вывода, сетевое оборудование, выступая как «межслойный интерфейс» с одной стороны которого аппаратура, а с другой приложения пользователя. В отличие от прикладного программного обеспечения, системное не решает конкретные прикладные задачи, а лишь обеспечивает работу других программ, управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы и т.д. Инструментальное программное обеспечение - программное обеспечение, предназначенное для использования в ходе проектирования, разработки и сопровождения программ. Обычно этот термин применяется для акцентирования отличия данного класса ПО от прикладного и системного программного обеспечения. Инструментальное программное обеспечение предназначено для разработки новых программ и программных комплексов. Множество различных приложений на компьютере создаётся с помощью языков и систем программирования. Язык программирования - это формализованный язык описания алгоритмов, используемых для решения различных задач на компьютере.

В процессе становления и развития вычислительной техники возникали и развивались также языки программирования. Некоторые из них затем изменялись, трансформировались, интегрировались с другими, некоторые умирали вовсе. Сейчас у программистов имеется богатый арсенал языков программирования на все случаи программистской жизни: Assembler, Basic, C++, Delphi, Fortran, Java, Pascal, и др. Каждый из перечисленных языков программирования имеет целый ряд модификаций (например, Basic, Q-Basic, Visual Basic и др.), которые по возможностям и свойствам существенно отличаются друг от друга. Языки программирования можно разделить на машинно-зависимые (низкого уровня) и машинно-независимые (высокого уровня).

Программа, написанная на языке высокого уровня, не может непосредственно использоваться на компьютере. Она должна пройти этап трансляции исходного кода, записанного на языке высокого уровня, в объектный код, который затем с помощью редактора связей формирует загрузочный модуль, пригодный для запуска на компьютере. Такой процесс осуществляется, например, при написании программы на языке Фортран и называется компилированием. В других языках высокого уровня (например, на Бейсике) трансляция исходного кода в исполняемый происходит последовательно с каждой командой (оператором). Такая трансляция осуществляется программой-интерпретатором. Созданная программа должна пройти проверку на пригодность к использованию с помощью отладчика программ. Он позволяет отслеживать последовательное исполнение программы, выявлять места и виды ошибок в программе, давать комментарии. Интегрированные среды программирования включают весь набор средств для комплексного их применения на всех технологических этапах разработки программ.Основное назначение такого инструментария состоит в том, чтобы с его помощью повысить производительность и эффективность труда программистов. Программные комплексы используются при разработке сложных прикладных информационных систем. Они позволяют автоматизировать весь технологический процесс анализа, проектирования, разработки, отладки и сопровождения проекта целиком.

Операционная система (ОС) - комплекс системных программ, расширяющий возможности вычислительной системы, а также обеспечивающий управление её ресурсами, загрузку и выполнение прикладных программ, взаимодействие с пользователями. В большинстве вычислительных систем ОС являются основной, наиболее важной (а иногда единственной) частью системного ПО. Большинство программ, как системных (входящих в ОС), так и прикладных, исполняются в непривилегированном («пользовательском») режиме работы процессора и получают доступ к оборудованию (и, при необходимости, к другим ресурсам ядра, а также ресурсам иных программ) только посредством системных вызовов. Ядро исполняется в привилегированном режиме: именно в этом смысле говорят, что ОС (точнее, её ядро) управляет оборудованием.

В определении состава ОС значение имеет критерий операциональной целостности (замкнутости): система должна позволять полноценно использовать (включая модификацию) свои компоненты. Поэтому в полный состав ОС включают и набор инструментальных средств (от текстовых редакторов до компиляторов, отладчиков и компоновщиков). Ядро - центральная часть операционной системы, управляющая выполнением процессов, ресурсами вычислительной системы и предоставляющая процессам координированный доступ к этим ресурсам. Основными ресурсами являются процессорное время, память и устройства ввода-вывода. Доступ к файловой системе и сетевое взаимодействие также могут быть реализованы на уровне ядра. Как основополагающий элемент ОС, ядро представляет собой наиболее низкий уровень абстракции для доступа приложений к ресурсам вычислительной системы необходимым для их работы. Как правило, ядро предоставляет такой доступ исполняемым процессам соответствующих приложений за счёт использования механизмов межпроцессного взаимодействия и обращения приложений к системным вызовам ОС. Описанная задача может различаться в зависимости от типа архитектуры ядра и способа её реализации.

Операционные системы могут быть классифицированы по базовой технологии (UNIX-подобные, пост-UNIX/потомки UΝΙΧ), типу лицензии (проприетарная или открытая), развивается ли в настоящее время (устаревшие или современные), по назначению (универсальные, ОС встроенных систем, ОС PDA, ОС реального времени, для рабочих станций или для серверов), а также по множеству других признаков. Операционная система – это комплект программного обеспечения, предназначенный для управления компьютером и обеспечивающий поддержку хранения, исполнения и разработки прикладных программ. Любая современная операционная система должна, как минимум, решать следующие задачи:

  1. хранение, загрузка и исполнение прикладных программ;
  2. организация файловой системы на устройствах долговременной памяти;
  3. планирование и динамическое перераспределение ресурсов компьютера;
  4. взаимодействие параллельных программ и синхронизация их работы;
  5. учет и разграничение полномочий пользователей системы;
  6. предоставление пользовательского интерфейса для работы с компьютером;
  7. защита данных от несанкционированного доступа, разрушения, других случайных или намеренных вредоносных действий, как во время выполнения программ, так и при хранении данных в файлах.

При этом в любой современной операционной системе, независимо от архитектуры и методов реализации, можно выделить несколько относительно независимых базовых подсистем, совместно работающих для решения перечисленных выше задач.Состав операционной системы и связь ее базовых подсистем с решаемыми задачами, схематично показаны на следующем рисунке (Рисунок 1).

1

Рисунок 1 Состав и назначение основных подсистем операционной системы

Ряд подсистем операционной системы на рисунке (Рисунок 1) объединены в общий блок, названный ядро операционной системы. Понятие ядра является одним из наиболее важных понятий, как и роль ядра в операционной системе. Ядро объединяет в себе базовые компоненты операционной системы, во многом определяющие специфику и основную область применения данной операционной системы. Важнейшим свойством ядра, отличающим его от любых других системных или пользовательских программ, является то, что код ядра исполняется с максимально высоким уровнем привилегий – ему доступны все команды процессора и разрешен прямой доступ к любой аппаратуре компьютера. В конечном итоге, ядро изолирует все остальные программы от аппаратуры компьютера. Все остальные программы получают доступ к аппаратным ресурсам только через посредничество ядра операционной системы.

Функциональность ядра во многом определяет функциональность всей операционной системы. Чем больше возможности ядра системы, тем более разносторонний сервис операционная система может в конечном итоге предоставить пользователю. Однако потребности различных категорий пользователей в универсальных операционных системах могут существенно различаться. Возможности, необходимые одним пользователям, могут совершенно не интересовать других, и наоборот. Ядро же должно удовлетворить всех, в результате код ядра становиться очень громоздким, оно начинает расходовать неоправданно много ресурсов, прежде всего памяти. Так как код ядра в силу своей специфики является аппаратно зависимым, громоздкое ядро универсальной операционной системы оказывается наиболее узким местом при переносе операционной системы на другую аппаратную платформу, например, на вновь разработанный или даже просто модернизированный компьютер. Наконец отметим еще, что от устойчивости кода ядра зависит устойчивость всей операционной системы, а отлаживать громоздкое ядро чрезвычайно сложно.

Стремление найти кардинальное решение описанных проблем привело к появлению новой концепции построения операционной системы – концепции микроядра. При этом многие подсистемы, традиционно относимые к ядру, например, файловая система, выносятся из ядра. Код ядра предельно минимизируется и самостоятельно уже не обеспечивает даже базовой функциональности операционной системы. Зато его легко отладить и относительно легко переписать при переносе операционной системы на новую аппаратную платформу. В рамках нашего курса мы будем рассматривать микроядро более детально при изучении архитектуры операционных систем, а сейчас кратко рассмотрим назначение основных подсистем операционной системы.

Подсистема ввода-вывода

Подсистема ввода-вывода принимает запросы на передачу или прием данных от всех выполняющихся программ, как прикладных, так и системных, упорядочивает их и переадресует внешним устройствам с учетом их аппаратных особенностей.Можно выделить две основные функции подсистемы ввода-вывода:

  • изоляция всех других компонентов операционной системы и прикладных программ от особенностей аппаратной реализации внешних устройств компьютера;
  • организация бесконфликтного и эффективного использования внешних устройств всеми исполняющимися программами.

Фактически, задачу изоляции от аппаратных особенностей внешних устройств решают драйверы – специальные подпрограммы в составе подсистемы ввода-вывода, которые непосредственно взаимодействуют с внешними устройствами, при этом для каждого внешнего устройства необходим собственный драйвер. Подсистема ввода-вывода любой современной операционной системы организована так, чтобы набор драйверов можно было легко заменять, обеспечивая работу прикладных программ и самой операционной системы при различных аппаратных конфигурациях компьютера. Построение и работа подсистемы ввода-вывода, включая драйверы, в дальнейшем будет рассмотрено более подробно. Как показывают многочисленные замеры и эксперименты, программы, кроме чисто вычислительных, большую часть своей жизни проводят в состоянии ожидания завершения операций ввода-вывода. Поэтому от эффективности работы подсистемы ввода-вывода существенно зависит эффективность работы всех остальных программ. Для повышения скорости выполнения запросов ввода-вывода, подсистема ввода-вывода широко использует такие приемы, как переупорядочивание запросов ввода-вывода или кэширование данных. В совокупности, подобные меры могут поднять производительность подсистемы ввода-вывода более, чем в 100 раз. В дальнейшем, при детальном изучении подсистемы ввода-вывода, основные приемы повышения производительности будут рассмотрены довольно подробно.

Файловая подсистема

Файловая подсистема обеспечивает пользователя удобным, аппаратно независимым интерфейсом для упорядоченного хранения пользовательских программ и данных на внешних устройствах долговременной памяти. В современных ЭВМ в качестве основного устройства долговременной памяти обычно используется накопитель на жестких магнитных дисках. Физически, данные на диске адресуются подобно ячейкам массива – по номерам блоков данных. Современный диск содержит миллиарды таких блоков, поэтому человеку практически невозможно работать с сырыми данными на диске. Фактически, файловая система позволяет всего лишь обращаться по осмысленному символическому имени к группе дисковых блоков, представляющих логически связанные данные, но это делает работу с данными на диске не только возможной, но и весьма удобной для человека. Кроме того, благодаря файловой подсистеме пользователи совершенно единообразно работают с различными типами внешних устройств долговременной памяти. Причем пользователи централизованной файловой системы, представляющей все каталоги от единого корня, не связанного с физическим носителем, часто даже не знают, на каком именно физическом устройстве содержатся те или иные данные. Для выполнения своей функции, файловая система должна, как минимум, постоянно вести учет свободных и занятых блоков на диске, отслеживать принадлежность дисковых блоков к конкретным файлам и порядок следования блоков в файле. Кроме того, современная файловая система должна быть устойчива к случайным сбоям, таким как внезапное выключение компьютера, или повреждение части данных на диске, другими словами, потеря нескольких блоков данных не должна приводить к разрушению всей файловой системы и, как следствие, потере всех данных. Интересно отметить, что во многих современных операционных системах интерфейс файловой подсистемы используется не только для доступа к данным на дисках, но и для всех операций ввода-вывода. Тогда взаимодействие прикладных программ с клавиатурой, монитором, принтером или другим периферийным оборудованием выглядит как запись или чтение некоторых файлов.

Подсистема управления памятью

Подсистема управления памятью в современной операционной системе решает следующие основные задачи:

  • бесконфликтное распределение памяти между исполняющимися программами;
  • защита памяти от несанкционированного доступа.

В любой современной операционной системе эти задачи полностью решаются средствами виртуальной памяти, механизмы работы которой будут весьма подробно рассмотрены в данном курсе через некоторое время.

Подсистема управления процессами

Выполнение любой программы в рамках любой современной операционной системы начинается с создания процесса – специального объекта операционной системы, обеспечивающего выполнение программы, таким образом, подсистема управления процессами в конечном итоге отвечает за выполнение программ. Подсистема управления процессами в современной операционной системе решает довольно обширный набор задач, которые удобно представить в виде диаграммы:

2

Рисунок 2 Задачи подсистемы управления процессами

Таким образом, подсистема управления процессами решает два класса задач: создание и удаление процессов, и управление существующими процессами. Задача создания процесса сводится к размещению в памяти и инициализации структур данных, описывающих процесс. Задача удаления процесса зачастую сводится к освобождению памяти и ресурсов, удерживаемых процессом. Более интересными представляются задачи, связанные с управлением процессами. Дадим краткую характеристику этим задачам. Управление процессами требует решения двух классов задач: задач планирования процессов и задач межпроцессного взаимодействия.

Планирование процессов

Подсистема планирования процессов решает две независимые задачи:

  1. определяет, какой из готовых к выполнению процессов, когда, и на какой интервал времени следует передать процессору для выполнения, т.е. выполняет собственно планирование процессов;
  2. выполняет переключение процессов, т.е. снимает с исполнения текущий процесс и ставит на исполнение запланированный процесс. Такое переключение процессов называют диспетчеризацией.

Заметим, что задача планирования является аппаратно независимой. Планирование процессов осуществляется исходя из степени важности процессов для системы или пользователя и временной статистики их исполнения, т.е. без учета каких-либо аппаратных особенностей компьютера. Задача диспетчеризации, наоборот, является аппаратно зависимой, т.к. переключение процессов связано с сохранением и загрузкой регистров конкретного процессора.

Межпроцессное взаимодействие

В рамках межпроцессного взаимодействия необходимо решать две задачи: задачу синхронизации процессов и задачу межпроцессной коммуникации. Синхронизация процессов является одним из важнейших аспектов функционирования многозадачной операционной системы. Действительно, в многозадачной операционной системе часто возникает ситуация, когда некоторый процесс не может выполняться дальше, пока не будут завершены определенные действия другого процесса. Например, один процесс, назовем его процесс-писатель, помещает данные в некоторый буфер, а другой процесс – процесс-читатель, считывает данные из этого буфера. Очевидно, что процесс-писатель не должен помещать в буфер новые данные, пока процесс-читатель не считает ранее записанные данные. Как будет показано в нашем курсе далее, осуществить необходимую синхронизацию на уровне пользовательских процессов, без специальных средств операционной системы, не представляется возможным. Что касается межпроцессной коммуникации, то каждый процесс выполняется в рамках собственного виртуального адресного пространства, закрытого для других процессов, поэтому межпроцессные коммуникации могут быть реализованы только при наличии специальной поддержки со стороны операционной системы. Конкретные механизмы межпроцессного взаимодействия будут подробно изучаться в нашем курсе в дальнейшем.

Пользовательский интерфейс

Функциональное назначение пользовательского интерфейса состоит в том, чтобы предоставить пользователю удобный, простой в изучении использовании инструмент для управления компьютером, операционной системой и прикладными программами. Большинство современных операционных систем поддерживают более или менее развитый графический интерфейс пользователя. Безусловно, это наиболее удобный для пользователя способ взаимодействия с системой, но при чрезмерном усложнении интерфейса, вычислительные затраты на поддержку графического интерфейса могут стать вполне соизмеримыми с затратами на полезные вычисления. Кроме того, серьезной проблемой при реализации сложного графического интерфейса является скорость отображения информации на экране компьютера. Если при работе с компьютером будет заметна задержка отображения элементов интерфейса, видна последовательность перерисовки элементов на экране, мерцания, то работать с таким интерфейсом будет неудобно. Чтобы повысить скорость работы интерфейса, его можно включить в состав ядра операционной системы, тогда упростится и ускорится доступ к аппаратным средствам, но при этом мы получаем еще более громоздкое, сложное в отладке и менее надежное ядро. Поэтому разработка графического интерфейса неизбежно требует поиска наиболее удачного компромисса между возможностями интерфейса и скоростью его работы. В рамках данного курса мы не будем подробно изучать принципы построения и работы графических интерфейсов, а лишь кратко коснемся этой темы.

Подсистема учета пользователей

Подсистема учета пользователей необходима в операционной системе для защиты данных пользователей и сохранения их индивидуальных настроек. Первоначально, подсистема учета пользователей ориентировалась исключительно на решение задачи разграничения прав доступа, но в последствии, по мере развития графических интерфейсов пользователя, появилась еще и необходимость сохранять для каждого пользователя его индивидуальные настройки (цветовая схема, состав и расположение пунктов меню и иконок и т.п.). В рамках данного курса мы только кратко коснемся организации учета пользователей в операционных системах, а основное внимание будет сосредоточено на изучении алгоритмов управления ресурсами.

Понятие виртуальной машины

Исполнение прикладных программ – это основное назначение любого компьютера. В зависимости от решаемых задач, прикладные программы могут быть совершенно различными, но любая прикладная программа для своего выполнения нуждается в получении от операционной системы определенного сервиса, такого как чтение или запись файлов, вывод полученных результатов на печать или на экран, ввод символов с клавиатуры, синхронизация с ходом выполнения других программ и т.п. Прикладные программы обращаются к операционной системе за необходимыми услугами через интерфейс прикладных программ операционной системы. При этом прикладные программы совершенно не интересует, каким образом будут выполняться их запросы, как устроен компьютер и какова структура операционной системы. Прикладные программы могут одинаково успешно выполняться при различной аппаратной конфигурации компьютера и под управлением различных операционных систем, главное, чтобы не изменился интерфейс прикладных программ. При этом можно утверждать, что прикладные программы исполняются не на реальном компьютере с его аппаратной архитектурой, а на некоторой виртуальной машине, свойства которой определяются возможностями операционной системы.

Заметим теперь, что операционная система изолирует параллельно выполняемые программы друг от друга, при этом выполнение программы (кроме, конечно, скорости ее работы) не зависит от того, какие еще программы запущены в данный момент на данном компьютере. Следовательно, каждая запущенная программа получает в свое распоряжение свою собственную виртуальную машину. Виртуальная машина для прикладных программ строится операционной системой на основе возможностей реальной машины, при этом возможности виртуальной машины могут превосходить возможности реальной машины, за счет того, что операционная система может имитировать для прикладной программы работу аппаратуры, которая на самом деле отсутствует в составе данного компьютера. Устройства, которые на самом деле не представлены в составе компьютера, но имитируются для программ операционной системой, называют виртуальными устройствами. На современном уровне развития техники, для того, чтобы разработать компьютерную программу, требуется знать только характеристики и правила работы той виртуальной машины, на которой планируется выполнение программы. Знание характеристик и устройства реального компьютера не требуется. Такой подход обеспечивает для разработчика программ следующие удобства и преимущества:

  • виртуальная машина изолирует программы от аппаратных особенностей ЭВМ, в результате программы становятся переносимыми, т.е. могут без каких-либо переделок запускаться на различных аппаратных платформах;
  • виртуальная машина изолирует запущенные программы от других программ, что с одной стороны обеспечивая требуемый уровень безопасности и надежности, а с другой стороны существенно упрощает разработку программ;
  • уровень и виды услуг, предоставляемых виртуальной машиной, лучше согласуются с потребностями прикладных программ, чем услуги реальной машины. Например, виртуальная машина представляет данные на диске в виде именованных файлов, в то время как реальная машина представляет дисковые данные просто как набор пронумерованных блоков данных, без какой-либо логической связи между ними;
  • виртуальная машина обеспечивает более простой и более мощный интерфейс ввода-вывода, чем может обеспечить реальная машина. В частности, прикладные программы запрашивают услуги ввода вывода в терминах прочитать/записать данные, без конкретизации физических параметров реальных устройств, таких как положение головок дискового накопителя или параметры модуляции модема.

Понятие прерывания

Прерывание – это временное прекращение работы программы, вызванное внешними, по отношению к этой программе причинами. Внешние причины – это значит, что в коде программы нет явной команды на ее приостановку. Прерывание всегда неожиданно для программы, и она не может подготовиться к нему и не может сама обеспечить восстановление своей работы после прерывания. Но с другой стороны, прерывание – это все же временное прекращение работы программы, и после завершения прерывания выполнение программы должно быть восстановлено. При этом с точки зрения программы такое восстановление происходит автоматически, более того, программа даже не знает, что она прерывалась. Физически, прерывания реализуются совместными действиями процессора и операционной системы. Процессор фиксирует прерывание и автоматически переходит от выполнения текущей программы к выполнению новой программы – обработчика прерывания. При этом в процессоре обычно определено несколько типов прерываний, и с каждым порыванием всегда связан свой собственный обработчик. Операционная система предоставляет обработчики прерывания для каждого типа прерываний и обеспечивает восстановление исполнения прерванной программы. Обработка прерываний в операционной системе будут более подробно рассмотрены в рамках нашего курса. Пока только отметим, что механизм прерываний лежит в основе самых фундаментальных механизмов операционной системы, таких как ввод-вывод, многозадачность или интерфейс прикладных программ.

Пользовательский и привилегированный режимы процессора

Одной из основных задач операционной системы является защита пользовательских программ и данных, а также самой себя, от вредоносных действий других программ. Проблема защиты актуальна даже в наиболее простой однозадачной операционной системе, когда необходимо защищать программы и данные операционной системы от случайных или намеренных повреждений со стороны пользовательских программ. Но еще более остро такая проблема стоит в многозадачных системах, когда необходимо еще защищать различные пользовательские программы друг от друга. В современных операционных системах необходимый уровень защиты программного кода и данных достигается благодаря использованию виртуальной памяти, которая полностью изолирует исполняющиеся программы друг от друга. Следовательно, для обеспечения защиты данных, достаточно запретить прикладным программам прямой доступ к аппаратуре компьютера, как минимум, к средствам управления виртуальной памятью, чтобы программы не могли бы действовать в обход средств операционной системы. Но системные программы по-прежнему должны иметь доступ к аппаратуре, и непосредственно управлять этой аппаратурой. Очевидно, что разрешить указанное противоречие чисто программными методами, без использования поддержки со стороны аппаратных средств невозможно, и такая поддержка предоставляется непосредственно процессором.

В современных процессорах предусмотрено как минимум два уровня выполнения программ, которые различаются доступным для программ набором команд. Команды, обеспечивающие прямой доступ к аппаратуре, запрещение и разрешение прерываний, установку обработчиков прерываний или управление регистрами виртуальной памяти, являются привилегированными командами, и доступны программам только в специальном, привилегированном режиме работы процессора. Привилегированный режим работы процессора называют еще режимом ядра или режимом супервизора. В режиме ядра исполняются только некоторые программы операционной системы, те, которым действительно необходим прямой доступ к аппаратным средствам машины. А все прикладные программы исполняются в обычном, не привилегированном режиме, который называют пользовательский режим или режим задачи. Очевидно, что переход в режим ядра должен осуществляться таким образом, чтобы программы пользовательского режима не могли бы самостоятельно переключиться в режим ядра, иначе весь смысл выделения привилегированного режима пропадает.

В современных процессорах механизм переключения в режим ядра из режима задачи чаще всего реализован через механизм прерываний. Фактически, при возникновении любого пребывания процессор автоматически переходит в режим ядра и только затем начинает выполнять код программы обработчика прерывания. Заметим теперь, что все обработчики прерываний установлены операционной системой, обычно еще на этапе ее загрузки и не могут быть бесконтрольно изменены никакими прикладными программами, т.к. команда смены обработчика является привилегированной. Таким образом, гарантируется, что только программы операционной системы смогут выполняться в привилегированном режиме работы процессора. Если же программа пользовательского режима вдруг попытается выполнить привилегированную команду, например, сменить обработчик прерывания, то процессор зарегистрирует ошибку, т.н. исключительную ситуацию, или просто исключение, и сразу же передаст управление специальной программе в составе операционной системы – обработчику исключений. Благодаря разграничению уровня привилегий между режимом ядра и режимом задачи, программная система, которая первой получит процессор в свое распоряжение, может установить полный контроль над всей вычислительной системой, и препятствовать несанкционированным действиям со стороны любых других программ. Заметим, что в реальной ситуации, операционная система получает управление на этапе начальной загрузки компьютера, раньше любой пользовательской программы, следовательно, она получает потенциальную возможность для полного контроля над компьютером.

Понятие программы и процесса

Как мы уже неоднократно говорили, одной из основных задач операционной системы является запуск и максимально эффективное исполнение пользовательских программ. Рассмотрим теперь более строго, что же такое программа, выполнение программы, и какие действия должна предпринять операционная система, чтобы обеспечить запуск и выполнение пользовательской программы. Текущее состояние программы и инструкция для следующего шага выполнения программы определяются предыдущим состоянием программы и инструкцией, выполненной на текущем шаге. Результатом выполнения программы является вектор состояния, полученный после последнего шага программы. Вектор состояния программы на -м шаге выполнения программы определяется не только программой , но также начальным состоянием программы и первой инструкцией программы , то для получения однозначных результатов работы программы, перед запуском программы необходимо установить начальное состояние программы и указать номер первой исполняемой инструкции программы – точку входа в программу. Предыстория переходов, приведшая программу в какое-то состояние, не имеет значения для выбора следующего состояния. Следовательно, выполнение программы можно в любой момент приостановить, а затем возобновить, восстановив текущее состояние и номер следующей инструкции. Исходя из описанной модели, легко определить действия, которые должна выполнить операционная система для запуска пользовательской программы:

  1. выделить память для размещения инструкций и переменных программы;
  2. загрузить последовательность инструкций программы в память;
  3. инициализировать переменные, определяющие начальное состояние программы.
  4. После запуска программы, операционная система должна управлять процессом выполнения программы вплоть до ее завершения. Возможно, что по каким-то причинам операционная система должна будет приостановить выполнение текущей программы. Чтобы затем иметь возможность возобновить ее выполнение, операционная система перед остановкой программы должна, как минимум, сохранить номер следующей инструкции программы и значения всех переменных. Кроме того, в памяти компьютера может находиться несколько программ одновременно, и операционная система должна уметь различать их. Поэтому, подготавливая запуск программы, операционная система также должна:

  5. выделить дополнительную память для хранения информации о текущем состоянии запущенной программы, включая номер текущей инструкции.
  6. Только завершив рассмотренные подготовительные действия, операционная система может запустить выполнение программы, для чего необходимо:

  7. передать управление на первую инструкцию программы – в точку входа.

Программу, размещенную в памяти вместе с ее переменными и служебными данными операционной системы, и исполняющуюся под управлением операционной системы, называют процессом. При этом, действия, которые операционная система выполняет в ходе подготовки к запуску программы, называют созданием процесса. Еще раз отметим различие между программой и процессом, т.к. эти понятия часто путают. Программа – это просто набор инструкций. Процесс – это внутренний объект операционной системы, связанный с выполнением программы и обеспечивающий поддержку ее выполнения. При этом операционная система может создать несколько процессов на основании одной и той же программы. С другой стороны, для выполнения единственной программы может создаваться более одного процесса. Процесс – это один из важнейших объектов операционной системы, действительно:

  • все запросы на выделение и освобождение ресурсов поступают операционной системе от имени процессов, а ресурсы выделяются процессам;
  • права доступа к данным в памяти компьютера и на дисках фактически определяются и проверяются для процессов;
  • планирование работы выполняется операционной системой на уровне процессов, т.е. операционная система решает, какой процесс должен выполняться в данное время, а какой следует приостановить;
  • запуск и завершение любой программы связан с созданием и уничтожением соответствующего процесса;
  • все программы, подпрограммы и функции могут выполняться только в контексте какого-нибудь процесса.

Принципы реализации многозадачности

Многозадачность – это способность операционной системы выполнять более одного процесса одновременно. Существует два принципиально отличающихся способа организации многозадачности в операционных системах: корпоративная многозадачность, и вытесняющая многозадачность. Рассмотрим оба подхода по порядку.

Корпоративная многозадачность

Очевидно, что если в компьютере один процессор, то реально может выполняться только один процесс, все остальные процессы, даже если они находятся в памяти и готовы к исполнению, будут приостановлены. Многозадачная операционная система создает иллюзию одновременного выполнения всех запущенных процессов, поочередно выполняя небольшие фрагменты каждого. Другими словами, запущенные процессы поочередно используют ресурс процессора в режиме разделения времени. Заметим здесь, что наряду с пользовательскими процессами, операционная система должна запустить свои собственные процессы, предназначенные для планирования выполнения пользовательских процессов и для поддержания пользовательского интерфейса. При этом процессы операционной системы будут конкурировать за процессор и другие ресурсы наряду с пользовательскими процессами. С другой стороны, рассматривая выполнение программы (см. выражение (1)), мы отметили, что следующая инструкция для выполнения определяется самой же исполняемой программой. Это означает, что нельзя прервать выполнение процесса, пока сам исполняющийся процесс не передаст управление другому процессу. Тогда для организации многозадачности может быть предложен следующий подход:

  • получив управление, процесс выполняет некоторое количество инструкций своей программы, после чего добровольно передает управление процессу-планировщику операционной системы;
  • планировщик, получив управление, выбирает один из процессов, готовых к исполнению, и передает ему управление.

Рассмотренный подход организации многозадачности известен как корпоративная многозадачность. Корпоративную многозадачность еще называют согласующей или не вытесняющей многозадачностью. Так как пользовательский процесс сам определяет момент вызова планировщика и, следовательно, момент передачи управления другому процессу, то говорят, что в операционной системе с корпоративной многозадачностью функции планировщика распределены между операционной системой и пользовательскими процессами. Исполнение процессов в режиме корпоративной многозадачности схематически показано на следующем рисунке (Рисунок 3).

3

Рисунок 3 Работа в режиме корпоративной многозадачности

Пользовательские процессы в ходе своей работы неизбежно обращаются к операционной системе за услугами ввода-вывода, для синхронизации выполнения с другими процессами или за другим системным сервисом. В таких случаях говорят, что процесс инициировал системный вызов. Для повышения эффективности использования центрального процессора, системные вызовы реализованы в операционной системе так, что всякий раз при завершении системного вызова, процесс-планировщик вызывается автоматически (см. Рисунок 3). Действительно, если процесс обращается к операционной системе за услугами ввода-вывода, выполнение процесса обычно не может быть продолжено немедленно после обращения к операционной системе. Например, при обращении к файлу необходимо дождаться позиционирования головок дискового накопителя, при обращении к клавиатуре – пока пользователь нажмет клавишу. Крайне нерационально в такой ситуации останавливать центральный процессор и ждать завершения ввода-вывода. Гораздо более целесообразно передать управление другому процессу, готовому к немедленному выполнению.

Недостатки корпоративной многозадачности

Несмотря на простоту реализации и достаточно высокую эффективность работы, корпоративная многозадачность имеет один существенный недостаток: если процесс не захочет добровольно передать управление планировщику, другие процессы, запущенные в системе, в том числе системные процессы, никогда не получат управления и не будут выполняться. Но, если не будут функционировать средства пользовательского интерфейса, то операционная система будет выглядеть зависшей. Этот недостаток в некоторой степени устраняется автоматическим вызовом планировщика при завершении системного вызова. Действительно, всем процессам необходимо использовать ввод-вывод для нормальной работы, и даже если процесс не вызывает явно планировщик, когда он обратится к операционной системе за услугами ввода-вывода, планировщик будет вызван автоматически. Но и такое решение не является абсолютно надежным, в частности:

  • вычислительный процесс, выполняющий сложные математические расчеты, может очень долго не обращаться за услугами ввода-вывода и операционная система не сможет вытеснить его с выполнения;
  • если процесс зациклился, то нет никакой возможности прервать его, и система полностью зависает.

Таким образом, многозадачная операционная система, основанная на корпоративной многозадачности, не способна гарантировать успешное завершение и сохранение результатов работы даже для корректных процессов. Поэтому корпоративная многозадачность редко используется в современных операционных системах.

Вытесняющая многозадачность

Чтобы устранить недостатки, присущие корпоративной многозадачности, необходимо, чтобы операционная система могла бы по своему усмотрению в любое время снять с выполнения любой процесс. Механизм планирования при этом должен быть полностью локализован в рамках операционной системы, и, в отличие от механизма планирования при корпоративной многозадачности, не должен требовать запуска со стороны пользовательских процессов. В противовес корпоративной многозадачности, такой подход называют вытесняющей или истинной многозадачностью. Для организации в составе операционной системы вытесняющей многозадачности используется прерывание от системного таймера. При этом управление периодически, через небольшие интервалы времени, передается планировщику, как показано на следующем рисунке (Рисунок 4).

4

Рисунок 4 Работа в режиме вытесняющей многозадачности

В режиме вытесняющей многозадачности операционная система работает следующим образом:

  1. При возникновении аппаратного прерывания от системного таймера управление получает обработчик прерывания, который сразу же передает управление процессу-планировщику, т.о. планировщик получает управление без явного вызова со стороны исполняющегося процесса, и даже без согласия этого процесса.
  2. Планировщик определяет следующий процесс для выполнения и величину кванта времени, в течение которого планируется выполнение этого процесса. Затем планировщик программирует таймер на этот интервал времени и передает управление выбранному процессу. Таким образом, планировщик гарантирует себе, что снова получит управление не позднее, чем через заданный интервал времени.
  3. Планировщик может получить управление и до истечения установленного кванта времени, если исполняющийся процесс инициирует системный вызов. Как и в случае корпоративной многозадачности, планировщик автоматически вызывается при завершении системного вызова. Мы уже рассмотрели, что это необходимо для повышения эффективности использования процессора.

Вытесняющая многозадачность является основным методом организации многозадачности в современных операционных системах. Наличие вытесняющей многозадачности позволяет избежать зависания системы при зависании любого из пользовательских процессов и гарантирует приемлемое время реакции в интерактивной системе.

Пакеты прикладных программ. Компоненты Microsoft Office
верх

Лекция 9-10

В современном делопроизводстве для автоматизированной обработки документов широко используют офисный комплект программ фирмы Microsoft. Пользователям со зрительной недостаточностью проще работать в приложениях Microsoft Office 2003, но современные реалии диктуют необходимость перехода на версию Microsoft Office 2010, к обновлённому интерфейсу которого вполне можно привыкнуть. Пакет Microsoft 2010 содержит следующие программы:

  1. Текстовый процессор Microsoft Word - для создания и редактирования документов;
  2. Табличный процессор Microsoft Excel - для работы с электронными таблицами;
  3. Система управления базами данных Microsoft Access - для операций с базами данных;
  4. Microsoft Power Point - для подготовки презентаций;
  5. Microsoft Publisher - для работы с публикациями;
  6. Цифровая записная книжка Microsoft OneNote - для сбора, хранения, упорядочивания заметок;
  7. Microsoft Outlook - для обслуживания электронной почты.

Незрячие люди, как правило, осваивают основные приёмы работы с текстовым и табличным процессором. Microsoft Word - текстовый редактор, предназначенный для выполнения всех процессов обработки текста: набора и верстки, проверки орфографии, вставки в текст графики, печати текста. В документах наряду с текстом могут встречаться рисунки, таблицы, формулы. К основным возможностям программы относятся следующие операции:

  • набор и редактирование текста;
  • исправление орфографических и грамматических ошибок;
  • оформление внешнего вида документа;
  • создание таблиц, графиков и рисунков;
  • оформление шаблонов деловых писем, визитных карточек и других документов;
  • расчёт простейших формул в таблицах;
  • слияние документов;
  • защита документа паролем;
  • вывод документа на печать;
  • подготовка pdf-документа;
  • совместная работа с документом и т.п.

Документы Microsoft Word 2010 имеют расширения docx. Для запуска Microsoft Word выполните следующие действия:

  1. нажмите клавишу Windows для входа в главное меню операционной системы;
  2. стрелкой вверх переместите курсор на пункт меню "Все программы";
  3. найдите пункт меню Microsoft Office и нажмите Enter;
  4. найдите ярлык Microsoft Office Word 2010 и нажмите Enter.

После запуска Microsoft Word автоматически открывает новый документ. Окно программы состоит из строки заголовка, ленты вкладок, рабочего поля и строки состояния. В строке заголовка находятся название файла документа, имя программы, стандартные значки "Свернуть", "Развернуть", "Восстановить", "Закрыть". При запуске программы создаётся новый пустой документ с названием Документ 1, расположенный в рабочем поле. Под строкой заголовка находится лента, состоящая из нескольких вкладок. Начиная с версии Office 2007 интерфейс приложений изменился. Вместо привычной строки меню и набора панелей инструментов разработчики представили ленту с вкладками, содержащими элементы панели инструментов, диалоговые окна. С помощью опций на ленте можно выполнять различные операции с текстом: изменять шрифт, размер, цвет, создавать таблицы, вставлять рисунки и многое другое. Для перехода на ленту нажмите клавишу Alt или F10. Под лентой вкладок находится рабочее поле, в котором осуществляется набор и форматирование текста. При открытии документа курсор находится в первой позиции первой строки. Ниже рабочего поля располагается строка состояния, в которой отображается информация о документе: количество страниц и номер текущей страницы, язык ввода текста, статистика, состояние проверки правописания, кнопки режимов отображения документа. Примечание: элементы строки состояния оформлены в виде кнопок, что позволяет открывать соответствующие диалоговые окна или изменять параметр, закреплённый за кнопкой прямо из строки состояния, например масштаб отображения документа. С помощью клавиши F6 можно перемещаться по областям окна программы в такой последовательности:

  • область документа;
  • область задач (если открыта);
  • строка состояния, активная вкладка ленты.

Лента состоит из семи вкладок:

  • Главная;
  • Вставка;
  • Разметка страницы;
  • Ссылки;
  • Рассылки;
  • Рецензирование;
  • Вид.

Также в левом верхнем углу рабочего окна Word 2010 находится вкладка "Файл", при активизации которой открывается меню операций с файлом и некоторые дополнительные вкладки. В Word 2010 появилась настраиваемая "Панель быстрого доступа", на которую можно вынести часто используемые элементы управления из ленточного меню. Чтобы попасть на Панель быстрого доступа нажимают стрелку вверх из положения верхней ленты. Для размещения элемента управления на Панели быстрого доступа выполните следующие действия:

  1. найдите нужный элемент управления на нижней ленте;
  2. выполните команду "Добавить на панель быстрого доступа" из контекстного меню.

Для десяти элементов панели быстрого доступа в Word 2010 назначаются клавиатурные команды: Alt+1 - для первого элемента, Alt+2 - для второго и т.д. Таким образом, можно сконфигурировать удобную рабочую среду для эффективной работы с документами в офисном приложении на личном ПК, разместив часто используемые элементы управления на панели быстрого доступа и используя клавиатурные команды. Для удаления элемента управления с панели быстрого доступа выполните следующие действия:

  1. войдите на верхнюю ленту;
  2. перейдите стрелкой вверх на Панель быстрого доступа;
  3. найдите нужный элемент управления;
  4. выполните команду "Удалить с панели быстрого доступа" из контекстного меню.

Рассмотрим кратко базовые функции вкладок ленты. На вкладке "Главная "собраны основные команды работы с документом: опции работы с фрагментами документа, изменения параметров форматирования шрифта, абзаца, стилей, опции поиска, замены, перехода в документе. На вкладке ленты "Вставка" находятся команды вставки в документ различных объектов: страниц, иллюстраций, таблиц, ссылок, колонтитулов, декоративного текста, специальных символов. На вкладке "Разметка страницы" расположены команды создание темы документа, выбора параметров страницы, подбора фона и границы страницы, повторяются опции параметров абзаца. В группе "Упорядочить" находятся опции по изменению расположения объектов (WordArt, рисунки и т.д.). Можно сделать обтекание объекта текстом, переместить его вперед или назад. На вкладке "Ссылки" находятся команды вставки в документ оглавления, сносок, списка литературы и предметного указателя. На вкладке "Рассылки" находятся команды, с помощью которых в Word можно создавать письма, конверты, наклейки - всё, что может понадобиться для написания бумажных писем. На вкладке "Рецензирование" находятся команды проверки правописания, добавления примечания, перевода. На вкладке "Вид" находятся команды, с помощью которых можно управлять отображением некоторых элементов окна программы и изменять режим просмотра документа. В группе "Окно" находятся опции по управлению несколькими окнами документов Word, если было открыто более одного документа. С помощью вкладки "Вид" можно управлять режимами отображения документа на экране. Для удобства работы в Microsoft Word выбирают различные режимы просмотра документов в зависимости от выполняемых задач. Существуют следующие режимы просмотра документов:

  • Разметка страницы - видно, как документ выглядит на печатной странице с колонтитулами и номерами страниц.
  • Web - документ - применяется для публикации документа в виде Web-страницы.
  • Режим чтения - используется для чтения документа.
  • Структура - документ отображается в виде структуры, содержащей главы, параграфы, пункты.
  • Черновик - используется для быстрого редактирования документа.

По умолчанию установлен режим просмотра документа "Разметка страницы". Для изменения режима просмотра существует 2 способа:

  • выбор и активизация соответствующей кнопки на вкладке ленты "Вид" / "Режим просмотра документа" подменю;
  • переход в строку состояния нажатием клавиши F6 и выбор нужной кнопки стрелками или клавишей Tab.

Также имеются клавиатурные команды:

  • Установить режим отображения "Разметка страницы" - Ctrl+Alt+P;
  • Установить режим отображения "Структурный" - Ctrl+Alt+O.

Следует обратить внимание на то, что для всех документов, просматриваемых с помощью Microsoft Word, нельзя задать режим просмотра, установленный по умолчанию, поскольку параметр просмотра хранится с каждым отдельным документом как свойство документа. Можно сохранить документ в том режиме просмотра, в котором его затем необходимо открыть. Документы других пользователей будут первоначально открыты в том режиме просмотра, в котором они были сохранены. На вкладке "Вид" в группе "Показать можно вывести или убрать "Линейку", "Сетку", "Область навигации". "Линейка" служит зрячим пользователям для ориентации при задании отступов, поэтому её можно не устанавливать. Для слабовидящих пользователей в подменю "Масштаб" вкладки "Вид" можно выбрать увеличенный масштаб отображения символов, помня, что в этом случае меняется только отображение на экране, но не при печати документа. Масштаб можно изменять от обычного в границах 10 - 500 процентов. Необходимо учитывать, что чрезмерное увеличение масштаба приводит к выходу текста за рамки экрана. В тех случаях, когда требуется отображение строк документов полностью, нужно в подменю "Масштаб" выбрать вариант "По ширине страницы". Также настройка масштаба производится соответствующими кнопками из строки состояния. Кнопки "Увеличить", "Уменьшить" изменяют масштаб на 10 процентов. Вкладка "Файл" содержит команды создания, открытия, сохранения, печати, закрытия документов, вкладку с последними открывавшимися в редакторе документами. На вкладке "Сведения" можно узнать место расположения документа, статус активации программы, свойства документа. В группе "Разрешения" можно защитить документ паролем. В диалоговом окне "Параметры" собраны все параметры настроек программы, сгруппированные по категориям. Рассмотрим самые необходимые команды работы с файлом. При открытии программы Microsoft Word создается пустой документ для набора текста с именем Документ 1. Для создания следующего нового документа проще использовать клавиатурную команду создания нового документа Ctrl+N (new). Второй способ создания нового документа состоит из следующих действий:

  1. в ленте вкладок перейдите на вкладку "Файл";
  2. стрелкой вниз найдите и активизируйте вкладку "Создать";
  3. в группе "Доступные шаблоны" выберите вариант "Новый документ" и нажмите Enter.

В разделе шаблонов на сайте Office.com представлены шаблоны различных типов документов, включая резюме, сопроводительные письма, бизнес-планы, визитные карточки. Если вам нужно создать документ особого типа на основе готового шаблона (резюме, деловое письмо), выполните следующие действия:

  1. в ленте вкладок перейдите на вкладку "Файл";
  2. стрелкой вниз найдите и активизируйте вкладку "Создать";
  3. клавишей Tab перейдите в поисковое поле редактирования и введите название искомого шаблона, например, "резюме", нажмите Enter;
  4. клавише Tab перейдите в список найденных шаблонов и выберите вертикальными стрелками подходящий, нажав Enter.

После загрузки с сайта откроется документ на основе выбранного шаблона. Примечание. Чтобы загрузить шаблон, содержащийся в разделе Office.com, необходимо подключение к Интернету. Для незрячего пользователя работа с шаблонами является неудобной, поскольку трудно без визуального контроля отслеживать оформление документа. Из вкладки "Файл" на верхней ленте можно открыть документ, выбрав стрелкой вниз кнопку "Открыть" или нажав Ctrl+O (open). В результате открывается диалоговое окно, Где можно в строке редактирования "Имя файла" ввести название открываемого файла. Вместо ввода названия файла можно воспользоваться и таким способом. В только что открытом диалоговом окне нажать дважды комбинацию клавиш Shift+Tab для перехода в область просмотра списка содержимого текущей папки. Такой папкой по умолчанию является папка "Мои документы", имя которой указано в первой сверху строке этого диалога. Следует отметить, что при переходе по элементам управления название текущей папки не озвучивается. В области просмотра можно работать как в программе "Мой компьютер", используя клавиши управления курсора для выбора файла, клавишу Back Space - для перехода в родительскую папку. В окне просмотра будут отображаться только документы с расширением Docx, т.к. по умолчанию в комбинированном списке "Тип файла" выбрано расширение docx. При выборе значения типа файла - "Все файлы" в области просмотра списка отобразятся все файлы, и можно будет найти любой файл текущей папки, вернувшись в область просмотра списка тройным нажатием Shift+Tab и нажав Enter после выбора файла. Можно выбрать и другие типы файлов: doc, rtf, htm, txt и т.д. Последние открывавшиеся в Microsoft Word документы можно открыть, выполнив следующие действия:

  1. на верхней ленте выберите вкладку "Файл";
  2. стрелкой вниз найдите вкладку "Последние"
  3. клавишей Tab перейдите на список кнопок последних открываемых документов;
  4. клавишами Tab передвигаясь по кнопкам, откройте искомый документ.

Документ сохраняется на диск следующими способами:

  • активизацией кнопки "Сохранить" или "Сохранить как" из вкладки "Файл" на ленте;
  • при операции закрытия документа или окна программы.

После закрытия документа Word появляется диалог запроса на сохранение изменений в документе. При активизации кнопки "Сохранить" открывается следующее диалоговое окно. При выборе кнопки "Не сохранять" документ не сохраняется. При выборе кнопки "Отмена" фокус возвращается в окно документа. Появившееся второе диалоговое окно сохранения документа, по содержанию элементов управления подобно диалоговому окну открытия документа. В нём требуется указать имя документа и папку для сохранения. Имя файла пишется в строке редактирования "Имя файла", папка для сохранения выбирается в области просмотра текущей папки. В комбинированном списке "Тип файла" можно изменить формат файла, выбрав другое расширение, затем активизировать кнопку "Сохранить". В редакторе Microsoft Word также предусмотрена возможность сохранения текущего документа средствами команды "Сохранить" на вкладке "Файл" ленты или клавиатурными командами-синонимами Ctrl+S или Shift+F12. При первом запросе команды откроется окно сохранения документа, в котором можно выбрать папку и указать имя сохраняемого файла. Повторное исполнение этой команды сохранит в документе внесенные изменения, молча, без вопросов диалога. Возможно также сохранить копию текущего документа под другим именем, в ином месте или с другим расширением. В этом случае используется команда "Сохранить как" вкладки "Файл" ленты или клавиша F12. Программа Microsoft Word является многооконным текстовым редактором. Одновременно в окне программы можно открыть несколько документов. Для последовательного перехода из одного документа на другой в рамках Microsoft Word существует клавиатурная команда Ctrl+F6. Закрыть текущий документ можно выполнив команду ленты "Файл" / "Закрыть" или нажатием клавиатурной команды Ctrl+F4, не закрывая окно самой программы Microsoft Word и продолжая работать с другими документами. Следует отметить, что при случайном закрытии всех документов набор текста не выполняется из-за отсутствия рабочего поля, несмотря на озвучивание нажимаемых клавиш программой экранного доступа. Принято различать в документе Microsoft Word такие структурные элементы:

  • символ - это буква, цифра, знаки препинания, специальные знаки (типа табуляции);
  • абзац - это набор символов между двумя признаками конца абзацев;
  • раздел - структурная единица документа, имеющая определённые параметры страницы.

После запуска программы курсор находится в первой позиции и можно сразу приступать к набору текста. Следить за приближением к концу строки не нужно, так как при заполнении текущей строки редактор сам создаст новую строку и переведёт на неё курсор. При нажатии Enter курсор переходит на новую пустую строку и создаётся новый абзац. Нажатие клавиш Shift+Enter создаёт новую пустую строку в границах текущего абзаца. Нажав Ctrl+Enter, мы принудительно разрываем страницу и переводим курсор на новую созданную страницу. Для разделения абзаца из нескольких предложений на два нужно встать на начало предполагаемого второго абзаца и нажать Enter. В конце первого абзаца образуется невидимый признак конца абзаца, второй абзац переходит на новую строку. Для объединения двух абзацев следует встать на начало второго абзаца и нажать Back Space: удаляется невидимый признак конца абзаца и второй абзац сливается с первым. Для удаления предыдущего символа, расположенного слева от курсора, используется клавиша Back Space. Для удаления текущего символа справа от курсора пользуемся клавишей Delete. Удалить текущее слово можно, нажав Ctrl+Delete, предварительно поместив курсор на первую букву. Для удаления предыдущего слова нажимаем Ctrl+Back Space. В редакторе предусмотрены два режима ввода текста: режим вставки и режим замены. По умолчанию активен режим вставки, когда при вводе символов внутри текста расположенные справа символы сдвигаются дальше. С помощью клавиатурной команды Ctrl+Alt+I можно переключится в режим замены, когда при вводе символов внутри текста, находящиеся справа символы заменяются вновь набираемыми. Возвращение в режим вставки производится той же клавиатурной командой. В процессе чтения и корректировки текста необходимо свободно перемещаться по тексту, используя соответствующие клавиши.

  • Стрелка влево / стрелка вправо - переход по символам.
  • Ctrl+стрелка влево / стрелка вправо - переход по словам.
  • Home / End - переход в начало / конец строки.
  • Ctrl+Home / End - переход в начало / конец документа.
  • Сстрелка вверх / вниз - переход по строкам.
  • Ctrl+стрелка вверх / стрелка вниз - переход к началу предыдущего / следующего абзаца.
  • PgUp / PgDn - переход по экранным страницам.
  • Ctrl+PgUp / PgDn - переход по реальным печатным страницам документа.
  • Alt+стрелка вверх / стрелка вниз - переход по предложениям.
  • F5 или Ctrl+G - перейти на страницу по номеру, введя номер страницы, нажав Enter, затем нажав клавишу Esc.
  • Shift+F5 - при открытии существующего документа вернуться к месту последних сделанных изменений.

Следует отметить, что в данном справочнике не публикуется полный список клавиатурных команд, предназначенных для озвучивания различных структурных единиц текста, поскольку это выходит за рамки рассматриваемой темы. Достаточно часто требуется найти в документе слово или фразу, для чего на вкладке "главная" в подменю "Редактирование" активизируем кнопку с меню "Редактирование" и выбираем разделённую кнопку "Найти". Также можно использовать клавиатурную команду Ctrl+F. Microsoft Word имеет функцию замены всех вхождений одной последовательности символов на другую. Для совершения операции замены необходимо на вкладке "главная" в подменю "Редактирование" активизировать кнопку "Заменить" или нажать клавиатурную команду Ctrl+H. В первом поле редактирования диалогового окна вводится заменяемая последовательность символов, во второе поле - заменяющая последовательность; далее активизируется кнопка "Заменить" для однократной замены или "Заменить все" для замены всех последующих вхождений. С фрагментами текста можно выполнять следующие операции:

  • копировать и перемещать, как в рамках одного документа, так и переносить их в другие документы;
  • удалять;
  • заменять вновь набираемым текстом;
  • изменять параметры форматирования
.

Для совершения операций с фрагментом текста необходимо вначале его выделить. Существуют три способа выделения фрагментов текста. Первый способ заключается в том, что с помощью клавиши Shift при одновременном нажатии клавиш навигации по тексту выделяются различные фрагменты. Этот вариант применяется и в других приложениях. Второй способ состоит в том, что осуществляется переход в специальный режим расширенного выделения. Это возможно только в программе Microsoft Word. Пользуясь первым способом, выделяем:

  • Shift+стрелка вправо/ влево - текущий или предыдущий символ;
  • Shift+Ctrl+стрелка вправо / влево - текущее или предыдущее слова;
  • Shift+стрелка вниз /вверх - следующую или предыдущую строку (предварительно поместив курсор в начало / конец строки);
  • Shift+Ctrl+стрелка вниз / вверх - текущий или предыдущий абзац;
  • Shift+PgDn / PgUp - текущую или предыдущую экранную страницу;
  • Shift+Home / End - фрагмент текста от позиции курсора до начала или конца текущей строки;
  • Shift+Ctrl+Home / End - фрагмент текста от позиции курсора до начала или конца документа;
  • Ctrl+A - весь текст документа.

При применении второго способа выделения необходимо сначала войти в режим расширенного выделения, нажав клавишу F8. Затем клавишами навигации по тексту растягиваем выделение на необходимый фрагмент документа. Далее выполняем запланированную операцию с выделенным фрагментом документа. При совершении операции Microsoft Word автоматически выходит из режима расширенного выделения. Также можно выйти из данного режима, нажав клавишу Esc. Режим расширенного выделения предоставляет следующие интересные возможности:

  • Двойное нажатие F8 выделяет текущее слово при расположении курсора на любой букве слова;
  • Тройное нажатие F8 выделяет текущее предложение;
  • 4 раза нажав F8 выделяем абзац;
  • 5 раз нажав F8 выделяем весь текст.

Заметим, что маркер можно установить только в сохранённом документе. Для повторного озвучивания фрагмента, выделенного любым способом, применяют клавиатурную команду Shift+Insert+стрелка вниз. Снять выделение можно нажатием любой клавишей управления курсором. Если при выделенном фрагменте текста нажать любой символ, выделенный текст заменится набранным символом. Операции копирования и перемещения выделенных фрагментов производятся стандартными способами командами подменю "Буфер обмена" вкладки ленты "Главная", командами контекстного меню или стандартными клавиатурными командами. Для копирования фрагмента текста производят следующие действия:

  1. выделить фрагмент любым способом;
  2. положить выделенный фрагмент в буфер обмена, активизировав на ленте кнопку "Копировать" из подменю "Буфер обмена" вкладки "главная" или команду "копировать" из контекстного меню или нажав Ctrl+C;
  3. встать на позицию вставки в текущем или другом документе;
  4. активизировать на ленте разделённую кнопку "Вставить" в подменю "Буфер обмена" вкладки "Главная" или команду "Сохранить исходное форматирование" из контекстного меню или нажать Ctrl+V.

Заметим, что при активизации разделённой кнопки "Вставить" открывается группа параметров вставки со следующими вариантами:

  • "Сохранить исходное форматирование" - фрагмент текста вставляется вместе с исходным оформлением;
  • "Объединить форматирование" - вставленный фрагмент текста имеет объединённое форматирование;
  • "Сохранить только текст" - вставленный фрагмент текста приобретает оформление позиции вставки.

Выбор необходимого варианта производится горизонтальными стрелками. Клавиатурная команда Ctrl+v вставляет фрагмент текста с его исходным оформлением. Для перемещения фрагмента текста производят следующие действия:

  1. выделить фрагмент любым способом;
  2. активизировать на ленте кнопку "Вырезать" в подменю "Буфер обмена" вкладки "Главная" или команду "Вырезать" из контекстного меню или нажать Ctrl+X;
  3. встать на позицию вставки в текущем или другом документе;
  4. активизировать на ленте разделённую кнопку "Вставить" в подменю "Буфер обмена" вкладки "Главная" или команду "Сохранить исходное форматирование" из контекстного меню или нажать Ctrl+V.

По умолчанию Microsoft Word настроен на автоматическую проверку орфографии и грамматики вводимого текста. Визуально орфографические ошибки выделяются красной волнистой линией, а грамматические - зелёной пунктирной линией. При печати документа линии-маркеры ошибок на бумаге не отображаются. Ошибки правописания можно найти и исправить ниже описанными способами.

  • на вкладке ленты "Рецензирование" в подменю "Правописание" активизируйте кнопку "Правописание". В появившемся диалоговом окне можно выбрать правильный вариант замены, пропустить слово, добавить неизвестное программе слово в словарь, перейти к следующей ошибке.
  • для открытия диалогового окна "Правописание" нажмите клавишу F7 и выполняйте те же действия, что и при первом способе.

Сочетание клавиш Alt+Shift+l открывает список орфографических ошибок. Пролистывая предлагаемый список, нажимаем Enter на слове с действительной ошибкой для перехода фокуса в документ на неверное слово. Далее из контекстного меню выбираем слово-замену для исправления ошибки, команду "Пропустить" или команду "Добавить в словарь". Клавиатурная команда Insert+Shift+G открывает список грамматических ошибок. Форматирование документа - это внешнее оформление документа, т.е. придание документу внешнего вида. Параметры форматирования условно можно поделить на три вида: параметры форматирования шрифта, параметры форматирования абзаца и параметры форматирования страницы. Рассмотрим форматирование шрифта и абзаца. При запуске Microsoft Word с новым документом выставлены параметры форматирования по умолчанию. Изменение параметров форматирования производятся либо перед набором текста, либо после ввода текста и выделения фрагмента текста, нуждающегося в изменении оформления. Для пользователей с проблемами зрения удобнее первая стратегия, т.е. перед набором очередного фрагмента текста зная его назначение, сразу устанавливаем приемлемые параметры форматирования. Шрифт - это набор символов определённого размера и рисунка. К основным параметрам форматирования шрифта относятся гарнитура, начертание, размер.

Гарнитура шрифта. В Microsoft Word входят десятки видов шрифтов, но наиболее распространенными являются: Times New Roman, Calibri- используются по умолчанию для набора основного текста; Arial, Cambria - для набора заголовков. В Microsoft Word 2010 заголовочный шрифт - Cambria, шрифт для обычного текста - Calibri. Шрифты делятся на пропорциональные, когда знакоместо в тексте под букву пропорциональна ширине этой буквы, и моноширинные, когда под букву отводится позиция в тексте размер которой не зависит от ширины буквы. Например, шрифт Time New Roman является пропорциональным, а шрифт Coureer NEW - моноширинным. Шрифт независимо от выбранного вида может иметь одно значение начертания из четырёх возможных. Начертание шрифта может быть обычным - без дополнительных эффектов, курсивом - под наклоном, полужирным - утолщенным или полужирным курсивом - наклонным и утолщенным. Начертание применяется для акцента внимания, например, заголовки принято отмечать полужирностью. Размер шрифта измеряется в пунктах. Один пункт равен 0,3579 мм. Данный параметр принимает значения от 8 до 72 пунктов. Ранее тексты набирались на пишущих машинках высотой 10 пунктов. Сейчас по умолчанию принят шрифт размером 11 пунктов, также для основного текста допустим шрифт размером 12, 14 пунктов. Для заголовков размер шрифта можно повысить. Кроме основных параметров шрифта имеются дополнительные видоизменения. Например, цвет, подчеркивание, задание надстрочности или подстрочности шрифта. Существуют несколько способов установки параметров шрифта:

  1. на вкладке ленты "Главная" в подменю "Шрифт" выбрать нужный параметр вертикальными стрелками;
  2. выполнить команду контекстного меню "Шрифт";
  3. открыть диалоговое окно Шрифт, нажав Ctrl+D;
  4. использовать отдельные клавиатурные команды для изменения параметров шрифта:
  • Ctrl+Shift+F - выйти на список гарнитур шрифта,
  • Ctrl+Shift+P - выйти на список "Размер шрифта",
  • Ctrl+Shift+0 - увеличение размера шрифта на один пункт,
  • Ctrl+Shift+9 - уменьшение размера шрифта на один пункт,
  • Ctrl+B - переключатель полужирности,
  • Ctrl+I - переключатель курсива,
  • Ctrl+U - переключатель подчёркивания,
  • Ctrl+равно - создать шрифт нижнего индекса,
  • Ctrl+Shift+равно - создать шрифт верхнего индекса,
  • Ctrl+Пробел - отменить настройки шрифта (вернуться к обычному шрифту).

При использовании способов №2, №3 открывается стандартное диалоговое окно "Шрифт". Основные параметры форматирования шрифта находятся на первой вкладке "Шрифт". На второй вкладке "Дополнительно" можно изменить межзнаковый интервал между буквами. При необходимости изменения параметров шрифта обязательно нужно выделить фрагмент текста, требующий новых параметров.

Вспомогательные программы и системные утилиты
верх

Лекции 11-12

Файловый менеджер (англ. file manager) — компьютерная программа, предоставляющая интерфейс пользователя для работы с файловой системой и файлами. Файловый менеджер позволяет выполнять наиболее частые операции над файлами — создание, открытие/проигрывание/просмотр, редактирование, перемещение, переименование, копирование, удаление, изменение атрибутов и свойств, поиск файлов и назначение прав. Помимо основных функций, многие файловые менеджеры включают ряд дополнительных возможностей, например, таких, как работа с сетью (через FTP, NFS и т. п.), резервное копирование, управление принтерами и пр. Выделяют различные типы файловых менеджеров, например:

  • Навигационные и пространственные — иногда поддерживается переключение между этими режимами.
  • Двухпанельные — в общем случае имеют две равноценных панели для списка файлов, дерева каталогов и т. п.

Антивирусная программа (антивирус) — специализированная программа для обнаружения компьютерных вирусов, а также нежелательных (считающихся вредоносными) программ вообще и восстановления заражённых (модифицированных) такими программами файлов, а также для профилактики — предотвращения заражения (модификации) файлов или операционной системы вредоносным кодом. Архиватор — это программа, осуществляющая сжатие, упаковку одного и более файлов в архив или серию архивов для удобства переноса или хранения, а также распаковку архивов. Простейшие архиваторы просто последовательно объединяют (упаковывают) содержимое файлов в архив. Архив должен также содержать информацию об именах и длине оригинальных файлов для их восстановления, поэтому большинство архиваторов также сохраняют метаданные файлов, предоставляемые операционной системой, такие, как время создания и права доступа. Многие архиваторы используют сжатие без потерь для уменьшения размера архива[источник не указан 903 дня]. Характеристики архиваторов:

  • По степени сжатия.
  • По скорости сжатия.

Эти характеристики — обратно зависимые величины. То есть, чем больше скорость сжатия, тем меньше степень сжатия, и наоборот.

  • Сжатие данных

Программа, создавая архив, обрабатывает как текстовые файлы, так и бинарные файлы. Первые всегда сжимаются в несколько раз (в зависимости от архиватора), тогда как сжатие бинарных файлов зависит от их характера. Одни бинарные файлы могут быть сжаты в десятки раз, сжатие же других может и вовсе не уменьшить занимаемый ими объём. Нахождение для любого входного файла программы наименьшего возможного размера, печатающей этот файл, является алгоритмически неразрешимой задачей, поэтому «идеальный» архиватор невозможен. Сжатие данных обычно происходит значительно медленнее, чем обратная операция. Дефрагментация — процесс обновления и оптимизации логической структуры раздела диска с целью обеспечения хранения файлов в непрерывной последовательности кластеров. После дефрагментации ускоряется чтение и запись файлов, а, следовательно, и работа программ, ввиду того, что последовательные операции чтения и записи выполняются быстрее случайных обращений (например, для жесткого диска при этом не требуется перемещение головки). Другое определение дефрагментации: перераспределение файлов на диске, при котором они располагаются в непрерывных областях. Длинные файлы занимают несколько кластеров. Если запись производится на незаполненный диск, то кластеры, принадлежащие одному файлу, записываются подряд. Если диск переполнен, на нём может не быть цельной области, достаточной для размещения файла. Тем не менее, файл все-таки запишется, если на диске много мелких областей, суммарный размер которых достаточен для записи. В этом случае файл записывается в виде нескольких фрагментов. Процесс разбиения файла на небольшие фрагменты при записи на диск называется фрагментацией. Если на диске много фрагментированных файлов, скорость чтения носителя уменьшается, поскольку поиск кластеров, в которых хранятся файлы, на жёстких дисках требует времени. На флеш-памяти, например, время поиска не зависит от расположения секторов, и практически равно нулю, поэтому для них дефрагментация не требуется.

Некоторое ПО требует, чтобы определённые файлы в обязательном порядке хранились в последовательно расположенных секторах (например, встроенный эмулятор CD-ROM в приводе Zalman VE-200 предъявляет такое требование к файлам образов). Даже если в такой привод будет установлен твердотельный накопитель, очевидно, дефрагментация ему всё-таки понадобится. Дефрагментация чаще всего используется для таких файловых систем, как File Allocation Table для MS-DOS и Microsoft Windows, так как в программах для работы с ними обычно не предусмотрено никаких средств для предотвращения фрагментации, и она появляется даже на почти пустом диске и небольшой нагрузке. Помимо замедления компьютера в работе с файловыми операциями (таких, как чтение и запись), фрагментация файлов негативно сказывается на «здоровье» жёсткого диска, так как заставляет постоянно перемещаться позиционирующие головки диска, которые осуществляют чтение и запись данных. Для устранения проблемы фрагментации существуют программы-дефрагментаторы, принцип работы которых заключается в «сборе» каждого файла из его фрагментов. Общим недостатком таких программ является их медленная работа — процесс дефрагментации обычно занимает очень много времени (до нескольких часов). Драйвер (англ. driver, мн. ч. дра́йверы) — компьютерное программное обеспечение, с помощью которого другое программное обеспечение (операционная система) получает доступ к аппаратному обеспечению некоторого устройства. Обычно с операционными системами поставляются драйверы для ключевых компонентов аппаратного обеспечения, без которых система не сможет работать. Однако для некоторых устройств (таких, как видеокарта или принтер) могут потребоваться специальные драйверы, обычно предоставляемые производителем устройства. В общем случае драйвер не обязан взаимодействовать с аппаратными устройствами, он может их только имитировать (например, драйвер принтера, который записывает вывод из программ в файл), предоставлять программные сервисы, не связанные с управлением устройствами (например, /dev/zero в Unix, который только выдаёт нулевые байты), либо не делать ничего (например, /dev/null в Unix и NUL в DOS/Windows).

Компьютерные сети и сеть Интернет
верх

Лекции 13-14

Компьютерные сети. Понятие сети. Классификация сетей. Локальная и глобальная вычислительные сети. Способы построения сетей. Одноранговые сети. Проводные и беспроводные каналы. История создания и развития сети Интернет. Структура и система адресации в Интернет. Межсетевые, прикладные и транспортные протоколы и их функции, проблемы потери информации. Стек протоколов Интернета по сравнению с OSI. Доступ к информации. Сервер, провайдер, маршрутизаторы. Понятие о протоколах Интернета. Язык форматирования HTML. Программы-браузеры. Работа поисковых систем. Электронная почта. Роль Интернет в развитии экономики. Электронная торговля, электронные системы платежей и электронные деньги. Компьютерная сеть (вычислительная сеть) — система связи компьютеров или вычислительного оборудования (серверы, маршрутизаторы и другое оборудование). Для передачи данных могут быть использованы различные физические явления, как правило — различные виды электрических сигналов, световых сигналов или электромагнитного излучения. Существуют разные способы классификации компьютерных сетей.

Классификация сетей по масштабу:

  1. Локальная вычислительная сеть (ЛВС или LAN – Local Area Network) – объединение небольшого числа компьютеров (до 100) в рамках одной организации или предприятия и в ограниченном пространстве (комната, этаж, здание). Такие сети имеют очень широкое распространение благодаря своей мобильности и простоте, служат для автоматизации небольших производственных процессов, взаимодействия отделов и отдельных сотрудников. Компьютеры ЛВС соединяются обычно сравнительно короткими проводами (десятки метров), что даёт высокую скорость передачи информации. Чаще всего топология ЛВС – «звезда», «линия» или «кольцо».
  2. Корпоративная или региональная сеть создаётся крупными предприятиями (корпорациями), банками, средствами массовой информации или территориями для обмена информацией между удалёнными абонентами. Эта информация часто специального назначения, поэтому для неё повышены меры защиты и ограничения доступа. Используются как проводные, так и беспроводные средства связи и топология «дерево».
  3. Глобальная сеть образуется в результате объединения сетей различного масштаба, использования полного комплекса средств связи и соединений и охватывает информационным полем всю земную поверхность. Сегодня такой сетью является Internet – одно из высших достижений человечества в области информационных технологий.

Классификация сетей по приоритету:

  1. Одноранговые сети, в которых все компьютеры и, соответственно, абоненты равноправны по отношению друг к другу. Как правило, это ЛВС для обеспечения совместного использования дисковых ресурсов и периферийного оборудования (принтер, сканер и др.). Это требует высокой степени ответственности абонентов по отношению к защите информации от потерь.
  2. Сети «клиент-сервер» имеют более крупный масштаб или это ЛВС, в которой повышены требования к доступу и защите информации. В таких сетях один или несколько компьютеров выделяются для обслуживания потребностей абонентов и называются серверами (от англ. to serve – обслуживать). Они должны обладать высокой производительностью, большими объёмами внутренней и внешней памяти, возможностью постоянной работы, средствами защиты электропитания, часто даже для них не обязательны монитор и клавиатура. Остальные компьютеры сети называются клиентами или рабочими станциями, и им не обязательно иметь жёсткие диски и дисководы. Возможности рабочих станций во многом определяются разрешениями, которые им предоставлены сервером.

Классификация сетей по способу соединения (топологии):

  • линейная сеть, в которой все компьютеры подключены к общему каналу связи (кабелю), содержит только два конечных узла и имеет только один путь между любыми двумя узлами;
  • сеть «кольцо», в которой к каждому узлу подсоединены только две ветви;
  • сеть «звезда», в которой имеется только один промежуточный узел;
  • сеть «дерево», построенная по иерархической модели модели.

Интернет (англ. Internet, МФА: [ˈɪn.tə.net]) — всемирная система объединённых компьютерных сетей для хранения и передачи информации. Часто упоминается как Всемирная сеть и Глобальная сеть, а также просто Сеть. Построена на базе стека протоколов TCP/IP. На основе интернета работает Всемирная паутина (World Wide Web, WWW) и множество других систем передачи данных. Сервер (англ. server от to serve — служить, мн. ч. серверы) — специализированный компьютер и/или специализированное оборудование для выполнения на нём сервисного программного обеспечения (в том числе серверов тех или иных задач). Маршрутизатор или роутер (транслитерация английского слова)) — специализированный сетевой компьютер, имеющий два или более сетевых интерфейсов и пересылающий пакеты данных между различными сегментами сети. Маршрутизатор может связывать разнородные сети различных архитектур. Для принятия решений о пересылке пакетов используется информация о топологии сети и определённые правила, заданные администратором. HTML (от англ. HyperText Markup Language — «язык гипертекстовой разметки») — стандартный язык разметки документов во Всемирной паутине. Большинство веб-страниц содержат описание разметки на языке HTML (или XHTML). Язык HTML интерпретируется браузерами; полученный в результате интерпретации форматированный текст отображается на экране монитора компьютера или мобильного устройства. Язык HTML является приложением SGML (стандартного обобщённого языка разметки) и соответствует международному стандарту ISO 8879. Браузер или веб-обозреватель (от англ. Web browser, МФА: [wɛb ˈbraʊ.zə(ɹ), -zɚ]; устар. бро́узер[1][2]) — прикладное программное обеспечение для просмотра веб-страниц; содержания веб-документов, компьютерных файлов и их каталогов; управления веб-приложениями; а также для решения других задач. В глобальной сети браузеры используют для запроса, обработки, манипулирования и отображения содержания веб-сайтов. Многие современные браузеры также могут использоваться для обмена файлами с серверами ftp, а также для непосредственного просмотра содержания файлов многих графических форматов (gif, jpeg, png, svg), аудио-видео форматов (mp3, mpeg), текстовых форматов (pdf, djvu) и других файлов.

Функциональные возможности браузеров постоянно расширяются и улучшаются благодаря конкуренции между их разработчиками и высоким темпом развития и внедрения информационных технологий. Несмотря на то, что браузеры разных изготовителей базируются на разных технологических решениях, большинство современных браузеров придерживается международных стандартов и рекомендаций W3C в области обработки и отображения данных. Стандартизация позволяет добиться предсказуемости в визуальном представлении информации конечному пользователю независимо от технологии, которая использована для ее отображения в браузере. Со времени начала применения браузеров во Всемирной паутине в начале 1990-х годов, из простого средства просмотра текстовой информации браузер превратился в комплексное прикладное программное обеспечение для обработки данных и обеспечения интерфейса между информационными ресурсами и человеком. В последние годы многие разработчики браузеров сосредоточили свои усилия на повышении удобства пользовательского интерфейса браузеров для их использования в аппаратных устройствах, в которых применяются сенсорные экраны. Браузеры распространяются, как правило, бесплатно. Потребителям браузер может быть поставлен в форме самостоятельного (автономного) приложения или в составе комплектного программного обеспечения. К примеру, браузеры Internet Explorer и Microsoft Edge поставляются в составе операционной системы Microsoft Windows; Mozilla Firefox — отдельно или в составе дистрибутивов Linux (например, Ubuntu); Safari — в составе операционной системы Mac OS X; Google Chrome, Opera и другие браузеры — как самостоятельные приложения во множестве вариантов для различных операционных систем. Поисковая система (англ. search engine) — это компьютерная система, предназначенная для поиска информации. Одно из наиболее известных применений поисковых систем — веб-сервисы для поиска текстовой или графической информации во Всемирной паутине. Существуют также системы, способные искать файлы на FTP-серверах, товары в интернет-магазинах, информацию в группах новостей Usenet. Для поиска информации с помощью поисковой системы пользователь формулирует поисковый запрос[1]. Работа поисковой системы заключается в том, чтобы по запросу пользователя найти документы, содержащие либо указанные ключевые слова, либо слова, как-либо связанные с ключевыми словами[2]. При этом поисковая система генерирует страницу результатов поиска. Такая поисковая выдача может содержать различные типы результатов, например: веб-страницы, изображения, аудиофайлы. Некоторые поисковые системы также извлекают информацию из подходящих баз данных и каталогов ресурсов в Интернете. Поисковая система тем лучше, чем больше документов, релевантных запросу пользователя, она будет возвращать. Результаты поиска могут становиться менее релевантными из-за особенностей алгоритмов (см. «Пузырь фильтров»[=>]) или вследствие человеческого фактора[=>]. По состоянию на 2015 годсамойпопулярнойпоисковойсистемойвмиреявляется Google, однако есть страны, гдепользователиотдалипредпочтениедругимпоисковикам. Так, например, в России «Яндекс» обгоняет Google больше, чем на 10 %[=>]. По методам поиска и обслуживания разделяют четыре типа поисковых систем: системы, использующие поисковых роботов, системы, управляемые человеком, гибридные системы и мета-системы[=>]. Вархитектурупоисковойсистемыобычновходят:

  • поисковый робот, собирающий информацию с сайтов сети Интернет или из других документов,
  • индексатор, обеспечивающий быстрый поиск по накопленной информации, и
  • поисковик — графический интерфейс для работы пользователя[=>].

Электронная почта (англ. email, e-mail, от англ. electronic mail) — технология и предоставляемые ею услуги по пересылке и получению электронных сообщений (называемых «письма» или «электронные письма») по распределённой (в том числе глобальной) компьютерной сети. Электронная почта по составу элементов и принципу работы практически повторяет систему обычной (бумажной) почты, заимствуя как термины (почта, письмо, конверт, вложение, ящик, доставка и другие), так и характерные особенности — простоту использования, задержки передачи сообщений, достаточную надёжность и в то же время отсутствие гарантии доставки. Достоинствами электронной почты являются: легко воспринимаемые и запоминаемые человеком адреса вида имя_пользователя@имя_домена (например, somebody@example.com); возможность передачи как простого текста, так и форматированного, а также произвольных файлов; независимость серверов (в общем случае они обращаются друг к другу непосредственно); достаточно высокая надёжность доставки сообщения; простота использования человеком и программами. Недостатки электронной почты: наличие такого явления, как спам (массовые рекламные и вирусные рассылки); возможные задержки доставки сообщения (до нескольких суток); ограничения на размер одного сообщения и на общий размер сообщений в почтовом ящике (персональные для пользователей). В настоящее время любой начинающий пользователь может завести свой бесплатный электронный почтовый ящик, достаточно зарегистрироваться на одном из интернет-порталов.



Заметили опечатку?

Выделите текст и нажмите CTRL+ENTER.

Поступить в МИЛ

  • captcha

Поступить в МФЭИ

  • captcha

Demo Demo