Силаенков А.Н. Информационные технологии. Учебное пособие - файл n1.doc

приобрести
Силаенков А.Н. Информационные технологии. Учебное пособие
скачать (1989 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1989kb.07.07.2012 01:23скачать

n1.doc

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


Схема данных состоит из:

1) символов данных (символы данных могут также указывать вид носителя данных);

2) символов процесса, который следует выполнить над данными (символы процесса могут также указывать функции, выполняемые вычислительной машиной);

3) символов линий, указывающих потоки данных между процессами и (или) носителями данных;

4) специальных символов, используемых для облегчения написания и чтения схемы.

Символы данных предшествуют и следуют за символами процесса. Схема данных начинается и заканчивается символами данных. Пример схемы данных показан на рис. 14.

5. Схемы программ отображают последовательность операций в программе.

Схема программы состоит из:

1) символов процесса, указывающих фактические операции обработки данных (включая символы, определяющие путь, которого следует придерживаться с учетом логических условий);

2) линейных символов, указывающих поток управления;

3) специальных символов, используемых для облегчения написания и чтения схемы.

Пример схемы программы показан на рис. 15.

6. Схемы взаимодействия программ отображают путь активаций программ и взаимодействий с соответствующими данными. Каждая программа в схеме взаимодействия программ показывается только один раз (в схеме работы системы программа может изображаться более чем в одном потоке управления).

Схема взаимодействия программ состоит из:

1) символов данных, указывающих на наличие данных;

2) символов процесса, указывающих на операции, которые следует выполнить над данными;

3) линейных символов, отображающих поток между процессами и данными, а также инициации процессов;

4) специальных символов, используемых для написания и чтения схемы.







Рис. 14. Фрагмент схемы данных







Рис. 15. Пример схемы программы
7. Схемы ресурсов системы отображают конфигурацию блоков данных и обрабатывающих блоков, которая требуется для решения задачи или набора задач.

Схема ресурсов системы состоит из:

1) символов данных, отображающих входные, выходные и запоминающие устройства вычислительной машины;

2) символов процесса, отображающих процессоры (центральные процессоры, каналы и т. д.);

3) линейных символов, отображающих передачу данных между устройствами ввода-вывода и процессорами, а также передачу управления между процессорами;

4) специальных символов, используемых для облегчения написания и чтения схемы. Пример схемы ресурсов показан на рис. 16.


Рис. 16. Пример схемы ресурсов
 8. В зависимости от специфики обработки данных по конкретной экономической задаче при оформлении технологического процесса целесообразно использовать 2—3 уровня детализации, в отдельных случаях бывает достаточно одного уровня детализации (простые задачи на одном рабочем месте).

Первый уровень детализации представляется общей схемой технологического процесса без конкретизации внутримашинной обработки данных.

 Второй уровень детализации представляется схемой внутримашинной обработки данных (схемой взаимосвязи программных модулей и информационных массивов).
   Обе эти схемы оформляются в виде схемы работы системы.
   Третий уровень детализации представляется схемой взаимодействия программ. Он не является обязательным, если не содержит новой информации по сравнению со схемой внутримашинной обработки данных.

   9. Технологический процесс представляет собой комплекс операций. При проектировании его схемы необходимо графически выделять эти последовательно выполняемые операции. Их рекомендуется изображать на основном /осевом/ направлении схемы. На этом же направлении размещаются также логические блоки, указывающие на разветвление процесса.

Символы, обозначающие «начало» и «конец» схемы (терминатор), рекомендуется связывать с основным направлением, хотя последовательность порядковых номеров символов при этом может быть нарушена.

   10. Кроме технологических операций на схеме отображаются носители информации: первичные документы, машинные носители /перфокарты, перфоленты, магнитные ленты, магнитные диски/, машинограммы, полученные в результате обработки. Их следует изображать справа или слева от этой операции.

11. Нумерация всех графических символов технологического процесса (технологических операций, логических блоков, носителей информации, начала и конца) должна быть сплошной. При этом порядковые номера символов располагаются над символами слева.

 12. Каждая схема должна начинаться символом «начало» и завершаться символом «конец», которые рекомендуется располагать на основном направлении технологического процесса.

13. Все символы должны иметь лаконичные и ясные пояснения. Например, в символах операций проставляются их названия, в символах машинных носителей— сокращенные наименования и идентификаторы соответствующих массивов (файлов), в символах информации, выводимой на печать или экран, — наименования ведомостей, видеограмм или их идентификаторы. В схеме следует шире использовать символ «комментарий» для пояснительных надписей, а также для расшифровки слов аббревиатур или других сокращений. Все надписи на схеме должны выполняться чертежным шрифтом.

14. Дублирование операций технологического процесса и блоков схемы взаимосвязи программных модулей и информационных массивов должно быть сведено к минимуму.

15. Потоки данных или потоки управления в схемах показываются линиями. Направление потока слева направо и сверху вниз считается стандартным.

В случаях, когда необходимо внести большую ясность в схему (например, при соединениях), на линиях используются стрелки. Если поток имеет направление, отличное от стандартного, стрелки должны указывать это направление.

В схемах следует избегать пересечения линий. Пересекающиеся линии не имеют логической связи между собой, поэтому изменения направления в точках пересечения не допускаются.

Две или более входящие линии могут объединяться в одну исходящую линию. Если две или более линии объединяются в одну линию, место объединения должно быть смещено.

Линии в схемах должны подходить к символу либо слева, либо сверху, а исходить либо справа, либо снизу. Линии должны быть направлены к центру символа.

Вопросы для самоконтроля

1. Какими требованиями нужно руководствоваться при графическом изображении технологического процесса?

2. Из чего состоит схема работы системы?

3. Назовите, что входит в схему данных.

  1. Приведите состав схемы программ.

  2. Укажите, какие символы используются для изображения данных.

6. Охарактеризуйте схемы взаимодействия программ.

7. Сколько уровней детализации рекомендуется использовать при оформлении технологического процесса?

8. Какова структура схемы ресурсов?

9. Какие символы обозначают потоки данных между процессами?

  1. Как на схемах рекомендуется располагать линии?


7. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КОНЕЧНОГО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ. ПАКЕТЫ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ

Данный класс программных средств наиболее представителен, что обусловлено, прежде всего, широким применением средств компьютерной техники во всех сферах деятельности человека, созданием автоматизированных информационных систем различных предметных областей.

7.1. Проблемно-ориентированные ППП

Это самый представительный класс программных продуктов, внутри которого проводится классификация по:

Для некоторых предметных областей возможна типизация функций управления, структуры данных и алгоритмов обработки. Это вызвало разработку значительного числа ППП одинакового функционального назначения и, таким образом, создало рынок программных продуктов:

Основные тенденции в области развития проблемно-ориентированных программных средств:

Для подробного класса программ высоки требования к оперативности обработки данных (например, пропускная способность для банковских систем должна составлять несколько сот транзакций в секунду), велики объемы хранимой информации, что обусловливает повышенные требования к средствам администрирования данных БД (актуализации, копирования, обеспечения производительности обработки данных).

Наиболее важно для данного класса программных продуктов создание дружественного интерфейса для конечных пользователей.

Данный класс программных продуктов весьма динамичен как по составу реализуемых ими функций, так и по используемому для их создания инструментарию разработчика. Со временем границы компьютеризации информационных систем, как правило, расширяются, что приводит к изменению функций существующих ППП.

7.2. ППП автоматизированного проектирования

Программы этого класса предназначены для поддержания работы конструкторов и технологов, связанных с разработкой чертежей, схем, диаграмм, графическим модулированием и конструированием, созданием библиотеки стандартных элементов чертежей и их многократным использованием, созданием демонстрационных иллюстраций и мультфильмов.

Отличительной особенностью этого класса программных продуктов являются высокие требования к технической части системы обработки данных, наличие библиотек встроенных функций, объектов, интерфейсов с графическими системами и базами данных.

7.3. ППП общего назначения

Данный класс содержит широкий перечень программных продуктов, поддерживающих преимущественно информационные технологии конечных пользователей. Кроме конечных пользователей, этими программными продуктами за счет встроенных средств технологии программирования могут пользоваться и программисты для создания усложненных программ обработки данных.

Представители данного класса программных продуктов:

1. Настольные системы управления базами данных (СУБД), обеспечивающие организацию и хранение локальных баз данных на автономно работающих компьютерах либо централизованное хранение баз данных на файл-сервере и сетевой доступ к ним.

В настоящее время наиболее широко представлены реляционные СУБД для персональных компьютеров, осуществляющие:

Пользовательские приложения (прикладные программы), функционирующие в среде СУБД, создаются по типу меню работы конечного пользователя, каждая команда которого обеспечивает автоматизированное выполнение определенной функции. В современных СУБД содержатся элементы CASE-технологии проектирования, в частности:

Всё это свидетельствует о расширении функциональных возможностей СУБД как инструментального средства для создания приложений.

2. Серверы баз данных — успешно развивающийся вид программного обеспечения, предназначенный для создания и использования при работе в сети

интегрированных баз данных в архитектуре клиент — сервер.

Многопользовательские СУБД (типа Paradox, Access, FoxPro и др.) в сетевом варианте обработки данных хранят информацию на файл-сервере — специально выделенном компьютере в централизованном виде, но сама обработка данных ведется на рабочих станциях. Серверы баз данных, напротив, всю обработку (хранение, поиск, извлечение и передачу данных клиенту) данных выполняют самостоятельно, одновременно обеспечивая данными большое число пользователей сети.

Общим для различных видов серверов баз данных является использование реляционного языка SQL (Structured Query Language) для реализации запросов к данным.

Большинство серверов баз данных может использовать одновременно несколько платформ (Windows NT, Unix, OS/2 и др.), поддерживает широкий спектр протоколов передачи данных (IPX, TCP/IP, X.25 и др.).

Некоторые серверы реализуют распределенное хранение информации в сети, поддерживают интерфейсы на уровне вызова типа:

3. Генераторы (серверы) отчётов — самостоятельное направление развития программных средств, обеспечивающих реализацию запросов и формирование отчётов в печатном или экранном виде в условиях сети с архитектурой клиент—сервер.

Сервер отчётов подключается к серверу баз данных, используя все уровни передач и драйверы сервера баз данных. Серверы отчётов включают:

Подготовленные отчёты рассылаются клиентам по электронной почте или с помощью другого транспортного агента. Серверы отчетов обычно поддерживают разнородные платформы, тем самым они эффективно работают в неоднородных вычислительных сетях.

4. Текстовые процессоры — автоматическое форматирование документов, вставка рисованных объектов и графики, составление оглавлений и указателей, проверка орфографии, шрифтовое оформление, подготовка шаблонов документов. Развитием данного направления программных продуктов являются издательские системы.

5. Табличный процессор — удобная среда для вычислений силами конечного пользователя; средства деловой графики, специализированная обработка (встроенные функции, работа с базами данных, статистическая обработка данных и др.).

6. Средства презентационной графики — специализированные программы, предназначенные для создания изображений и их показа на экране, подготовки слайд-фильмов, мультфильмов, видеофильмов, их редактирования, определения порядка следования изображений. Презентация может включать показ диаграмм и графиков, все программы презентационной графики условно делятся на программы для подготовки слайд-шоу, программы для подготовки мультимедиа-презентации. Для работы этих программ необходимы также наличие специализированного оборудования: LCD (Liquid Crystal Desktop)—жидкокристаллической проекционной панели, которая просвечивается проектором для вывода изображения на экран, видеотехника.

Презентация требует предварительного составления плана показа. Для каждого слайда выполняется проектирование: определяются содержание слайда, размер, состав элементов, способы их оформления и т. п. Данные для использования в слайдах можно как готовить вручную, так и получать в результате обмена из других программных систем.

7. Интегрированные пакеты — набор нескольких программных продуктов, функционально дополняющих друг друга, поддерживающих единые информационные технологии, реализованные на общей вычислительной и операционной платформе.

Наиболее распространены интегрированные пакеты, компонентами которых являются:

Компоненты интегрированных пакетов могут работать изолированно друг от друга, но основные достоинства интегрированных пакетов проявляются при их разумном сочетании друг с другом. Пользователь интегрированных пакетов имеют унифицированный для различных компонентов интерфейс, тем самым обеспечивается относительная легкость процесса их освоения.

Отличительными особенностями данного класса программных средств являются:

Интегрированные пакеты эффективны и при групповой работе в сети многих пользователей. Так из прикладной программы, в которой находится пользователь, можно отправить документы и файлы данных другому пользователю, при этом поддерживаются стандарты передачи данных в виде объектов по сети или через электронную почту.

7.4. Методо-ориентированные ППП

Данный класс ППП включает программные продукты, обеспечивающие независимо от предметной области и функции информационных систем математические, статистические и другие методы решения задач. Наиболее распространены методы математического программирования, решение дифференциальных уравнений, имитационного моделирования, исследования операций.

Методы статистической обработки и анализа данных (описательная статистика, регрессионный анализ, прогнозирование значений технико-экономических показателей и т. п.) имеют возрастающее применение. Так современные табличные процессоры значительно расширили набор встроенных функций, реализующих статистическую обработку, предлагают информационные технологии статистического анализа. Вместе с тем необходимость в использовании специализированных программных средств статистической обработки, обеспечивающих высокую точность и многообразие статистических методов, также растёт. На базе методов сетевого планирования с экономическими показателями проекта, формированием отчётов различного вида оформилось новое направление программных средств — управление проектами, пользователями этих программ являются менеджеры проектов.

7.5. Офисные ППП

Данный класс программных продуктов охватывает программы, обеспечивающие организационное управление деятельностью офиса:

1. Органайзеры (планировщики) — программное обеспечение для планирования рабочего времени, составления протоколов встреч, расписаний, ведения записной и телефонной книжек.

В состав программ органайзеров входят: калькулятор, записная книжка, часы, календарь и т. п. Наиболее часто подобное программное обеспечение разрабатывается для ноутбуков, персональных компьютеров блокнотного типа.

2. Программы -переводчики, средства проверки орфографии и распознавания текста включают:

3. Коммуникационные ППП — предназначены для организации взаимодействия пользователя с удаленными абонентами или информационной сети. В условиях развития глобальной информационной сети Internet появился новый класс программного обеспечения — браузеры, средства создания WWW-страниц. Они различаются возможностями поддержки языка HTML, использованием цвета при оформлении фона, текста, форматированием текста, использованием графических форматов изображений, таблиц, фонового звука, мультипликации и т. п. Большинство браузеров используют язык Java. Электронная почта также становится обязательным компонентом офисных ППП. Электронная почта должна обеспечивать шифрование передаваемой информации, факсимиле подписи, проверку орфографии на любом из языков, управление сообщениями по электронной почте (оповещение о новой почте, организация почтовых ящиков, поиск, цитирование корреспонденции и т. д.).

7.6. Настольные издательские системы

Данный класс программ включает программы, обеспечивающие информационную технологию компьютерной издательской деятельности:

ППП Adobe Page Maker обеспечивает подготовку многостраничных цветных публикаций, гибкий дизайн страниц, высококачественную печать. Формат печатной страницы — А2, допустимый максимальный размер публикации более 1060 мм.

В этом пакете расширены возможности по верстке: неограниченное число страниц-шаблонов, которые могут использоваться в одной публикации; применение различных эффектов к цветным изображениям; настройка резкости и регулировка цветов в импортированных файлах; возможно закрепление расположения объектов на странице, автоматическое выравнивание объектов. Разработаны и включены новые цветовые библиотеки, используются новые технологии HiFi Color и PANTONE Hexachrome, которые расширяют цветовую гамму традиционной офсетной печати.

7.7. Программные средства мультимедиа

Мультимедиакомпьютерно-ориентированный метод отображения информации, основанный на использовании текстовых, графических и звуковых возможностей компьютера в интерактивном режиме.

Этот класс программных продуктов является относительно новым. Он сформировался в связи с изменением среды обработки данных, появлением лазерных дисков высокой плотности записи с хорошими техническими параметрами по доступным ценам, расширением состава периферийного оборудования, подключаемого к персональному компьютеру, развитием сетевой технологии обработки, появлением региональных и глобальных информационных сетей, располагающих мощными информационными ресурсами. Основное назначение программных продуктов мультимедиа — создание и использование аудио- и видеоинформации для расширения информационного пространства пользователя.

Мультимедиа используются в следующих сферах деятельности:

В настоящее время программные продукты мультимедиа заняли лидирующее положение на рынке в сфере библиотечного информационного обслуживания, процессе обучения, организации досуга. Базы данных компьютерных изображений произведений искусства, библиотеки звуковых записей будут составлять основу для прикладных обучающих систем, компьютерных игр, библиотечных каталогов и фондов.

7.8. Системы искусственного интеллекта

Данный класс программных продуктов реализует отдельные функции интеллекта человека. Основными компонентами систем искусственного интеллекта являются база знаний, интеллектуальный интерфейс с пользователем и программа формирования логических выводов. Их разработка идет по следующим направлениям:

Как правило, интеллектуальный интерфейс включает:

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите основные тенденции в области развития проблемно- ориентированных программных средств.

2. Приведите примеры ППП автоматизированного проектирования.

  1. Что относится к ППП общего назначения?

  2. Охарактеризуйте серверы баз данных.

  3. Каково назначение интегрированных пакетов?

  4. Для чего служат методо-ориентированные ППП?

  5. Какие ППП применяются в управлении деятельностью офиса?

  6. Настольные издательские системы и их применение.

  7. Использование программных средств мультимедиа.

  8. Системы искусственного интеллекта.


8. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО (АРМ)

В отличие от централизованной обработки данных, связанной с концентрацией основных вычислительных мощностей в ВЦ, есть возможность проводить обработку информации в местах ее непосредственного использования. Это позволяет ликвидировать промежуточные звенья при общении человека с ЭВМ. В результате все технологические процедуры, начиная от ввода информации и кончая получением выходных данных, могут выполняться работниками управления непосредственно на своих рабочих местах.

8.1. Признаки автоматизированных рабочих мест. Классификация автоматизированных рабочих мест

Системы обработки данных (СОД) на базе концепции АРМ получили широкое развитие.

АРМ — автоматизированное рабочее место системы управления, оборудованное средствами, обеспечивающими участие человека в реализации автоматизированных функций АСУ.

АРМ присущи следующие признаки:

- доступная пользователю совокупность технических, программных, информационных и других средств;

- размещение ВТ непосредственно (или рядом) на рабочем месте пользователя;

- возможность создания и совершенствования проектов автоматизированной обработки данных в конкретной сфере деятельности;

- осуществление обработки данных самим пользователем;

- диалоговый режим взаимодействия пользователя с ЭВМ как в процессе решения задач управления, так и в процессе их проектирования.

Таким образом, АРМ в системе управления представляет собой проблемно —ориентированный комплекс технических, программных, лингвистических (языковых) и других средств, установленный непосредственно на рабочем месте пользователя и предназначенный для автоматизации операций взаимодействия пользователя с ЭВМ в процессе проектирования и реализации задач.

Множество известных АРМ может быть классифицировано на основе следующих обобщенных признаков:

- функциональная сфера использования (научная деятельность, проектирование, производственно-технологические процессы, организационное управление);

- тип используемой ЭВМ (микро-, мини-, макроЭВМ);

- режим эксплуатации (индивидуальный, групповой, сетевой);

- квалификация пользователей (профессиональные и непрофессиональные).

Внутри каждой из выделенных групп АРМ может быть проведена более детальная классификация.

Например, АРМы организационного управления могут быть разделены на АРМ руководителей организаций и подразделений, плановых работников, работников материально-технического снабжения, бухгалтеров и др. Условно все эти АРМы можно назвать АРМ экономиста.

Концептуальное отличие АРМ на базе ПЭВМ состоит в том, что АРМ открытая архитектура ПЭВМ функционально, физически и эргономически настраивается на конкретного пользователя (персональное АРМ) или группу пользователей (групповое АРМ).

Деловые АРМ сближают пользователя с возможностями современной информатики и ВТ и создают условия для работы без посредника —профессионального программиста. При этом обеспечивается как автономная работа, так и возможность связи с другими пользователями в пределах организационных структур (с учетом особенностей этих структур).

Параметрический ряд деловых АРМ позволяет создать единую техническую, организационную и методологическую базу компьютеризации управления. Первоначально информационная технология локализуется в пределах персонального или группового АРМ, а в последующем (при объединении АРМ средствами коммуникации) создаются АРМ сектора, отдела, учреждения и формируется коллективная технология. Тем самым достигается гибкость всей структуры и возможность наращивания информационной мощности.

Можно выделить три класса типовых АРМ:

- АРМ руководителя;

- АРМ специалиста;

- АРМ технического и вспомогательного персонала.

8.2. Инструментальные средства автоматизированного рабочего места

Состав функциональных задач и видов работ (административно-организационный, профессионально-творческий, технический) требует применения различных инструментальных средств при создании АРМ:

Для автоматизации каждой категории работ в настоящее время ПК оснащены различными ППП.

При проектировании ПО АРМ необходимо соблюдать принцип ориентации разрабатываемых программных средств на конкретного пользователя, что должно обеспечить реализацию функций, соответствующих профессиональной ориентации АРМ. В целом разрабатываемое ПО АРМ должно обладать свойствами гибкости, адаптивности, модифицируемости и настраиваемости на конкретное применение.

АРМ должен быть укомплектован необходимыми программно-инструментальными средствами:

- операционные системы ЭВМ;

- трансляторы (интерпретаторы) с различных алгоритмических языков и языков пользователей;

- средства проектирования и обработки данных (экранные редакторы текстовой, графической информации, СУБД, табличные процессоры, генераторы выходных форм);

- собственно пользовательские программы (обрабатывающие, обучающие, СУБД знаний и др.).

Следует отметить, что АРМ включает в себя следующие основные элементы:

Комплектация АРМ техническими и программными средствами, а также перечисленными выше элементами зависит от назначения и состава решаемых задач. Решение экономических задач на основе АРМ связано с поиском требуемой информации в информационной базе, последующей ее обработкой по расчетным алгоритмам и выдачей результатов на экран или печать. Эффективная эксплуатация АРМ требует использования языков общения пользователя с ЭВМ. Наиболее развитые средства общения пользователя с ЭВМ реализуются лингвистическими процессорами, способными осуществить различные виды анализа входного сообщения (синтаксический, морфологический, семантический), и ориентированными на работу с конкретной предметной областью. В АРМе часто общение основывается на макетировании изображений экрана в виде образцов-прототипов документов. Для этого используются разнообразные технические приемы обеспечения диалога пользователя и ЭВМ: управление положением курсора на экране с применением светового пера, мерцание и подсветка полей экрана, программирование функциональных клавиш.

Диалог реализуется на основе предварительно разработанного сценария, который представляется семантическими сетями, таблицами диалога, фреймами (структуры данных нового типа, на основе которых строятся интеллектуальные БД) и другими средствами, используемыми для задания моделей предметной области.

Описанные функциональные возможности АРМ реализуются совокупностью программных компонентов.

Каждый из программных компонентов выполняет широкий набор действий и в большинстве случаев может использоваться независимо от других. Центральным компонентом, без которого невозможна работа других средств, является операционная система (ОС). Схема программного обеспечения АРМ показана на рис. 17.



Рис. 17. Схема программного обеспечения АРМ

Она обеспечивает: создание и актуализацию каталога файлов различных типов, просмотр каталогов и распечатку файлов, переименование, редактирование и защиту файлов, распределение внешней памяти и др.

Наиболее популярной пользовательской многозадачной ОС следует признать UNIX. Достоинства: простая файловая структура, наличие иерархических справочников-файлов, большой выбор инструментальных средств для работы в многозадачном режиме. Функциональные возможности ОС UNIX позволяют эффективно использовать ее в локальных сетях ПЭВМ (например, для разделения файлов).

Специальные версии ОС (например, CP/NET) предоставляют средства, с помощью которых несколько ЭВМ, оснащенных ОС СР/М, можно объединить в локальную сеть для совместного использования ресурсов каждой системы. К таким ресурсам относятся диски, устройства печати, различные программы и БД.

В состав ПО АРМ экономиста входят средства управления информационной базой, обеспечивающие:

- создание и актуализацию информационной базы;

- поиски требуемой информации по регламентируемым и нерегламентируемым запросам;

- организацию форматного ввода-вывода информации;

- вычислительную обработку и др.

8.3. Организация экранного диалога автоматизированного рабочего места

Организация экранного диалога — одно из основных требований к технологии АРМ и включает в себя:

1. Технологию ЭО текстов, реализующую четыре функции:

- функцию ввода — набора текста с заданием параметров для его верстки, просмотра;

- обработки текста (смысловая сортировка текста, вычисления в таблице);

- воспроизведения текста;

- форматирования текста и получения документа.

2. Технологию ЭО форм (электронные таблицы, шаблоны).

3. Систему ЭО деловой графики (в виде графиков и диаграмм).

Для представления данных в информационной базе часто используется реляционная модель. Наряду с реляционными СУБД применяются табличные процессоры. В этом случае входные и выходные данные и НСИ представляются в форме таблиц, алгоритмизация сводится к построению модели расчета показателей выходных документов (ППП Excel).

В АРМ экономиста необходимо обеспечить выдачу информации в графической форме для всестороннего анализа экономических показателей. Графики могут иметь двумерное (плоское) и трехмерное (объемное) представление. С помощью графических средств осуществляется планирование (разметка) площади экрана, изображение на экране графических элементов в виде линии, точки, отрезка, прямоугольника, эллипса, штриховки графических элементов с использованием требуемых цветов, подбора шрифта и т. п.

Вопросы для самоконтроля

1. Какими признаками характеризуется АРМ?

2. По каким признакам можно классифицировать АРМ?

3. Назовите классы типовых АРМ.

4. Какими программно-инструментальными средствами должно быть укомплектовано АРМ?

5. От чего зависит комплектация АРМ?

6. Приведите схему программного обеспечения АРМ?

7. Что входит в состав программного обеспечения АРМ экономиста?

8. Что лежит в основе диалога, реализуемого в АРМ?

9. Какие функции реализует технология ЭО текста?

10. Использование деловой компьютерной графики в АРМ.

9. ЭЛЕКТРОННЫЙ ОФИС

Задача правильного выбора системы информатизации предприятия является крайне важной для всех предприятий без исключения. Традиционно организация документооборота и работа канцелярии стали главными функциями офиса.

9.1. Автоматизация административных функций

Все большее значение приобретает автоматизация административных функций. В этой автоматизации важная роль принадлежит концепции обработки документов. Она происходит в системах, комплексах компьютеров, в локальных сетях. Большое значение в электронном офисе имеет методология искусственного интеллекта. Концепция интеллектуальной обработки документов основана на использовании баз знаний и выполнении многочисленных задач управления: учет и анализ корреспонденции, составление договоров, деловых писем, описаний изделий и т. д.

Широкое распространение в электронных офисах получили службы экспертиз и консультативные службы. Они включают анализ и контроль деятельности (ревизия отчетности, анализ узких мест, баланс, оценка работы) предприятия. Задачей электронной картотеки является хранение, каталогизация и поиск документов. Календарное планирование предоставляет возможность составления планов проведения мероприятий.

Важным процессом, выполняемым в электронном офисе, является обработка изображений. Это компьютерная графика от простых гистограмм до сложных географических карт и технических чертежей. Программное обеспечение компьютерной графики позволяет осуществлять всевозможную обработку документов.
В электронных офисах широко используется служба обработки текстов. Она позволяет форматировать, редактировать, запоминать и распечатывать электронные документы. Служба тесно связана с электронной почтой. Сообщения, пересылаемые по почте, создаются и редактируются благодаря программе- редактору. Полученные документы размещаются в специально создаваемых для этих целей базах данных. Все большую популярность получают деловая графика и телеконференции. Методы анализа позволяют классифицировать документы по их содержанию. Эти же методы дают возможность архивирования данных и поиска нужных документов.

Передача документов нужным сотрудникам требует решения вопросов, кому, в какое время и что надо направлять. Чаще всего необходим обмен информацией между сотрудниками, участвующими в решении общей задачи. Необходимо также наблюдение за сроками выполнения возникающих работ. Здесь важно иметь удобный интерфейс пользователя

Создание электронного офиса позволяет заменять сотрудников, выполняющих монотонную и не требующую высокой квалификации работу (обработка корреспонденции, подготовка отчетов). Постепенно, по мере расширения функций, выполняемых электронным офисом, работа сотрудников становится все более активной и творческой.

Теоретически определяются три различные модели офиса: информационная, коммуникационная, системная. Модель офиса как информационной системы представлена на рис. 18.

Информационный процесс включает в себя четыре вида деятельности: генерирование информации, хранение, распространение и ее восприятие. Начало информационного процесса — генерирование информации (информационных документов), окончание — восприятие, интерпретация и связанные с этим восприятием действия.

Два процесса — генерирование и интерпретация — вызывают изменение и переработку информации. Передача в пространстве и во времени не должна менять содержания информации и предписываемых информацией действий. Генерирование и интерпретация информации содержат творческую, слабоалгоритмизируемую и формализуемую функцию и выполняются с участием человека и именно поэтому не могут быть полностью автоматическими.


Рис. 18. Офис как информационная система

Для электронного офиса разрабатывается и предлагается обширное программное обеспечение, которое решает множество задач, связанных с конторской деятельностью. Наряду с электронным все шире используется виртуальный офис.

9.2. Программное обеспечение электронного офиса

IT-инфраструктура любого современного офиса начинается с выбо­ра операционных систем для серверов и рабочих станций.

Клиентская операционная система осуществляет две основные функции: она предоставляет пользователю ряд тех или иных сервисов и управляет ре­сурсами компьютера, на котором она выполняется. Собственно, выбор опера­ционной системы и определяется тем, какие у нее имеются ресур­сы и какие сервисы тре­буются пользователю. Не все опера­ционные системы способны работать с тем или иным аппаратным обеспечени­ем, да и запросы пользователя (в том числе корпоративного) порой бывают столь высоки, что выбор операционных систем, способных их удовлетворить, оказывается весьма невелик.

Перечислим наиболее часто встреча­ющиеся потребности корпоративного пользователя:

1. Возможность применять офисные приложения (то есть готовить доку­менты с помощью текстовых процес­соров, электронных таблиц, средств презентационной графики и т. д.).

2. Возможность обращаться к ресур­сам локальной сети и Интернета (например, к сетевым принтерам, файлам на сетевом диске или на Web-сайтах, к Web-приложениям и почтовым серверам).

3. Возможность пользоваться корпо­ративными приложениями, напри­мер, входящими в состав системы управления предприятием. После­днее нередко косвенно влечет за собой такую потребность, как дос­туп к той или иной СУБД.

4. Надежность, средства защиты дан­ных, устойчивость к сбоям.

Сейчас более чем на 90% персональ­ных компьютеров установлена одна из операционных систем семейства Windows. Система Windows XP, существующая в двух редакциях (для домашних пользо­вателей и для корпора­тивных пользователей), — это доста­точно универсальный продукт, соче­тающий достоинства обеих ее пред­шественниц: надежность Windows 2000 и гибкость Windows Me. Общим для обеих редакций данной операционной системы является под­держка мультимедиа, игр и иных раз­влекательных возможностей, в то вре­мя как Windows XP Professional облада­ет рядом дополнительных средств, не­обходимых корпоративным пользова­телям (в частности, связанных с без­опасностью данных).

Традиционный набор программ для организации офисного рабочего места включает в себя текстовый процессор, электронную таблицу, средство для создания презентаций (компьютерных слайдов). 

Текстовый процессор предназначен для подготовки и корректировки документов. Однажды введя текст, его можно бесконечно редактировать, копировать, тиражировать на принтере. Благодаря имеющимся средствам, документ можно красиво оформить, включая возможность использования иллюстраций, и при наличии соответствующего периферийного оборудования —получить образец качественной полиграфии. 

Кроме того, современный текстовый процессор содержит модуль проверки орфографии на русском и английском языках (при желании можно дооснаститься модулями и для других языков). В нем можно задавать правила переноса слов. Современные текстовые процессоры могут работать с несколькими версиями одного документа. Они позволяют видеть весь его «жизненный цикл»: от начала и через все корректировки до окончательного варианта. 

Для часто используемых видов документов (письма, отчеты, доклады и т. д.) вы можете завести «шаблон», с помощью которого без лишних затрат времени будете создавать типовой документ. 

Электронные таблицы позволяют создавать, хранить, пополнять различного рода упорядоченные данные, которые мы и привыкли видеть в виде таблиц (например, ведомость по зарплате, накладные и т. п.). Плюс к тому электронные таблицы способны выполнять массу другой полезной работы: начиная с элементарного суммирования выбранных реквизитов и заканчивая статистическими и аналитическими расчетами, построением графиков и диаграмм. Все чаще электронные таблицы оснащаются внутренним языком программирования. 

Русскоязычные версии электронных таблиц поставляются, как правило, с набором готовых шаблонов документов, оформленных в соответствии с Российским законодательством. Например, MS Excel содержит шаблоны десятков документов, среди которых «командировочные удостоверения», «авансовые отчеты», «платежные поручения», «финансовый анализ» и многое другое. 

Презентационные (оформительские) программы используются гораздо реже — при оформлении отчетов, обложек документов. В продукты их деятельности можно вставлять документы, подготовленные в текстовых процессорах и электронных таблицах. Очень часто эти программы совмещают в себе функции достаточно мощных графических редакторов.

Как правило, все офисные программы приобретаются пользователем от одного производителя и могут работать как единый программный комплекс. При таком подходе пользователь не имеет проблем с совместимостью между разными программами и экономит деньги, т. к. несколько программ в одном комплекте обходятся дешевле, чем купленные по отдельности. Сами изготовители ПО дали такому «джентльменскому набору» название «офисный пакет», прочно прижившееся среди пользователей. Безусловные лидеры среди офисных пакетов — Microsoft Office, Lotus Smart Suite и Corel Perfect Office.

В России большой популярностью пользуется офисный пакет «Русский Офис», продвигаемый на рынке московской компанией «Арсеналъ». Ядром этого пакета является текстовый редактор «Лексикон», очень популярный в России с середины 80-х годов. Отличительными особенностями этого ПО являются: настройка на работу с русскоязычными документами и низкая цена. Кроме того, есть интересный набор специального ПО — файловый менеджер ДИСКо Командир, электронный переводчик текстов Сократ, персональная финансовая система Декарт и набор программ для работы с графическими данными. В ближайшем будущем пакет будет дополнен табличным процессором.

Единственным эффективным способом для предприятия структурировать существующие бизнес-процессы и реально их совершенствовать является внедрение системы управления документами и бизнес-процессами (системы электронного документооборота).

Вопросы для самоконтроля

1. В чем заключается автоматизация административных функций электронного офиса?

2. Назовите наиболее часто встреча­ющиеся потребности корпоративного пользователя.

3. С чего начинается IT-инфраструктура любого современного офиса?

4. Какие виды деятельности включает информационный процесс?

5. Какие процессы вызывают изменение и переработку информации?

6. Назначение текстового процессора.

7. Для чего нужны электронные таблицы?

8. Что такое «офисный пакет»?

9. Особенности офисного пакета «Русский Офис».

10. Электронный офис как информационная система.
10. СЕТЕВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ. ЛОКАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ

10.1. ЛВС информационно-вычислительные системы. Классификация ЛВС

Развитие средств вычислительной техники привело к созданию нового типа информационно-вычислительных систем под названием локальная вычислительная сеть (ЛВС). ЛВС является эффективным способом построения сложных систем управления различными производственными подразделениями. ЛВС интенсивно внедряются в медицину, сельское хозяйство, образование, науку и др.

ЛВС — набор аппаратных средств и алгоритмов, обеспечивающих соединение компьютеров, других периферийных устройств (принтеров, дисковых контроллеров и т. п.) и позволяющих им совместно использовать общую дисковую память, периферийные устройства, обмениваться данными.

ЛВС создаются для того, чтобы дать возможность территориально разобщенным пользователям обмениваться информацией между собой, использовать одинаковые программы, общие информационные и аппаратные ресурсы.

Использование компьютерных сетей имеет множество преимуществ:

снижение затрат за счет коллективного использования разнообразных баз данных и аппаратных средств;

стандартизация приложений – все пользователи работают на одном и том же ПО (программном обеспечении), «говорят на одном языке»;

оперативность получения информации без отрыва от рабочих мест;

эффективное взаимодействие и планирование рабочего времени (проведении дискуссий, оперативных совещаний без отрыва от рабочих мест).

Общими компонентами всех сетей являются:

1. Серверы (server) – компьютеры, предоставляющие свои ресурсы сетевым пользователям.

2. Клиенты (client), рабочие станции – компьютеры, осуществляющие доступ к сетевым ресурсам, предоставляемыми сервером (серверами).

3. Среда (media) – средства передачи информации.

4. Совместно используемые данные – файлы, передаваемые серверами по сети.

5. Совместно используемые периферийные устройства.

В настоящее время информационно-вычислительные системы принято делить на три основных типа:

1. LAN (Lokal Area Network) — локальная сеть в пределах предприятия, учреждения, одной организации.

Название LAN —Lokal Area Network соответствует объединению компьютеров, расположенных на сравнительно небольшой территории (одного предприятия, офиса, одной комнаты). Существующие стандарты для ЛВС обеспечивают связь между компьютерами на расстоянии от 2,5 до 6 км (Ethernet и ARCNET, соответственно).

Самая простая сеть (англ. Network) состоит как минимум из двух компьютеров, соединенных друг с другом кабелем. Это позволяет им использовать данные совместно. Все сети (независимо от сложности) основываются именно на этом простом принципе.

Существует два основных типа сетей: одноранговые и сети на основе сервера.

В одноранговой сети все компьютеры равноправны, т. е. нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного (англ. dedicated) сервера. Как правило, каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер. Все пользователи самостоятельно решают, какие данные на своем компьютере сделать общедоступным по сети. На сегодняшний день одноранговые сети бесперспективны. Если к сети подключено более 10 пользователей, то одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной.

Поэтому большинство сетей используют выделенные серверы. Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции). Они специально оптимизированы для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов. Сети на основе сервера стали промышленным стандартом. Существуют и комбинированные типы сетей, совмещающие лучшие качества одноранговых сетей и сетей на основе сервера.

В производственной практике ЛВС играют очень большую роль. Посредством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах, которые используют совместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему. Все ЛВС работают в одном стандарте, принятом для компьютерных сетей, в стандарте Open Systems Interconnection (OSI).

2. MAN (Metropolitan Area Network) — городская или региональная сеть, т.е. сеть в пределах города, области и т.п..

3. WAN (Wide Area Network) — глобальная сеть, соединяющая абонентов страны, континента, всего мира.

Для работы в глобальной сети требуется модем. При этом асинхронная передача каждого символа (буквы или цифры) осуществляется с помощью десяти битов (8 бит требуется для передачи символа и два бита служебных — стартовый и стоповый).

Таким образом, при скорости передачи данных 28800 бит/с в линию передается 2880 символов в секунду. При такой скорости передачи данных для пересылки одной страницы текста, содержащей 3000 символов, потребуется чуть больше одной секунды.

Скорость работы современных модемов различна. Разработаны про­мышленные модели модемов, работающие со скоростями 14400 бит/с, 16800 бит/с, 28800 бит/с, 33600 бит/с и 56000 бит/с.

В настоящее время в мире зарегистрировано более 200 глобальных се­тей. Глобальные сети (как и локальные) состоят из компьютеров, соединенных каналами связи. Глобальные вычислительные сети (ГВС) всего мира объедены между собой с помощью Internet.

Для работы в ГВС пользователю необходимо иметь соответствующее аппаратное и программное обеспечение. В простейшем случае из аппаратных средств нужно дополнительно установить модем, с помощью которого осуществляется связь по телефонной линии (например, из квартиры).

Программное обеспечение делится на два класса:

1) программы-серверы, размещенные на том узле сети, который обслуживает компьютер пользователя;

2) программы-клиенты, которые находятся на компьютере пользователя и пользуются услугами сервера.

Глобальные сети предоставляют пользователям разнообразные услуги:

работа с распределенными базами данных,

электронная почта,

телеконференции,

общение в реальном масштабе времени,

пересылка файлов и т. д.

Каждая услуга (иногда говорят «служба», «сервис») работает по определенным правилам (протоколам).

Для реализации каждой сетевой услуги требуются своя программа-сервер и своя программа-клиент. Например, существуют почтовые серверы и клиенты, серверы и клиенты телеконференций (новостей).

В то же время современные программы-навигаторы (исследователи, браузеры, обозреватели) постепенно берут на себя функции отдельных служб глобальной

сети и становятся «универсальными» клиентами.

Термин «сервер» имеет второе значение. Сервером называют также и компьютер, на котором установлены программы-серверы. На одном сервере-компьютере может работать сразу несколько программ-серверов. Чаще всего мы будем понимать под термином «сервер» некий компьютер.

Информационные системы, в которых средства передачи данных принадлежат одной компании и используются только для нужд этой компании, принято называть Сеть Масштаба Предприятия или Корпоративная Сеть (Enterprise Network). Для автоматизации работы производственных предприятий часто используются системы на базе протоколов MAP/TOP:

MAP (Manufacturing Automation Protocol) — протокол для производственных предприятий, заводов (выполняется автоматизация работы конструкторских отделов и производственных, технологических цехов). МАР позволяет создать единую технологическую цепочку от конструктора, разработавшего деталь, до оборудования, на котором изготавливают эту деталь.

TOP (Technical and Office Protocol) — протокол автоматизации технического и административного учреждения.

МАР/ТОР — системы, полностью автоматизирующие работу производственного предприятия.

10.2. Принципы построения ЛВС

Основное назначение ЛВС — распределение ресурсов ЭВМ: программ, совместимости периферийных устройств, терминалов, памяти. Следовательно, ЛВС должна иметь надежную и быструю систему передачи данных, стоимость которой должна быть меньше по сравнению со стоимостью подключаемых рабочих станций. Иными словами, стоимость передаваемой единицы информации должна быть значительно ниже стоимости обработки информации в рабочих станциях. Исходя из этого, ЛВС, как система распределенных ресурсов, должна основываться на следующих принципах:

- единой передающей среды;

- единого метода управления;

- единых протоколов;

- гибкой модульной организации;

- информационной и программной совместимости.

На основе эталонной модели открытых систем вычислительная сеть предстает как распределенная вычислительная среда, включающая в себя большое число разнообразных аппаратных и программных средств. По вертикали данная среда представляется рядом логических уровней, на каждый из которых возложена одна из задач сети. По горизонтали информационно-вычислительная среда делится на локальные части (открытые системы), отвечающие требованиям и стандартам структуры открытых систем.

Часть открытой системы, выполняющая некоторую функцию и входящая в состав того или иного уровня, называется объектом.

Правила, по которым осуществляется взаимодействие объектов одного и того же уровня, называются протоколом (методика связи).

Протоколы определяют порядок обмена информацией между сетевыми объектами. Они позволяют взаимодействующим рабочим станциям посылать друг другу вызовы, интерпретировать данные, обрабатывать ошибочные ситуации и выполнять множество других различных функций. Суть протоколов заключается в регламентированных обменах точно специфицированными командами и ответами на них (например, назначение физического уровня связи — передача блоков данных между двумя устройствами, подключенными к одной физической среде).

Каждый уровень подразделяется на две части:

- спецификацию услуг;

- спецификацию протокола.

Спецификация услуг определяет, что делает уровень, а спецификация протокола — как он это делает. Причем каждый конкретный уровень может иметь более одного протокола.

Большое число уровней, используемых в модели, обеспечивает декомпозицию информационно-вычислительного процесса на простые составляющие. В свою очередь, увеличение числа уровней вызывает необходимость включения дополнительных связей в соответствии с дополнительными протоколами и интерфейсами. Интерфейсы (макрокоманды, программы) зависят от возможностей используемой ОС.

10.3. Семиуровневая модель ЛВС

ISO предложила семиуровневую модель, которой соответствует и программная структура ЛВС (рис. 19).

Рассмотрим функции, выполняемые каждым уровнем программного обеспечения ЛВС:

1. Физический — осуществляет как соединения с физическим каналом, так и расторжение, управление каналом, а также определяет скорость передачи данных и топологию сети.

2. Канальный — осуществляет обрамление передаваемых массивов информации вспомогательными символами и контроль передаваемых данных. В ЛВС передаваемая информация разбивается на несколько пакетов или кадров. Каждый пакет содержит адреса источника и места назначения, а также средства обнаружения ошибок.

3.Сетевой — определяет маршрут передачи информации между сетями (ПЭВМ), обеспечивает обработку ошибок, а также управление потоками данных.

Основная задача сетевого уровня — маршрутизация данных (передача данных между сетями). Специальные устройства — маршрутизаторы (Router) определяют для какой сети предназначено то или другое сообщение, и направляют эту посылку в заданную сеть. Для определения абонента внутри сети используется Адрес Узла (Node Address). Для определения пути передачи данных между сетями на маршрутизаторах строятся Таблицы Маршрутов (Routing Tables), содержащие последовательность передачи данных через маршрутизаторы. Каждый маршрут содержит адрес конечной сети, адрес следующего маршрутизатора и стоимость передачи данных по этому маршруту. При оценке стоимости могут учитываться количество промежуточных маршрутизаторов, время, необходимое на передачу данных, просто денежная стоимость передачи данных по линии связи.

На сетевом уровне возможно применение одной из двух процедур передачи пакетов:

датаграмм — т.е., когда часть сообщения или пакет независимо доставляется адресату по различным маршрутам, определяемым сложившейся динамикой в сети. При этом каждый пакет включает в себя полный заголовок с адресом получателя.



Рис. 19. Семиуровневая модель ЛВС

виртуальных соединений — когда установление маршрута передачи всего сообщения от отправителя до получателя осуществляется с помощью специального служебного пакета — запроса на соединение. В таком случае для этого пакета выбирается маршрут, который при положительном ответе получателя на соединение закрепляется для всего последующего трафика (потока сообщений в сети передачи данных) и получает номер соответствующего виртуального канала (соединения) для дальнейшего использования его другими пакетами того же сообщения. Пакеты, которые передаются по одному виртуальному каналу, не являются независимыми и поэтому включают сокращенный заголовок, включающий порядковый номер пакета, принадлежащий одному сообщению.

Недостатки: значительная по сравнению с датаграммой сложность в реализации, увеличение накладных расходов, вызванных установлением и разъединением сообщений.

Вывод: датаграммный режим предпочтительнее использовать для сетей сложной конфигурации, где значительное число ЭВМ в сети, иерархическая структура сети, надежность, достоверность передачи данных по каналам связи, длина пакета более 512 байт.

4. Транспортный — связывает нижние уровни (физический, канальный, сетевой) с верхними уровнями, которые реализуются программными средствами. Этот уровень как бы разделяет средства формирования данных в сети от средств их передачи. Здесь осуществляется разделение информации по определенной длине и уточняется адрес назначения. Транспортный уровень позволяет мультиплексировать передаваемые сообщения или соединения. Мультиплексирование сообщений позволяет передавать сообщения одновременно по нескольким линиям связи, а мультиплексирование соединений передает в одной посылке несколько сообщений для различных соединений.

5. Сеансовый — на данном уровне осуществляется управление сеансами связи между двумя взаимодействующими пользователями. Данный уровень определяет начало и окончание сеанса связи: нормальное или аварийное; определяет время, длительность и режим сеанса связи; определяет точки синхронизации для промежуточного контроля и восстановления при передаче данных; восстанавливает соединение после ошибок во время сеанса связи без потери данных.

6. Представительский — управляет представлением данных в необходимой для программы пользователя форме, осуществляет генерацию и интерпретацию взаимодействия процессов, кодирование/декодирование данных, в том числе компрессию и декомпрессию данных.

На рабочих станциях могут использоваться различные операционные системы: DOS, UNIX, OS/2. Каждая из них имеет свою файловую систему, свои форматы хранения и обработки данных. Задачей данного уровня является преобразование данных при передаче информации в формат, который используется в информационной системе. При приеме данных уровень представления данных выполняет обратное преобразование. Таким образом, появляется возможность организовать обмен данными между станциями, на которых используются различные операционные системы.

Форматы представления данных могут различаться по следующим признакам:

- порядок следования битов и размерность символа в битах;

- порядок следования байтов;

- представление и кодировка символов;

- структура и синтаксис файлов.

Компрессия или упаковка данных сокращает время передачи данных. Кодирование передаваемой информации обеспечивает защиту ее от перехвата.

7. Прикладной уровень. В его ведении находятся прикладные сетевые программы, обслуживающие файлы, а также на нём выполняются вычислительные, информационно-поисковые работы, логические преобразования информации, передача почтовых сообщений и т. п. Главная задача этого уровня —обеспечить удобный интерфейс для пользователя.

На разных уровнях обмен происходит различными единицами информации: биты, кадры, пакеты, сеансовые сообщения, пользовательские сообщения.

10.4. Протоколы в ЛВС

Организация ЛВС базируется на принципе многоуровневого управления процессами, включающими в себя иерархию протоколов и интерфейсов.

Протокол УФК определяет форму представления и порядок передачи данных через физический канал связи, фиксирует начало и конец кадра, который несет в себе данные, формирует и принимает сигнал со скоростью, присущей пропускной способности канала.

Второй уровень (канальный) можно разделить на два подуровня: управление доступом к каналу (УДК) и управление информационным каналом (УИК).

Протокол УДК устанавливает порядок передачи данных через канал, выборку данных.

Протокол УИК обеспечивает достоверность данных, т. е. формируются проверочные коды при передаче данных.

Во многих ЛВС отпадает необходимость в сетевом уровне. К нему прибегают при комплексировании нескольких ЛВС, содержащих моноканалы.

Протокол УП обеспечивает транспортный интерфейс, ликвидирующий различия между потребностями процессов в обмене данными и ограничениями информационного канала, организуемого нижними уровнями управления. Протоколы высоких уровней — УС, УПД, УПП — по своим функциям аналогичны соответствующим протоколам глобальных сетей, т. е. реализуется доступ терминалов к процессам, программ к удаленным файлам, передача файлов, удаленный ввод заданий, обмен графической информацией и др.

10.5. Организация взаимодействия устройств в сети

В зависимости от способа организации обработки данных и взаимодействия пользователей, который поддерживается конкретной сетевой операционной системой, выделяют два типа информационных систем:

- иерархические сети;

- сети клиент/сервер.

В иерархических сетях все задачи, связанные с хранением, обработкой данных, их представлением пользователям, выполняет центральный компьютер. Пользователь взаимодействует с центральным компьютером с помощью терминала. Операциями ввода/вывода информации на экран управляет центральный компьютер.

Достоинства иерархических систем:

- отработанная технология обеспечения отказоустойчивости, сохранности данных;

- надежная система защиты информации и обеспечения секретности.

Недостатки:

- высокая стоимость аппаратного и программного обеспечения, высокие эксплуатационные расходы;

- быстродействие и надежность сети зависят от центрального компьютера.

Примеры иерархических систем: SNA, IBM Corp., DNA, DEC.

В системах клиент/сервер обработка данных разделена между двумя объектами: клиентом и сервером. Клиент — это задача, рабочая станция, пользователь. Он может сформировать запрос для сервера: считать файл, осуществить поиск записи и т. п. Сервер — это устройство или компьютер, выполняющий обработку запроса. Он отвечает за хранение данных, организацию доступа к этим данным и передачу данных клиенту. В системах клиент/сервер нагрузка по обработке данных распределена между клиентом и сервером, поэтому требования к производительности компьютеров, используемых в качестве клиента и сервера, значительно ниже, чем в иерархических системах.

По организации взаимодействия принято выделять два типа систем, использующих метод клиент/сервер:

- равноправная сеть;

- сеть с выделенным сервером.

Равноправная сеть — это сеть, в которой нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций, нет единого устройства хранения данных. Операционная система такой сети распределена по всем рабочим станциям, поэтому каждая рабочая станция одновременно может выполнять функции как сервера, так и клиента. Пользователю в такой сети доступны все устройства (принтеры, жесткие диски и т. п.), подключенные к другим рабочим станциям.

Достоинства: низкая стоимость (используются все компьютеры, подключенные к сети, и умеренные цены на программное обеспечение для работы сети); высокая надежность (при выходе из строя одной рабочей станции доступ прекращается лишь к некоторой части информации).

Недостатки: работа сети эффективна только при количестве одновременно работающих станций не более 10; трудности в организации эффективного управления взаимодействием рабочих станций и обеспечении секретности информации; трудности обновления и изменения ПО рабочих станций.

Сеть с выделенным сервером — здесь один из компьютеров выполняет функции хранения данных общего пользования, организации взаимодействия между рабочими станциями, выполнения сервисных услуг — сервер сети. На таком компьютере выполняется операционная система, и все разделяемые устройства (жесткие диски, принтеры, модемы и т. п.) подключаются к нему; компьютер выполняет хранение данных, печать заданий, удаленную обработку заданий. Рабочие станции взаимодействуют через сервер, поэтому логическую организацию такой сети можно представить топологией «звезда», где центральное устройство — сервер.

Достоинства: выше скорость обработки данных (определяется быстродействием центрального компьютера, и на сервер устанавливается специальная сетевая операционная система, рассчитанная на обработку и выполнение запросов, поступивших одновременно от нескольких пользователей); обладает надежной системой защиты информации и обеспечения секретности; проще в управлении по сравнению с равноправными.

Недостатки: такая сеть дороже из-за отдельного компьютера под сервер; менее гибкая по сравнению с равноправной.

Сети с выделенным сервером являются более распространенными.

10.6. Методы передачи данных в сетях ЭВМ

При обмене данными между узлами используются три метода передачи данных:

-  симплексная (однонаправленная) передача (телевидение, радио);

-  полудуплексная (прием/передача информации осуществляется поочередно);

- дуплексная (двунаправленная), каждая станция одновременно передает и принимает данные.

Для передачи данных в информационных системах используются следующие методы последовательной передачи: асинхронная и синхронная.

Протоколы SDLC и HDLC основываются на синхронной бит-ориентированной передаче данных.

10.7. Средства коммутации в компьютерных сетях

ЛВС можно создавать с любым типом кабеля.

Витая пара. Самым дешевым является кабель «витая пара» со скрученной парой проводов, который используется в телефонии. Он может быть экранированным и неэкранированным. Экранированный кабель более устойчив к электромагнитным помехам. Однако на практике чаще используется неэкранированный кабель, который применяется для разводки телефонных линий, потому он дешевле экранированного. Наилучшим образом подходит для малых учреждений. Недостатками данного кабеля является высокий коэффициент затухания сигнала и высокая чувствительность к электромагнитным помехам, поэтому максимальное расстояние между активными устройствами в ЛВС при использовании витой пары до 1000 метров при скорости передачи 1 Мбит/с.

Коаксиальный кабель. Этот кабель может использоваться в двух различных системах передачи данных: без модуляции сигнала и с модуляцией. В первом случае цифровой сигнал используется в таком виде, в каком он поступает из ПК, и сразу же передается по кабелю на приемную станцию. Он имеет один канал передачи со скоростью до 10 Мбит/сек и максимальный радиус действия 4000 м. Во втором случае цифровой сигнал превращают в аналоговый и направляют на приемную станцию, где он снова превращается в цифровой. Операция превращения сигнала выполняется модемом (модулятор/демодулятор); каждая станция должна иметь свой модем. Этот способ передачи является многоканальным (обеспечивает передачу по десяткам каналов, используя для этого всего лишь один кабель). Таким способом можно передавать звуки, видеосигналы, данные. Длина кабеля может достигать до 50 км.

Передача сигнала с модуляцией более дорогостоящая, чем без модуляции, поэтому наиболее эффективно его использование при передаче данных между крупными предприятиями.

Коаксиальный кабель имеет среднюю цену, хорошо защищен от помех.

Широкополосный коаксиальный кабель. Широкополосный коаксиальный кабель невосприимчив к помехам, легко наращивается, но цена его высокая. Скорость передачи информации равна 500 Мбит/с. При передаче информации в базисной полосе частот на расстояние более 1,5 км требуется усилитель, или так называемый репитер (англ. repeater — повторитель). Поэтому суммарное расстояние при передаче информации увеличивается до 10 км. Для вычислительных сетей с топологией типа «шина» или «дерево» коаксиальный кабель должен иметь на конце согласующий резистор (терминатор).

Ethernet-кабель. Ethernet-кабель также является коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. Его называют еще толстый Ethernet (англ. thick) или желтый кабель (англ. yellow cable). Он использует 15-контактное стандартное включение. Вследствие помехозащищенности является дорогой альтернативой обычным коаксиальным кабелям. Средняя скорость передачи данных 10 Мбит/с. Максимально доступное расстояние сети Ethernet — около 3000 м. Ethernet-кабель, благодаря своей магистральной топологии, использует в конце лишь один нагрузочный резистор.

Cheapernet-кабель. Более дешевым, чем Ethernet-кабель, является соединение Cheapernet-кабель (RG-58) или, как его часто называют, тонкий (англ. thin) Ethernet. Это 50-омный коаксиальный кабель со скоростью передачи информации в 10 Мбит/с. Вычислительные сети с Cheapernet-кабелем имеют небольшую стоимость и минимальные затраты при наращивании. Дополнительное экранирование не требуется.

Оптоволоконный кабель является новейшей технологией, используемой в ЛВС. Носителем информации является световой луч, который моделируется сетью и принимает форму сигнала. Такая система обеспечивает секретность передаваемой информации, устойчива к внешним электрическим помехам, и, таким образом, возможна очень быстрая и безошибочная передача данных (до 2 Гбит/с). Количество каналов в таких кабелях огромно. Передача данных выполняется только в симплексном режиме, поэтому для организации обмена данными устройства необходимо соединять двумя оптическими волокнами (на практике оптоволоконный кабель всегда имеет четное, парное количество волокон). К недостаткам можно отнести большую стоимость, а также сложность подсоединения.

Вне зависимости от используемого кабеля для каждой рабочей станции необходимо иметь сетевой адаптер.

Сетевой адаптер – это плата, которая вставляется в материнскую плату компьютера. Она имеет два разъема для подключения к сетевому кабелю.

Беспроводные сети. Радиоволны в микроволновом диапазоне используются в качестве передающей среды в Беспроводных Локальных Сетях (БЛС) либо между мостами или шлюзами для связи между ЛВС. В первом случае максимальное расстояние между станциями составляет 200—300 м, во втором — это расстояние прямой видимости. Скорость передачи данных — до 2 Мбит/с.

Беспроводные ЛС считаются перспективным направлением развития ЛС. Их преимущество — простота и мобильность. Исчезают проблемы, связанные с прокладкой и монтажом кабельных соединений. Достаточно установить интерфейсные платы на рабочие станции, и сеть готова к работе. Сдерживающим фактором широкого развития БЛС является отсутствие стандарта для таких сетей. Существующие БЛС, выполненные различными фирмами, как правило, полностью несовместимы между собой.

Вопросы для самоконтроля

1. В чем преимущества использования локальных компьютерных сетей?

2. Что такое LAN, MAN ,WAN?

3. Назовите принципы построения ЛВС.

4. Охарактеризуйте уровни программного обеспечения ЛВС.

5. Какие протоколы используются в ЛВС?

6. Достоинства и недостатки иерархических сетей.

7. Какие средства коммутации используются в ЛВС?

8. Укажите достоинства и недостатки равноправной сети.

9. Достоинства и недостатки сети с выделенным сервером.

10. Какие методы передачи данных используются в ЛВС?

11. СЕТЕВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ. ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ В СЕТЯХ

Коммутационная сеть включает в себя множество серверов и ЭВМ, соединенных физическими (магистральными) каналами связи, использующими телефонные, коаксиальные кабели, спутниковые каналы связи. Вычислительные сети по способу передачи информации подразделяются на сети коммутации каналов, сети коммутации сообщений, сети коммутации пакетов и интегральные сети. Каждый из этих методов имеет свои плюсы и минусы.

Обычные локальные сети (Ethernet, Token Ring) не проверяют доступность устройства назначения, а просто посылают туда пакет с информацией. Пакет должен иметь адрес назначения, который проверяется сетевыми устройствами на соответствие со своим собственным адресом.

11.1. Сетевая технология Ethernet

 Данные, передаваемые в сети Ethernet, разбиты на кадры. Практически каждой сетевой технологии (независимо от её уровня) соответствует единица передачи данных: Ethernet — кадр, АТМ — ячейка, IP — дейтаграмма и т. д.

Независимо от реализации физической среды, все сети Ethernet должны удовлетворять двум ограничениям, связанным с методом доступа:

превышать 2500 м,

В сетях Ethernet используется метод доступа к среде передачи данных, называемый методом коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий (carrier-sense-multiply-access with collision detection, CSMA/CD).

Этот метод используется исключительно в сетях с общей шиной, к которым относятся и радиосети, породившие этот метод. Все компьютеры такой сети имеют непосредственный доступ к общей шине, поэтому она может быть использована для передачи данных между любыми двумя узлами сети. Простота схемы подключения — это один из факторов, определивших успех стандарта Ethernet.

Все данные, передаваемые по сети, помещаются в кадры определенной структуры и снабжаются уникальным адресом станции назначения. Затем кадр передается по кабелю. Все станции, подключенные к кабелю, могут распознать факт передачи кадра, и та станция, которая узнает собственный адрес в заголовках кадра, записывает его содержимое в свой внутренний буфер, обрабатывает полученные данные и посылает по кабелю кадр-ответ. Адрес станции-источника также включен в исходный кадр, поэтому станция-получатель знает, кому нужно послать ответ.

При описанном подходе возможна ситуация, когда две станции одновременно пытаются передать кадр данных по общему кабелю. Для уменьшения вероятности этой ситуации непосредственно перед отправкой кадра передающая станция слушает кабель (то есть принимает и анализирует возникающие на нем электрические сигналы), чтобы обнаружить, не передается ли уже по кабелю кадр данных от другой станции. Если опознается несущая (carrier-sense, CS), то станция откладывает передачу своего кадра до окончания чужой передачи и только потом пытается вновь его передать. Но даже при таком алгоритме две станции одновременно могут решить, что по шине в данный момент времени нет передачи, и начать одновременно передавать свои кадры. Говорят, что при этом происходит коллизия, так как содержимое обоих кадров сталкивается на общем кабеле, что приводит к искажению информации.

Чтобы корректно обработать коллизию, все станции одновременно наблюдают за возникающими на кабеле сигналами. Если передаваемые и наблюдаемые сигналы отличаются, то фиксируется обнаружение коллизии (collision detection, CD). Для увеличения вероятности немедленного обнаружения коллизии всеми станциями сети ситуация коллизии усиливается посылкой в сеть станциями, начавшими передачу своих кадров, специальной последовательности битов, называемой jam-последовательностью.

После обнаружения коллизии передающая станция обязана прекратить передачу и ожидать в течение короткого случайного интервала времени, а затем может снова сделать попытку передачи кадра.

11.2. Сетевые технологии Fast Ethernet и Gigabit Ethernet

В 1995 году комитет IEEE принял спецификацию Fast Ethernet в качестве стандарта, и сетевой мир получил технологию увеличенной пропускной способности на нижнем уровне сети. В то же время Fast Ethernet очень легко внедрялась в существующие сети Ethernet, которые и сегодня дают миру около 80% всех сетевых соединений.

Легкость внедрения Fast Ethernet объясняется следующими факторами:

Отличия Fast Ethernet от Ethernet сосредоточены в основном на физическом уровне. Разработчики стандарта Fast Ethernet учли тенденции развития структурированных кабельных систем и реализовали физический уровень для всех популярных типов кабелей, входящих в стандарты на структурированные кабельные системы (такие, как EIA/TIA 568A) и реально выпускаемые кабельные системы.

Основными достоинствами технологии Fast Ethernet являются:

Достоинством сетей коммутации каналов является простота реализации (прямое соединение), а недостатком — низкий коэффициент использования каналов, высокая стоимость передачи данных, повышенное время ожидания других пользователей.

При коммутации сообщений передача данных (сообщения) осуществляется после освобождения канала, пока оно не дойдет до адресата. Каждый сервер производит прием, проверку, сборку, маршрутизацию и передачу сообщения. Недостатком данного способа является низкая скорость передачи информации, невозможность ведения диалога между пользователями. К достоинствам можно отнести уменьшение стоимости передачи, ускорение передачи.

Пакетная коммутация подразумевает обмен небольшими пакетами (часть сообщения) фиксированной структуры, которые не дают возможности образования очередей в узлах коммутации. Достоинства: быстрое соединение, надежность, эффективность использования сети. При данном методе проблема передачи пакета решается способом фиксированной маршрутизации. Она предполагает наличие таблицы маршрутов, где закреплен маршрут от одного пользователя к другому. Сети, осуществляющие коммутацию каналов, сообщений и пакетов, называются интегрированными.

Достаточно быстро после появления на рынке продуктов Fast Ethernet сетевые интеграторы и администраторы почувствовали определенные ограничения при построении корпоративных сетей на базе этих двух технологий. Во многих случаях серверы, подключенные по 100-Мегабитному каналу, перегружали магистрали сетей, работающие также на скорости 100 Мб/c, — магистрали FDDI и Fast Ethernet. Ощущалась потребность в следующем уровне иерархии скоростей. В 1995 году более высокий уровень скорости могли предоставить только коммутаторы АТМ. Поэтому логичным выглядел следующий шаг — выработка стандарта Ethernet с еще более высокой битовой скоростью.

Основная идея разработчиков стандарта Gigabit Ethernet состояла в максимальном сохранении идей классической технологии Ethernet при достижении битовой скорости в 1000 Мб/с. Gigabit Ethernet не поддерживает на уровне протокола:

По-прежнему используется полудуплексная версия протокола, поддерживающая метод доступа CSMA/CD, и полнодуплексная версия, работающая с коммутаторами.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации