Реферат Информатика как наука и отрасль

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 27.12.2024

Информатика как наука и отрасль

Информатика как наука и отрасль в индустрии.

Термин “информация” происходит от латинского “informatio”, что означает разъяснение, осведомление, изложение. С рационалистических позиций информация есть отражение реального мира с помощью сообщений. Сообщение — это форма представления каких-либо сведений в виде речи, текста, изображения, цифровых данных, графиков, таблиц и т. п. В широком смысле информация — это общенаучное понятие, включающее в себя обмен сведениями между людьми, обмен сигналами между живой и неживой природой, людьми и устройствами. Информация — сведения об окружающем мире, которые повышают уровень осведомленности человека. Информатика рассматривает информацию как совокупность концептуально связанных между собой сведений, уменьшающих меру неопределенности знаний об окружающем мире. Наряду с понятием “информация” в информатике часто употребляется понятие “данные”.

Данные — это результаты наблюдений над объектами и явлениями, которые по каким-то причинам не используются, а только хранятся. Как только данные начинают использовать в каких-либо практических целях, они превращаются в информацию. Исходя из этого, можно определить информацию как “используемые данные”. Рассмотрим пример. Предположим, у вас дома постоянно работает радио. Обратите внимание на то, как вы воспринимаете передаваемые по нему сведения. Далеко не все служит для вас информацией. Это зависит от вашего интереса к тому или иному сообщению. Только в том случае, когда некое сообщение принесло вам что-то новое, можно говорить о получении информации. В остальных случаях сообщение сводится к простому набору данных. Информация несет человеку новые знания об объектах, процессах, явлениях. Процесс обработки информации очень сложен и зависит от множества факторов как объективного, так и субъективного характера.

Информационный процесс - процесс, в результате которого осуществляется прием, передача (обмен), преобразование и использования информации. С помощью органов чувств люди воспринимают информацию, осмысливают ее и на основании своего опыта, имеющихся знаний, интуиции принимают определенные решения. Эти решения воплощаются в реальные действия, которые в разной степени преобразуют окружающий мир. Информационные процессы протекают не только в человеческом обществе, но и в растительном мире.

Обеспечить должный уровень информационной культуры призвана в первую очередь такая дисциплина, как информатика. Ведь в ее компетенцию изначально входят: компьютерные информационные технологии, информационные системы, современные средства и методы обработки информации, системы искусственного интеллекта, компьютерные коммуникации.

НАЗНАЧЕНИЕ ИНФОРМАТИКИ Последняя информационная революция привела к появлению множества новых областей теории и практики, которые связаны с изучением и производством технических средств, методов, технологий, обеспечивающих прирост новых знаний. Одной из таких областей знаний является информатика. Понятие “информатика” возникло в 60-х годах во Франции для обозначения области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин (ЭВМ). Французский термин Informatique (информатика) образован путем слияния начала слова information (информация) и конца слова automatique (автоматика) и означает “информационная автоматика” или “автоматизированная переработка информации”. В англоязычных странах этому термину соответствует синоним Computer Science (наука о компьютерной технике). Выделение информатики как самостоятельной сферы человеческой деятельности связано, в первую очередь, с развитием компьютерной техники. Термин “информатика” начинает выступать в обновленном виде и служит не только для отражения успехов компьютерной техники, но связывается уже с глобальными процессами передачи и обработки информации. В нашей стране подобная трактовка термина “информатика” утвердилась с момента принятия соответствующего решения в 1983 году на сессии годичного собрания Академии наук СССР об организации нового отделения информатики, вычислительной техники и автоматизации. Информатика трактовалась как “...комплексная научная и инженерная дисциплина, изучающая все аспекты разработки, проектирования, создания, оценки, функционирования основанных на ЭВМ систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики”. В таком понимании информатика нацелена на разработку общих методологических принципов построения информационных моделей. Поэтому методы информатики применимы всюду, где существует возможность описания объекта, явления, процесса и т. п. с помощью информационных моделей. Существует множество определений информатики, что связано с многогранностью ее функций, возможностей, средств и методов. Обобщая существующие определения этого термина, предлагаем такую трактовку: Информатика — область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования и использования информации с помощью компьютера. Главная функция информатики заключается в разработке методов и средств преобразования информации. Исходя из этого, задачи информатики состоят в следующем:

• исследование информационных процессов любой природы;

• разработка новейшей информационной технологии на базе компьютеров и компьютерных сетей;

• решение научных и инженерных проблем создания и внедрения аппаратно-программного обеспечения компьютеров. Круг проблем, рассматриваемых информатикой, настолько широк, что помимо сугубо специальных тем, касающихся исключительно компьютерной техники, приходится вникать в проблемы других областей знаний, таких как физика, химия, биология, литература. Это обусловлено тем, что информатика представляет совершенно особую отрасль знаний, которая интегрирует (объединяет) все остальные. Благодаря ожидаемому внедрению информационных систем и технологий в различные сферы деятельности, можно представить область информатики как некую среду существования прочих дисциплин. Информатика должна стать дисциплиной совершенно иного уровня и качества, нежели все существующие ныне. Она будет обобщать знания, полученные по другим предметам, учить новому системному осмыслению происходящих в мире процессов и явлений.

Современная информационная технология

Довольно широко термин технология трактуется в Большой Советской Энциклопедии: “Технология … совокупность приемов и способов получения, обработки или переработки сырья, материалов, полуфабрикатов или изделий, осуществляемых в различных отраслях промышленности, строительстве и т.д. … научная дисциплина, разрабатывающая такие приемы и способы … сами операции добычи, обработки, переработки, хранения, которые являются основной составной частью производственного процесса … описание производственных процессов, инструкции по их выполнению, технологические правила, требования, карты, графики и др. …”

Более узкую и несколько иную по содержанию трактовку дают авторы политехнического словаря: “Технология … совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материала или полуфабриката, применяемых в процессе производства, для получения готовой продукции … наука о способах воздействия на сырье, материалы и полупродукты соответствующими орудиями производства”.

Сравнивая данные формулировки предмета технологии, можно говорить о различных принципах подхода к обобщающим определениям. В БСЭ технология понимается довольно широко и делится на объективную (действующую, функционирующую в различных отраслях народного хозяйства) и субъективную (научную).

В политехническом словаре научная сторона технологии сужается до момента взаимодействия определенных орудий труда с предметами труда, т.е. до производственных операций. А это значит, что субъективная сторона технологии сводится к объективной, функционирующей, и по существу научная сторона технологии не признается. В данном случае имеется в виду “совокупность методов … изготовления … продукции”, “способы воздействия на сырье … соответствующими орудиями производства” или совокупность процессов и сами процессы, составляющие действующую, практическую технологию, но вовсе не научную, абстрактную сторону этих процессов, которая не включает конкретных орудий труда или человека.

Такая позиция приводит к неверному толкованию обобщающих понятий научной и теоретической технологий, к замене их техническими науками и, в конечном итоге, к метафизике, техницизму.

При анализе практической технологии ее нельзя оторвать от техники и средств труда. Из этого следует, что современная технология неоднозначна по своей сути и имеет несколько аспектов. Важнейшие из них – объективный и субъективный. Последний, в свою очередь, имеет научную и теоретическую сторону.

Таким образом, мы сталкиваемся с проблемой объективного и субъективного в технологии, то есть с практической и теоретической технологиями. Именно в этом скрыта причина различного толкования терминов.

Подлинная информационная революция связана, прежде всего, с созданием электронно-вычислительных машин в конце 40-х годов, и с этого же времени исчисляется эра развития информационной технологии, материальное ядро которой образует микроэлектроника. Микроэлектроника формирует элементную базу всех современных средств приема, передачи и обработки информации, систем управления и связи. Сама микроэлектроника возникла первоначально именно как технология: в едином кристаллическом устройстве оказалось возможным сформировать все основные элементы электронных схем.

Важным свойством информационной технологии является то, что для нее информация является не только продуктом, но и исходным сырьем. Более того, электронное моделирование реального мира, осуществляемое в компьютерах, требует обработки неизмеримо большего объема информации, чем содержит конечный результат.

Электронное моделирование становится неотъемлемой частью интеллектуальной деятельности человечества. Сопоставление “электронного мозга” с человеческим привело к идее создания нейрокомпьютеров - ЭВМ, которые могут обучаться. Нейрокомпьютер поступает так же, как человек, т.е. многократно просматривает информацию, делает множество ошибок учится на них, исправляет их и, наконец, успешно справляется с задачей. Нейрокомпьютеры применяются для распознавания образов, восприятия человеческой речи, рукописного текста и т.д.

Особая роль отводится всему комплексу информационной технологии и техники в структурной перестройке экономики в сторону наукоемкости. Объясняется это двумя причинами. Во-первых, все входящие в этот комплекс отрасли сами по себе наукоемки (фактор научно-теоретического знания приобретает все более решающее значение). Во-вторых, информационная технология является своего рода преобразователем всех других отраслей хозяйства, как производственных, так и непроизводственных, основным средством их автоматизации, качественного изменения продукции и, как следствие, перевода частично или полностью в категорию наукоемких.

Связан с этим и трудосберегающий характер информационной технологии, реализующийся, в частности, в управлении многих видов работ и технологических операций. Информационная технология сама создает средства для своей эволюции. Формирование саморазвивающейся системы - важнейший итог, достигнутый в сфере информационной технологии.

Технология - это средство создания искусственного мира. Следовательно, она оказывает определенное экологическое давление на естественную среду. Опасным это давление становится тогда, когда его интенсивность превышает регенеративный потенциал природы. Главная опасность технологического давления на естественную среду - сужение многообразия форм жизни, что в эволюционной перспективе снижает выживаемость биосферы в целом. Корни этой проблемы носят информационно-генетический характер, и ее решение должно быть достигнуто на основе слияния информационной и генетической ветвей технологии. Один из путей решения данной проблемы это формирование информационной инфраструктуры техносферы, которая позволит повысить эффективность технологических производств и их развития почти до теоретических пределов и снизить степень эволюционного риска технологии. Можно сказать, что в целом информатизация общества повышает степень биосферосовместимости.

Таким образом, важнейшее значение информационной технологии состоит в том, что она открывает пути научно-технического прогресса без дальнейшей массово-энергетической экспансии, что должно способствовать поддержанию экологического равновесия биосферы.

Ноосфера представляется здесь в качестве естественного этапа развития биосферы, важнейшим элементом которой является человек с его интеллектом, вооруженный новейшими технологиями, среди которых фундаментальное значение приобретает информационная технология.

Информационное моделирование и информационные модели.

Итак, современный компьютер не мыслит и способен действовать только по формальным схемам, заготовленным для него человеком. Поэтому, чтобы привлечь компьютер к исследованию объекта, процесса, явления или к “рутинной” обработке информации, прежде всего надо четко поставить задачу (разработать модель), определить исходные данные, форму представления результатов. Далее необходимо создать алгоритм решения задачи и программу, которая будет понята компьютером. Возникает классическая для информатики триада: модель—алгоритм— программа. Во многих случаях этапы моделирования и алгоритмизации неотделимы друг от друга.

Модель — это некоторое упрощенное подобие реального объекта.

Всякая модель воспроизводит только те свойства оригинала, которые понадобятся человеку при его использовании. Например, манекен нужен для того, чтобы на него можно было надеть одежду для рекламы или для удобства работы портного, но способности ходить или разговаривать от него не требуется. Поэтому манекен должен воспроизводить лишь форму и размер человеческого тела. Выше перечислены примеры только материальных моделей. Но модели бывают еще и информационными. Нетрудно понять, что для информатики именно они и представляют наибольший интерес. Если материальная модель объекта — это его физическое подобие, то информационная модель объекта — это его описание.

Метод описания может быть разным: словесным, математическим, графическим и др. Например, чертеж автомобиля является его графическим описанием, а, стало быть, информационной моделью. Всякую реальность невозможно описать исчерпывающим образом во всех деталях. Поэтому любая информационная модель содержит лишь существенные сведения об объекте с учетом той цели, для которой она создается. Построению информационной модели предшествует системный анализ, задача которого: выделить существенные части и свойства объекта, связи между ними.

Информационные модели одного и того же объекта, предназначенные для разных целей, могут быть совершенно разными.

Например, в личной карточке работника предприятия, которая хранится в отделе кадров, о нем имеются следующие сведения: фамилия, имя, отчество, пол, год рождения, место рождения, национальность, адрес проживания, образование, семейное положение. А в медицинскую карточку того же самого человека занесены следующие данные о нем: фамилия, имя, отчество, пол, год рождения, группа крови, вес, рост, хронические заболевания. В обществе охотников, членом которого является этот человек, о нем хранится другой набор сведений. Разное назначение — разные информационные модели.

Формализация—алгоритмизация задачи с использованием общих закономерностей, конкретных особенностей поставленной задачи и процесс ее программирования.

Моделью можно считать физическую установку, имитирующую какую-либо другую установку или процесс, юридический кодекс (уголовный, гражданский и т. д.), моделирующий правовые отношения в обществе, сборник должностных инструкций фирмы и т. п. Даже картину художника или театральный спектакль в определенном смысле можно считать моделью, обобщающей ту или иную сторону духовного мира человека. В информатике рассматривают частные (но наиболее распространенные) случаи моделирования, и определение модели можно уточнить следующим образом.

Модель — это формализованное описание объекта, системы объектов, процесса или явления, выраженное математическими соотношениями, набором чисел и (или) текстов, графиками, таблицами, словесными формулами и т. п.

Процесс создания (а иногда и исследования) модели называют моделированием. Модели широко используются в научных исследованиях (с целью приобретения новых знаний об окружающем мире), в технике и практической деятельности людей. Никакая модель не может с абсолютной точностью воспроизвести все свойства и поведение своего прототипа, и поэтому получаемые на основе модели числовые или иные результаты соответствуют реальности лишь приближенно, с определенной степенью точности. Иногда точность модели можно выразить в каких-то единицах (например, в процентах), иногда приходится ограничиваться “качественными” оценками или просто здравым смыслом. Например, математические модели физических процессов, основанные на законах Ньютона, применимы лишь в определенном диапазоне плотностей, скоростей, температур. В земных условиях эти модели вполне удовлетворяют нас, однако многие процессы во Вселенной (для которых характерны чудовищные плотности, скорости, температуры) нельзя ни понять, ни описать на основе законов Ньютона. В этих условиях необходимо использовать другие, более точные модели физических процессов, — например, специальную и общую теорию относительности Эйнштейна (хотя существуют и другие теории). Точность моделей Ньютона и Эйнштейна поддается строгому измерению на основе непосредственных наблюдений и экспериментов. Приведем пример из повседневной практики. Совокупность должностных инструкций, руководств и правил любой авиакомпании есть не что иное, как своеобразная модель оперативной деятельности данной компании.

Цель модели — обеспечить наивысший уровень обслуживания пассажиров, с учетом интересов самой компании и ее служащих. В условиях конкуренции от “качества” этой модели зависит прибыль компании, однако и в этом случае никогда не удается создать абсолютно точную модель: слишком много возникает в жизни ситуаций, которые невозможно учесть в инструкциях. Приближенность такой модели выражается в том, что попытка строго, без отступлений, следовать всем инструкциям (это называется “итальянской забастовкой”) приводит к параличу деятельности авиакомпании. Иными словами, эта модель не может функционировать без поправок на реальность. Создавая модель, человек прежде всего старается отобрать наиболее важные, существенные для объекта моделирования черты и свойства, пренебрегая при этом теми характеристиками объекта, которые не оказывают заметного влияния на поведение объекта в рамках поставленной задачи. Например, в геометрических моделях пространственных отношений пренебрегают площадью поверхности точки и толщиной прямой (кривой) линии, хотя в природе не существует точек с нулевой поверхностью и прямых без толщины. Точно так же при изучении многих физических процессов пренебрегают конечными размерами молекул, отражением “абсолютно черного тела” и т.п.

В зависимости от поставленной задачи, один и тот же объект (процесс, явление) можно описать разными моделями (иногда — даже в рамках одного и того же типа модели). Например, при описании баз данных, различают концептуальную, логическую, физическую модели данных. Далеко не всегда созданные исследователем модели хорошо описывают реальность: бывают грубые, плохие и никуда не годные модели. Иногда изучаемый объект крайне сложен, — например, человеческий мозг, мышление человека; иногда объект и сложен, и недоступен для наблюдения (например, Вселенная с ее экстремальными условиями, которые невозможно воспроизвести в лаборатории). Однако бывают и вообще ложные модели, создатели которых, пользуясь для прикрытия “ученой” математикой, выдумывают всевозможные “формулы” предсказаний будущего, истолкования исторических процессов и т. п. В зависимости от поставленной задачи, способа создания модели и предметной области различают множество типов моделей. Существуют общепринятые и широко используемые типы: математическая (в первую очередь), физическая, информационная, численная; однако часто встречаются и модели специальных типов: эвристическая, логическая, концептуальная, сетевая, реляционная и т. д. В технике и быту термином “модель” обозначают некий эталон, образец, например: модель автомобиля или утюга, фотомодель, модель художника и т. д. Таким образом, из сказанного следует, что создание, исследование и использование моделей имеет универсальный характер и не является “привилегией” фундаментальной информатики и тем более информационных технологий.

Компьютерная технология играет решающую роль в численном исследовании различных математических моделей, которые разрабатываются, например, в атомной и ядерной физике, в гидродинамике атмосферы и океана, в обороне, при освоении космоса и т. д. Многие из таких моделей настолько сложны, что ручные вычисления по ним заняли бы сотни, тысячи и даже миллионы лет математическая; (даже при большом количестве расчетчиков).

Математической моделью называют систему математических соотношений, описывающих процесс или явление, а операции по составлению и изучению таких моделей называют математическим моделированием.

Например, второй закон Ньютона можно изложить словами, а можно описать математической моделью: F = та (это модель равноускоренного прямолинейного движения). Математические модели широко применяются не только в физике и технике, но и в других областях: в социологии, экономике, биологии, географии, экологии и др. Например, в Вычислительном центре Академии наук под руководством академика Н.Н.Моисеева была разработана математическая модель возможных последствий ядерной войны на планете Земля. На основании этой модели, с использованием мощных компьютеров, были проведены численные эксперименты, которые показали, как наивны надежды некоторых людей пережить возможную катастрофу. Этими экспериментами впервые доказано, что людей погубит не ударная волна, не световое излучение и радиация (от которых можно как-то защититься). Людей погубит... мороз, “ядерная зима”, которая наступит на многие годы в результате подъема в атмосферу огромных облаков сажи и пепла от взрывов и пожаров. Эта сажа будет задерживать солнечные лучи, и температура на Земле резко понизится.

Эту модель следует называть именно математической, хотя она и описывает физический процесс. Существует термин “физическая модель”, которым обозначают прибор или установку, имитирующие тот или иной физический процесс.

Информационные модели. В информатике и компьютерной технологии широко используются так называемые информационные. модели объектов, процессов, явлений. Что такое информационная модель? В целом это очень широкое понятие. Трудно дать общее, строгое и в то же время понятное определение информационной модели. Иногда информационной моделью называют просто набор неких величин, которые содержат необходимую нам информацию об объекте, системе объектов, процессе или явлении. Под это определение попадает очень широкий класс информационных моделей (например, модель города, исторической эпохи, транспортной сети и т. д.). Фундаментальные понятия этих моделей: объект (нечто, информационная; существующее и различимое; например, видеокассета), атрибут (свойство, характеристика объекта; например, название фильма), значение атрибута (например, “Новые Центурионы”).

Информационной моделью объекта или набора объектов -совокупность атрибутов (характеристик) данного объекта (объектов) вместе с числовыми или иными значениями этих атрибутов.

Алгоритмизация и программирование – основа современной информационной технологии

Алгоритм — это конечная последовательность однозначных предписаний, исполнение которых позволяет с помощью конечного числа шагов получить решение задачи, однозначно определяемое исходными данными.

Термин “алгоритм” — транскрипция имени великого узбекского математика Мухаммеда аль-Хорезми (Мухаммеда из Хорезма, области в нынешней республике Узбекистан). Мухаммед аль-Хорезми еще в IX веке разработал правила выполнения четырех действий арифметики. Многие годы понятие “алгоритм” использовалось математиками для описания правил решения математических задач. Например, существуют алгоритм вычисления квадратного корня положительного числа, алгоритм нахождения наибольшего общего делителя двух чисел и многие другие. Однако не следует считать алгоритм чисто математическим понятием. Каждый из нас с раннего детства, даже не замечая этого, ежедневно решает задачи, для описания которых используется тот или иной алгоритм, сформулированный в виде конечной последовательности однозначных предписаний.

Входя в кабину телефона-автомата, вы видите на стене четкий алгоритм, однозначно описывающий ваши действия, цель которых — разговор с другом: снять трубку, опустить монету, набрать номер и т. д. Носителями алгоритмов являются фоторецептурные справочники, инструкции по использованию бытовой аппаратуры (от утюга до видеомагнитофона), медицинские рекомендации и описания гимнастических упражнений, даже банки и упаковки с продуктами (например, приготовленная чашка кофе — результат исполнения алгоритма). Каждый алгоритм создается конкретным автором (человеком или группой людей) в результате обобщения прошлого опыта или технологических разработок и рассчитан на конкретного исполнителя. Алгоритмы “бытовой сферы” (иногда их называют интуитивными) всегда предполагают определенный уровень предварительной подготовки исполнителя и потому излагаются приблизительно, без перечисления ряда промежуточных операций, способ выполнения которых (тоже алгоритм!) избирается самим исполнителем.

Автор кулинарного рецепта предполагает, что хозяйка умеет включать и выключать газовую или электрическую плиту, регулировать нагрев; в инструкции по применению водоэмульсионной краски не описывается техника вскрытия банки (взять консервный нож или поддеть крышку тупым предметом...) и т. д.

Не только в быту, но и в технике, и даже в математике многие алгоритмы формулируются неточно, приблизительно. Например, цель математика — описать последовательность операций в общей и абстрактной форме: математический алгоритм не рассматривает способы подготовки и контроля исходных данных, форматы представления результатов, действия при особых ситуациях (например, если делитель слишком мал или множитель слитком велик). При подготовке алгоритмов, исполнителем которых является компьютер, приходится учитывать, что уровень его предварительной подготовки близок к нулю, что самый “умный” компьютер “глупее” шестилетней девочки. Процесс подготовки задания для компьютера можно разделить на два общих этапа:

создание укрупненного алгоритма (требования к исходным данным и результатам, постановка задачи, описание точной схемы решения с указанием всех особых ситуаций);
изложение укрупненного алгоритма на языке, понятном машине, — иначе, составление программы задания (задачи).

При таком подходе необходимо:

создать строгую систему условных обозначений для записи команд в понятной для человека форме (язык программирования);
создать программу-посредника, которая переводила бы такие команды на язык, понятный машине.

Программа—набор инструкций на машинном языке, хранящийся в виде файла на диске, который можно загрузить в РС для выполнения.

Раньше программы приходилось писать в машинных кодах. Сейчас существует множество языков программирования. Hа языке программирования можно писать множество программ, пользуясь единственной программой-переводчиком. “Грамматические” правила языка программирования формулируются предельно четко и не допускают вольного расположения отдельных элементов команды и знаков препинания (иначе программа-посредник “не поймет” ваши указания). Каждая команда имеет строго определенный синтаксис (правила записи). Например, если установлено, что условие “если” надо писать по-английски (if) нельзя ставить запятую, то всякая иная запись такой команды будет воспринята программой-посредником как ошибка. Команды на языке программирования часто называют операторами или инструкциями. Последовательность таких команд, реализующих тот или иной алгоритм, называют программой на исходном языке или просто исходным текстом. Это напоминает нам, что, кроме исходного текста, конкретная программа может иметь еще и машинный код, который непосредственно исполняется на машине. Существует два типа программ-посредников, работающих с исходными текстами. Программа-компилятор (от слова compile — составлять, собирать) переводит исходный текст в машинный код и записывает его на диск в форме исполняемого (загрузочного) файла. После этого программа выполняется независимо от исходного текста. Раньше программы-компиляторы называли просто и точно — трансляторами (переводчиками). Программа-интерпретатор всегда работает совместно с исходным текстом.

Она разбирает каждую инструкцию исходного текста (интерпретирует ее) и немедленно исполняет (т. е. файл на машинном языке не создается). Программа в режиме интерпретации работает гораздо медленнее, чем такая же программа в машинном коде. Это связано с тем, что каждую инструкцию приходится разбирать во время выполнения (а не заранее, как при компиляции). Многие инструкции в программе выполняются многократно, — и при каждом выполнении интерпретируются заново. Поэтому всюду, где возможно, стремятся заменить режим интерпретации режимом компиляции. Правда, интерпретация имеет и свои преимущества: с ее помощью проще отлаживать программу. Иногда пользуются режимом “псевдокомпиляции”: ускоряют интерпретацию за счет предварительного запоминания тех или иных элементов разобранных команд в памяти машины. В наше время машинные коды не используются, и каждая программа для компьютера составляется на том или ином языке программирования. Существует очень много языков, однако все они, как правило, содержат средства описания данных, арифметические операторы (подобные с = а+Ь), средства управления и организации циклов (подобные if), средства ввода и вывода информации. Многие языки пользуются похожими принципами организации программ, но — разным синтаксисом.. Чем принципиально отличаются естественные языки от языков программирования? Естественные языки возникают и развиваются по объективным законам, не зависящим от воли людей. Если вы изучите, например, английский язык, вам уже проще освоить, скажем, немецкий: вы приобрели опыт и интуицию, которые позволят вам хотя бы иногда догадываться о значении тех или иных слов, о связях слов и т. п. Слова и синтаксис языков программирования придумываются искусственно. Например, вы освоили язык С и твердо знаете, что смысловые блоки исходного текста (составные операторы) выделяются фигурными скобками: {...}.

Программное обеспечение— вторая равноправная часть информационной технологии. Без программ любая аппаратура — просто груда железа (многие так и называют аппаратную часть— “железом”). Программы для ЭВМ делятся на два больших класса:

системное программное обеспечение;
прикладное программное обеспечение.

Системные программы управляют работой аппаратных средств и обеспечивают услугами нас и наши прикладные комплексы. В первую очередь — это операционные системы и дополняющие их программные модули (системные программы-“утилиты”, драйверы периферийных устройств и т. п.). К системному обеспечению часто относят и широкий круг программ, выполняющих разнообразные функции по обслуживанию нашего компьютерного хозяйства: знаменитые утилиты Нортона (“лечение” и оптимизация дисков, восстановление случайно удаленной информации, поиск и многое другое), программы архивирования (сжатия) файлов, антивирусные средства, разнообразные диагностические модули и т. п.

На современных компьютерах большинство обслуживающих программ включено в состав графических операционных оболочек и систем (Windows 3.1, Windows 95, Windows NT).

С помощью прикладных программ мы решаем на компьютере конкретные задачи. Спектр прикладного обеспечения очень широк: от простых программ, составляемых начинающими для решения несложных вычислительных задач, до мощных профессиональных систем (например, издательских), научных комплексов, сложнейших систем массового обслуживания (например, резервирования мест на самолеты). Промежуточное место занимает особый класс программ — инструментальные средства разработки приложений. Роль таких систем за последние годы резко возросла. Если раньше для разработки программ пользователи применяли автономные компиляторы (типа Turbo С, Turbo Pascal и т. д.) с несложным сервисом, то ныне в состав инструментария входят мощные средства визуального программирования, библиотеки функций и классов и т. п.

Один и тот же программный продукт может иметь несколько версий (редакций), обозначаемых номерами: 3.0, 6.2 и т. д. Каждая следующая версия отличается от предыдущей либо серьезными улучшениями (изменение первой цифры), либо незначительными модификациями (тогда меняется вторая или третья цифра). Существует особый класс “программного обеспечения” — компьютерные вирусы. Это тоже программы, которые пишутся некоторыми программистами из озорства, хулиганства или просто из вредности и могут нанести большой ущерб компьютерной системе.

Программа, выполняемая на компьютере под управлением той или иной операционной системы и предназначенная для решения задач пользователя или для игры, называется приложением (application).

Что такое база данных (БД)? В широком смысле слова можно сказать, что БД — это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области или разделе предметной области. Например, база данных по металлам и сплавам (металлургия), база данных по театральным постановкам (культура), база данных поликлиники (медицина), база данных по видеофильмам (видеотека) и т. п. Синонимом термина “база данных” часто считают “банк данных”, хотя последнее понятие почти вышло из употребления. В нашем определении, вообще говоря, отсутствует упоминание о персональном компьютере. Например, врач может считать базой данных картотеку своего кабинета, которую он ведет на бумажных или картонных карточках и хранит на стеллажах или в коробках. Если в кабинете установлен компьютер, и врач научился работать с текстовыми файлами, ничто не сможет помешать ему записать картотеку своих больных в один или несколько таких файлов, создав таким образом некий “компьютерный” банк данных. Работая с таким банком, кое-что из сферы учетной и оформительской работы он сможет делать быстрее (например, — корректировать и печатать заготовленные назначения или рекомендации), однако многие возможности компьютера останутся за рамками такого подхода. Значительная часть пользователей приобретая компьютер или получая доступ к нему на работе или в школе, в перерывах между играми прежде всего осваивает операции именно с текстовыми файлами (а ныне — с документами Word).

На первом этапе компьютер обычно используют в качестве удобной и “интеллектуальной” пишущей машинки (для подготовки, хранения, модификации и распечатки всевозможных писем, сочинений, объявлений, договоров, статей и т. п.). Вряд ли многие задумываются, что уже на этом этапе они пользуются примитивной информационной системой, которая в данном случае состоит из следующих элементов: (а) текстового редактора как инструмента манипулирования текстами; (б) группы текстовых файлов (базы данных) как объекта обработки.

База данных (БД) — совокупность определенным образом организованной информации на какую-то тему (в рамках некоторой предметной области). Конечно, вся эта информация может храниться и на бумаге (например, книжный каталог библиотеки). Но современным средством хранения и обработки баз данных является, безусловно, компьютер.

Базы данных бывают фактографическими и документальными.

В фактографических БД содержатся краткие сведения об описываемых объектах, представленные в строго определенном формате. Из приведенных выше примеров две первые БД скорее всего будут организованы как фактографические. В БД библиотеки о каждой книге хранятся библиографические сведения: год издания, автор, название и пр. Разумеется текст книги в ней содержаться не будет. В БД отдела кадров учреждения хранятся анкетные данные сотрудников: фамилия, имя, отчество; год и место рождения и пр. Следовательно, документальная БД содержит обширную информацию самого разного типа: текстовую, графическую, звуковую, мультимедийную. Сама по себе база данных не может обслужить запросы пользователя на поиск и обработку информации. БД — это только “информационный склад”. Обслуживание пользователя осуществляет информационная система.

Информационная система — это совокупность базы данных и всего комплекса аппаратно-программных средств для ее хранения, изменения и поиска информации, для взаимодействия с пользователем.

Примерами информационных систем являются системы продажи билетов на пассажирские поезда и самолеты.

Дадим более строгое определение компьютерной БД, чем то, что приводилось выше.

База данных — организованная совокупность данных, предназначенная для длительного хранения во внешней памяти ЭВМ и постоянного применения.

Для хранения БД может использоваться как один компьютер, так и множество взаимосвязанных компьютеров.

Если различные части одной базы данных хранятся на множестве компьютеров, объединенных между собой сетью, то такая БД называется распределенной базой данных.

Очевидно, информацию в Internet, объединенную паутиной WWW, можно рассматривать как распределенную базу данных. Распределенные БД создаются также и в локальных сетях.

Для работы с базами данных требуется специальное программное обеспечение. Такое программное обеспечение называется системой управления базами данных или сокращенно СУБД.

Программное обеспечение, предназначенное для работы с базами данных, называется СУБД: система управления базами данных.

Системы, работающие с реляционными базами данных, называются реляционными СУБД. Наибольшее количество СУБД, созданных для персональных компьютеров — реляционные. Система управления базами данных создает на экране компьютера определенную среду для работы пользователя (пользовательский интерфейс). Кроме того, СУБД имеет определенные режимы работы и систему команд. Для многих реляционных СУБД, используемых на персональных компьютерах, действует правило: каждая таблица хранится в одном отдельном файле. Каждый файл имеет свое имя. Если вы сами создаете таблицу и сохраняете ее в файле, то сами вы и придумываете имя для файла. Если же вы хотите работать с уже готовой таблицей, то вы должны узнать, в файле с каким именем (а также на каком диске и в каком каталоге) хранится таблица.

Для того, чтобы начать работу с подготовленной базой данных, нужно открыть файл, в котором хранится таблица.

Специалистам, юристам в том числе, часто приходится работать с большими объемами данных, с тем чтобы найти требуемые сведения для подготовки различных документов. Для облегчения такого рода работ были созданы системы управления базами данных (СУБД: DBASE, RBASE, ORACLE и др.). СУБД позволяют хранить большие объемы информации, и, что самое главное, быстро находить нужные данные. Так, например при работе с картотекой постоянно нужно перерывать большие архивы данных для поиска нужной информации, особенно если карточки отсортированы не по нужному признаку. СУБД справится с этой задачей за считанные секунды.

В настоящее время наблюдается тенденция к созданию так называемых интегрированных пакетов, которые вмещают в себя возможности и текстовых редакторов, и таблиц, и графических редакторов. Наличие большого числа различных программ для выполнения в сущности одинаковых операций - создания и обработки данных обусловлено наличием трех различных основных видов информации: числовой, текстовой и графической. Для хранения информации чаще всего используются СУБД, которые позволяют соединять все эти типы данных в единое целое. Сейчас идет бурное развитие двух других видов информации: звуковой и видеоинформации. Для них уже созданы свои редакторы и не исключено что в скором времени эти виды информации станут неотъемлемой частью большинства баз данных.

Автоматизированные системы в области экономики и права.

Компьютеры помогают решать задачи управления в самых разных масштабах: от управления станком или транспортным средством до управления производственным процессом на предприятии или даже целой отраслью экономики государства. Конечно, поручать компьютеру полностью, без участия человека, руководить предприятием или отраслью экономики — сложно, да и не безопасно. Для управления в таком масштабе создаются компьютерные системы, которые называются автоматизированными системами управления (АСУ). Такие системы работают вместе с человеком.

АСУ помогает руководителю получить необходимую информацию для принятия управляющего решения, а также может предложить наиболее оптимальные варианты таких решений. Однако окончательное решение принимает человек.

В АСУ используются самые современные средства информационных технологий: базы данных и экспертные системы, методы математического моделирования, машинная графика и пр. С распространением персональных компьютеров технической основой АСУ стали компьютерные сети. В рамках одного предприятия — это локальные компьютерные сети. Автоматизированные системы управления, работающие в масштабах отрасли, в государственных масштабах, используют глобальные сети ЭВМ. Другим вариантом применения ЭВМ в управлении являются системы автоматического управления (САУ). Объектами управления в этом случае чаще всего выступают технические устройства (станок, ракета, химический реактор, ускоритель элементарных частиц и пр.).

В САУ все операции, связанные с процессами управления (сбор и обработка информации, формирование управляющих команд, воздействие на управляемый объект), происходят автоматически, без непосредственного участия человека.

Устройства автоматического управления стали создаваться задолго до появления первых ЭВМ. Как правило, они основаны на использовании каких-либо физических явлений. Например, автоматический регулятор уровня воды в баке основан на выталкивающем действии воды на поплавок регулятора; автоматические предохранители в электрических сетях основаны на тепловом действии электрического тока; система автоматического регулирования освещенности в помещении использует явление фотоэффекта и т.п.

В последние годы возникает концепция распределенных систем управления народным хозяйством, где предусматривается локальная обработка информации. Для реализации идеи распределенного управления необходимо создание для каждого уровня управления и каждой предметной области автоматизированных рабочих мест (АРМ) на базе профессиональных персональных ЭВМ.

Анализируя сущность АРМ, специалисты определяют их чаще всего как профессионально-ориентированные малые вычислительные системы, расположенные непосредственно на рабочих местах специалистов и предназначенные для автоматизации их работ.

Для каждого объекта управления нужно предусмотреть автоматизированные рабочие места, соответствующие их функциональному назначению. Однако принципы создания АРМ должны быть общими: системность, гибкость, устойчивость, эффективность.

Согласно принципу системности АРМ следует рассматривать как системы, структура которых определяется функциональным назначением.

Принцип гибкости означает приспособляемость системы к возможным перестройкам благодаря модульности построения всех подсистем и стандартизации их элементов.

Принцип устойчивости заключается в том, что система АРМ должна выполнять основные функции независимо от воздействия на нее внутренних и внешних возможных факторов. Это значит, что неполадки в отдельных ее частях должны быть легко устранимы, а работоспособность системы - быстро восстановима.

Эффективность АРМ следует рассматривать как интегральный показатель уровня реализации приведенных выше принципов, отнесенного к затратам по созданию и эксплуатации системы.

Функционирование АРМ может дать численный эффект только при условии правильного распределения функций и нагрузки между человеком и машинными средствами обработки информации, ядром которых является ЭВМ. Лишь тогда АРМ станет средством повышения не только производительности труда и эффективности управления, но и социальной комфортности специалистов.

В настоящее время для интенсификации умственного и управленческого труда специалистов различных профессий разрабатываются и получают широкое распространение АРМ которые функционируют на базе ПЭВМ.

Накопленный опыт подсказывает, что АРМ должен отвечать следующим требованиям:

своевременное удовлетворение информационной и вычислительной потребности специалиста.
минимальное время ответа на запросы пользователя.
адаптация к уровню подготовки пользователя и его профессиональным запросам.
простота освоения приемов работы на АРМ и легкость общения, надежность и простота обслуживания.
терпимость по отношению к пользователю.
возможность быстрого обучения пользователя.
возможность работы в составе вычислительной сети.

Обобщенная схема АРМ представлена на рис. 1

Рис 1. Схема автоматизированного рабочего места.

Профессиональная ориентация АРМ определяется функциональной частью ПО (ФПО). Именно здесь закладывается ориентация на конкретного специалиста, обеспечивается решение задач определенных предметных областей.

При разработке ФПО очень большое внимание уделяется вопросам организации взаимодействия “человек-машина”. Пользователю интересно и увлекательно работать на ЭВМ только в том случае, когда он чувствует, что он занимается полезным, серьезным делом. В противном случае его ждут неприятные ощущения. Непрофессионал может почувствовать себя обойденным и даже в чем-то ущемленным только потому, что он не знает неких “мистических” команд, набора символов, вследствие чего у него может возникнуть глубокая досада на все программное обеспечение или служителей культа ЭВМ.

Анализ диалоговых систем с точки зрения организации этого диалога показал, что их можно разделить (по принципу взаимодействия пользователя и машины) на:

системы с командным языком
“человек в мире объектов”
диалог в форме “меню”

Первыми появились программные средства для автоматизации труда технического персонала, что обусловлено, вероятно, большой формализацией выполняемых ими функций. Наиболее типичным примером являются текстовые редакторы (процессоры). Они позволяют быстро вводить информацию, редактировать ее, сами осуществляют поиск ошибок, помогают подготовить текст к распечатке. Применение текстовых редакторов позволят значительно повысить производительность труда машинисток.

Хотя современное ФПО отвечает почти всем требованиям, налагаемых на него работниками различных профессий, чего-то все равно всегда не хватает. Поэтому большим плюсом такого ПО является возможность его доработки и изменения. Что же касается разработки новых программных средств в АРМ, то она ведется по двум направлениям: создание нового ПО для новых профессий и специализация ПО для существующих профессий. В настоящее время наблюдается тенденция перехода к созданию АРМ профессионального назначения. Оно выражается в следующем:

учет решаемых задач
взаимодействие с другими сотрудниками
учет профессиональных привычек и склонностей
разработка не только ФПО, но и специальных технических средств (мышь, сеть, автоматический набор телефонных номеров и пр.)

Оснащение специалистов такими АРМ позволяет повысить производительность труда учрежденческих работников, сократить их численность и при этом повесить скорость обработки экономической информации и ее достоверность, что необходимо для эффективного планирования и управления.

Современная техническая база автоматизированных систем и информационных технологий

Обычно персональные компьютеры IBM PC состоят из нескольких блоков:

системного блока;
клавиатуры и мышки;
монитора - для отображения информации.

Компьютеры выпускаются и в портативном варианте - в "наколенном" (лэптор) или "блокнотом" (ноутбук) исполнении. Здесь системный блок, монитор и клавиатура заключены в один корпус: системный блок спрятан под клавиатурой, а монитор сделан как крышка к клавиатуре.

Хотя из этих частей компьютера системный блок выглядит наименее эффектно, именно он является компьютером .В нем располагаются все основные узлы:

электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройства и т.д.);
блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера;
различные дисковые накопители для гибких дисков, жестки магнитный диск, (винчестер). CD-ROM и др.

Периферийные устройства

К системному блоку компьютера IBM PC можно подключать различные устройства ввода-вывода информации, расширяя тем самым его функциональные возможности. Многие устройства подсоединяются через специальные гнезда (разъемы),находящиеся обычно на задней стенке системного блока компьютера. Кроме монитора и клавиатуры, такими устройствами являются:

принтер - для вывода на печать текстовой и графической информации;
джойстик - манипулятор в виде укрепленной на шарнире ручки с кнопкой, употребляется в основном для компьютерных игр;

Некоторые устройства могут вставляться внутрь системного блока компьютера, или подключатся снаружи например:

факс модем - для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть;

стример - для хранения данных на магнитной ленте.

Некоторые устройства, например, многие разновидности сканеров (приборов для ввода рисунков и текстов в компьютер),используют смешанный способ подключения: в системный блок вставляется только электронная плата (контроллер),управляющая работой устройства, а само устройство подсоединяется к этой плате кабелем. Основной характеристикой является разрешение и глубина цвета.

Принтеры

Матричные принтеры.

Когда говорят о матричных принтерах, обычно имеют в виду устройства ударного действия, например всем известные модели Epson, Star и Microlin.

У последовательных матричных печатающих устройств вертикальный ряд игл ( или 2 ряда), или молоточков, вколачивает краситель с ленты прямо в бумагу, формируя последовательно символ за символом. Игольчатые имеют приемлемое качество печати, невысокую цену расходных материалов и бумаги, да и самих устройств. Для этих принтеров обычно возможно использование как форматной, так и рулонной бумаги. Головка принтера может быть оснащена 9, 18 или 24 иголками.

Существуют модели принтеров как с широкой (А3), так и с узкой (А4) кареткой. Высокое качество печати достигается в режимах NLQ для 9-игольчатых (почти машинописное) и LQ - для 24-игольчатых принтеров. Скорость печати для высокопроизводительных моделей может составлять до 380 знаков в секунду. Более высокую производительность обеспечивают построчные (постраничные) матричные принтеры. Вместо маленьких точечно-матричных головок они используют длинные массивы с большим количеством игл при этом достигается скорость порядка 1500 строк в минуту. Матричные ударные печатающие устройства создают много шума, а это, согласитесь, немаловажный фактор при выборе принтера.

Струйные принтеры.

Относятся к безударным печатающим устройствам. Данные устройства работают практически бесшумно. Струйные чернильные принтеры относятся к классу последовательных матричных безударных печатающих устройств. Они же в свою очередь подразделяются на устройства непрерывного и дискретного действия. Последние же могут использовать либо пузырьковую технологию, либо пьезоэффект. Почти все современные устройства этого класса используют две последних технологии. При печати высокого качества скорость вывода не превосходит обычно 2-3 (около 200 знаков в секунду), хотя максимальные значения могут достигать даже 10 страниц в минуту. Как правило струйные принтеры позволяют эмулировать работу наиболее популярных моделей ударных устройств и поддерживать соответствующее программное обеспечение.

Лазерные и LED - принтеры.

В лазерных принтерах используется электрографический способ создания изображения - примерно такой же, как и в ксероксах.

Кроме лазерных существуют LED - принтеры, которые получили своё название из-за того, что полупроводниковый лазер в них был заменён “гребёнкой” мельчайших светодиодов.

Плоттеры.

Устройство, позволяющее представлять выводимые из компьютера данные в виде рисунка или графика на бумаге, называют обычно графопостроителем, или плоттером.

CD-ROM.

В начале 80-х годов голандская фирма " Philips "объявила о совершенной ею революцией в области звуковоспроизведения. Ее инженеры придумали то, что сейчас пользуется огромной популярностью - Это лазерные диски и проигрыватели – CD-ROM. (CD — Compact Disc, компакт–диск; ROM — Read only Memory, память только для считывания

В чем же состоит главное преимущество лазерного или компакт-диска ? Прежде всего это необычайно высокое качество звучания при воспроизведении лазерных фонграмм. Поскольку при проигрывании компакт-дисков считывающим устройством является лазерный луч, а следовательно, между ним и диском нет механического контакта, то полностью отсутствуют посторонние шумы, шуршанье и треск свойственные обычным грампластинкам.

Компакт-диск состоит из трех слоев - основного, сделанного из пластмассы, отражающего, выполненного из алюминия или серебра, и защитного - из прозрачного лака полиакрилата. Основной слой несет полезную информацию, закодированную в выжженных в нем микроскопических углублениях. Производство компакт-дисков чем то напоминает выпуск грампластинок, поскольку в обоих случаях используется метод штамповки или прессования.

В основе работы лежит явление фотоэффекта. Принцип системы считывания состоит в том, что лазерный луч диаметром 1.6 мкм направляется на поверхность компакт-дика, вращающегося с большой скоростью. Отражаясь от нанесенных на диск углублений , луч попадает на светоприемник (фотоэлемент), который в зависимости от характеристик падающего на него света выдает очень слабые электрические сигналы различной величины, который содержит информацию в виде цифр, состоящую из нолей и единиц. Затем цифровой сигнал преобразуется в звуковой (в случае с аудио СД) и усиливается.

Очевидно что огромное число записанных на диске данных (каждый компакт-диск содержит свыше 8 миллиардов углублений ) требует исключительной точности перемещения лазерного луча. Здесь используются два дополнительных луча, получаемых с помощью призм. Система обнаружения ошибок и удерживания основного луча в центре держит и корректирует луч точно по ходу движения.

Компакт-диски (CD)используются не только для звукозаписи, но и для записи компьютерной информации. Практически все ПО для компьютеров сегодня распространяется на лазерных дисках.

CD может хранить и видеоинформацию. CD используют вместо видеокассеты, на диск записевается видеоинформация, а за тем воспроизводится с превосходным качеством !

Однако эра СD-ROM оказалась короткой — им на смену приходит DVD-ROM.

Локальные и глобальные компьютерные сети

Из нескольких автономных персональных компьютеров можно построить так называемую локальную вычислительную сеть (ЛВС). Основные цели ЛВС — обмен данными между пользователями и совместное использование ресурсов вычислительной установки, а именно: дисковой памяти, программ, принтеров, данных. Что дает совместное использование ресурсов? Во-первых, это экономит затраты на приобретение и эксплуатацию аппаратных средств. Представьте, что в офисе фирмы шесть ПК, и шесть человек постоянно решают примерно одинаковые задачи, с применением мощных профессиональных систем (текстовых процессоров, электронных таблиц, СУБД). Без сети придется иметь полные копии этих систем на всех ПК и полные копии всех информационных файлов, а это ведет к излишнему расходу дисковой памяти. Кроме того, понадобится шесть принтеров, а если не шесть, то пользователь, обделенный принтером, будет испытывать постоянные неудобства и терять массу времени. Во-вторых (и это главное), совместное использование данных позволяет создавать такие системы, с которыми либо невозможно работать на автономных ПК, либо такая работа будет крайне неэффективной. Например, одна из основных задач производственной или коммерческой фирмы — управление своим складским хозяйством. Информационная база такой системы хранит перечень товаров, которые производит или продает фирма, классификаторы продукции, массивы приходных и расходных накладных, справочники покупателей, валют и т. п. У такой системы как минимум три коллективных пользователя: отдел продаж, бухгалтерия и руководство фирмы.

Кто-то вводит и печатает накладные, кто-то корректирует справочные данные, кто-то печатает сводные финансовые отчеты для бухгалтерии, а кто-то (чаще дирекция) интересуется выборочными складскими данными по какому-то виду товаров. Если решать эту задачу на автономных ПК, нам придется иметь несколько копий базы данных и, после обновления информации, обмениваться дискетами с коллегами. Склад в постоянном движении, его состояние, фиксируемое базой данных, меняется ежедневно, а иногда и ежечасно. Товары поступают и выдаются (меняется файл накладных), изменяется остаток, поступают товары новых видов и, наоборот, — исчезают старые наименования (т. е. модифицируются справочники), меняются цены и т. п. Ясно, что в таких условиях поддерживать целостность и точность нескольких копий БД просто невозможно. Как решает эту проблему ЛВС? Один из ПК объявляется главным компьютером сети. Его называют файловым сервером, файл-сервером или просто сервером (от английского слова “serve” — обслуживать). Остальные компьютеры объявляются рабочими станциями (или клиентами) и соединяются с файл-сервером (а иногда и между собой) с помощью сетевых плат и специальных кабелей. Рабочая станция может по-прежнему исполнять функции автономного компьютера: она сохраняет обычные операционную и файловую системы.

Однако в целом работой сети управляет специальная сетевая операционная система, основная часть которой размещается на файл-сервере, но отдельные элементы имеются и на рабочих станциях. В сеть можно включить один или несколько принтеров и другие периферийные устройства. На жестком диске файл-сервера размещают основные файлы и программы информационной системы. Некоторые сети имеют несколько серверов, однако существуют и так называемые одноранговые ЛВС, в которых все компьютеры равноправны. Сетевая ОС позволяет разграничить права доступа отдельных пользователей к ресурсам сети. Например, некоторым людям может быть запрещен доступ к обновлению системной информации сети, некоторым — к чтению каких-то файлов и т.п. Защита сети — непременное условие ее работоспособности, так как неопытный пользователь может мгновенно загубить всю информацию на сервере. При решении таких задач, как управление складом, все сотрудники, работающие на рабочих станциях, с помощью специального пароля входят в сеть и могут пользоваться одним и тем же программным обеспечением и одной и той же базой данных, которые находятся на сервере. Разумеется, конкретный сотрудник может использовать не все программы системы; кроме того, некоторые программы могут “проживать” на рабочей станции и обращаться к серверу за данными.

Программа, которая предназначена для работы в сети, составляется в целом так же, как и автономный модуль. Однако, если такая программа предусматривает изменение данных системы (обновление, вставка, удаление), программист должен учесть принципиально новую ситуацию: что делать, если к одним и тем же данным обращается сразу несколько пользователей. Самый простой случай — несколько человек просто читает одни и те же данные. А если один читает строку таблицы, другой обновляет ее, а третий пытается удалить? Для разрешения таких конфликтов программист предусматривает тот или иной механизм блокировки доступа (например, захват данных в монопольное использование перед обновлением, а затем — освобождение данных). При создании таких механизмов следует предусмотреть возможность таких ситуаций, как длительное ожидание пользователя или даже взаимная блокировка (когда два пользователя безуспешно ждут завершения взаимно заблокированных процессов). Все задания на печать, поступающие с рабочих станций, сетевая ОС помещает в очередь, и один и тот же сетевой принтер может последовательно печатать документы разных пользователей. До недавнего времени большинство ЛВС в России работало под управлением знаменитой сетевой ОС NetWare фирмы Novell. Сейчас многие используют Windows 95 (98) или NT.

Крупнейшей глобальной информационной системой ныне является сеть Internet. В действительности Internet не имеет определенной организационной структуры и представляет собой некий конгломерат самостоятельных компьютерных сетей, созданных усилиями различных правительств, научных, коммерческих и некоммерческих организаций. Историю Internet связывают с возникновением в 60-х годах вычислительной сети Министерства обороны США — AR-PAnet. Основная концепция этой сети, предназначавшейся для управления военными операциями и страной в период войны, заключалась в следующем. Каждая пара компьютеров в сети взаимодействует между собой автономно, а канал связи между ними считается абсолютно ненадежным и в любой момент может быть разрушен (например, в результате бомбежки). При этом, с одной стороны, сохраняется работоспособность всей сети в целом, а с другой, — уцелевший компьютер может подключиться к сети через уцелевшие каналы связи. Другими словами, все узлы сети должны работать в известной степени независимо друг от друга.

Таким образом, основной принцип Internet — независимость отдельного узла (компьютера) сети от разрушений и неполадок в тех участках сети, которые не связаны непосредственно с данным узлом.

С точки зрения пользователя, современная Сеть представляет собой совокупность крупных узлов, объединенных между собой каналами связи. Каждый узел — это один или несколько мощных компьютеров-серверов, которые работают чаще всего под управлением операционной системы UNIX. Очень часто эти машины называют главными компьютерами или хост-компьютерами (от английского слова “host” — хозяин). Управляет узлом (или подсетью узлов) его собственник — организация, которая называется провайдером (от английского слова “provide” — обеспечивать) или поставщиком услуг Internet. Во многих случаях название отдельной сети — это название ее провайдера. Провайдеры за определенную плату и обслуживают коллективных (ЛВС) и индивидуальных пользователей Internet, обеспечивают их определенным набором услуг. Среди наиболее известных провайдеров России: GlasNet, Редком, Демос, Sovam Teleport, Sprint-Россия и многие другие. За рубежом крупнейшими провайдерами считаются CompuServe и America-OnLine. В зависимости от масштаба и уровня провайдера, его специализации и других факторов, наборы и стоимость (а также качество) услуг разных компаний могут различаться. Таким образом, подключиться к Internet — это значит:

приобрести и подключить к компьютеру модем (предполагается, что телефон у вас есть);
заключить договор с провайдером и установить с ним связь по коммутируемой телефонной линии или выделенному каналу связи.

Еще недавно было принято различать три способа подключения к Internet: почтовый, терминальный и IP-подключение. Первые два способа дают возможность получить ограниченный набор услуг, и лишь IP-подключение предоставляет вам богатейший спектр возможностей Сети. Поэтому в дальнейшем речь идет только об IP-подключении. В зависимости от желания и своих возможностей пользователь выбирает один из двух способов доступа в Internet:

удаленный доступ по коммутируемой телефонной линии
прямой доступ по выделенному каналу связи

Электронная почта - обмен электронными письмами с любым абонентом сети Internet. Электронная почта - самая распространенная услуга сети Internet. Посылка письма по электронной почте обходится значительно дешевле посылки обычного письма. Кроме того письмо, посланное по электронной почте дойдет до адресата за несколько часов, в то время как обычное письмо может добираться до адресата несколько дней, а то и недель. Сообщение содержит заголовок (header), текст письма и, возможно, вложенные (присоединенные) файлы. В заголовке, помимо всевозможной служебной информации, имеются следующие поля: D адрес отправителя От: (From:); D Дата: (Date:); П адрес получателя Кому: (То:); П тема сообщения Тема: (Subject:). Адрес в электронной почте похож на символический адрес сетевого компьютера: <имя_пользователя>@<доменное_имя>. Отправитель указывает адрес получателя Кому: и тему письма. (Строго говоря, поле Тема: можно не заполнять, однако правила этикета требуют этого.) Остальные поля почтовая программа заполняет автоматически.

Компьютер и пользователь. Мультимедиа

Мультимедиа — это интерактивные системы, обеспечивающие работу с неподвижными изображениями и движущимся видео, анимированной компьютерной графикой и текстом, речью и высококачественным звуком.

Современный мультимедиа–ПК в полном “вооружении” напоминает домашний стереофонический Hi–Fi комплекс, объединенный с дисплеем–телевизором. Он укомплектован активными стереофоническими колонками, микрофоном и дисководом для оптических компакт–дисков CD–ROM. Кроме того, внутри компьютера укрыто новое для ПК устройство — аудио адаптер, позволивший перейти к прослушиванию чистых стереофонических звуков через акустические колонки с встроенными усилителями.

Важной проблемой мультимедиа является обеспечение адекватных средств доставки, распространения мультимедиа–информации. Носители должны вмещать огромные объемы разнородной информации, позволять быстрый доступ к отдельным ее компонентам, качественное их воспроизведение, и при этом быть достаточно дешевым, компактным и надежным. Эта проблема получила достойное решение лишь с появлением оптических дисков различных типов. В первых системах мультимедиа были использованы аналоговые диски — их обычно называют “видеодисками”. Диаметр этих дисков 12 или 8 дюймов. Известны 12–дюймовые диски стандарта LV (Laser Vision), поддерживаемого Sony, Philips и Pioneer.

Для ввода текста в РС необходим сканер и программа распознавания текста. Таких программ много. Наибольшее распространение в России получил FineReader. Текст вводится при помощи сканера, затем программа из графического формата переводит его в один из текстовых (RTF, DOC, TXT).

Компьютерное делопроизводство.

Файл, текстовый документ, содержит, помимо алфавитно-цифровых символов, обширную двоичную информацию о форматировании текста, а также графические объекты.

Начинающих пользователей иногда запутывает различное толкование английских терминов “Text Editor” (Редактор текстов), “Text Processor” (Текстовый процессор) и “Word Processor” (” Процессор слов”). Текстовым процессором обычно называют мощный текстовый редактор, располагающий продвинутыми возможностями по обработке текстовых документов. Вряд ли уместно именовать MS-DOS Editor процессором, однако создатели одного из лучших в мире текстовых процессоров Word не обидятся, если назвать их продукт редактором. Можно считать, что процессор — это частный случай редактора.

При выборе текстового редактора для работы вы должны учитывать многие факторы: и сложность ваших документов, и масштаб (объемы) текстов, и требования к качеству документа на бумаге, и характер материалов (например, простая “беллетристика” или таблицы, формулы, уравнения и т. п.).

Разумеется, с помощью “Лексикона” можно подготовить и текст программы, а с помощью Multi-Edit — документ общего назначения. “Специализация” редактора заключается в том, что в нем добавлены (или оптимизированы) функции, которые необходимы для обслуживания документов определенного типа. Например, Multi-Edit позволяет выделять цветом смысловые сегменты исходных текстов программ, Chi-Writer удобен для набора математических выражений и т. д. Кроме того, особое место в группе пакетов, работающих с документами, занимают так называемые издательские системы — Aldus PageMaker, Corel Ventura, QuarkXPress. Как правило, издательские системы используются только для подготовки набранного документа к тиражированию (верстка, макетирование издания). Для набора текста удобнее применять текстовые процессоры (типа MS Word), а для создания и редактирования иллюстраций — графические системы (типа CorelDRAW! — векторные изображения или Adobe Photoshop — растровые изображения). Впрочем, издательские возможности процессора Word так велики, что почти любую книгу можно подготовить к печати, не прибегая к услугам издательских систем. MS Word — один из основных элементов офисной технологии Microsoft, которая по разным причинам стала стандартом де-факто в российских организациях Microsoft Word 7.0 MS Word 7.0 — это приложение Windows, предназначенное для создания, просмотра, модификации и печати текстовых документов. Word — одна из самых совершенных программ в классе текстовых процессоров, которая предусматривает выполнение сотен операций над текстовой и графической информацией. С помощью Word можно быстро и с высоким качеством подготовить любой документ — от простой записки до оригинал-макета сложного издания.

Во-первых, Word дает возможность выполнять все без исключения традиционные операции над текстом, предусмотренные в современной компьютерной технологии: набор и модификация неформатированной алфавитно-цифровой информации; форматирование символов с применением множества шрифтов TrueType разнообразных начертаний и размеров; форматирование страниц (включая колонтитулы и сноски); форматирование документа в целом (автоматическое составление оглавления и разнообразных указателей); проверка правописания, подбор синонимов и автоматический перенос слов.

Во-вторых, в процессоре Word реализованы возможности новейшей технологии связывания и внедрения объектов (OLE), которая позволяет включать в документ текстовые фрагменты, таблицы, иллюстрации, подготовленные в других приложениях Windows. Встроенные объекты можно редактировать средствами этих приложений.

В-третьих, MS Word — одна из первых общедоступных программ, которая позволяет выполнять многие операции верстки, свойственные профессиональным издательским системам, и готовить полноценные оригинал-макеты для последующего тиражирования в типографии.

В-четвертых, MS Word — это уникальная коллекция оригинальных технологических решений, которые превращают нудную и кропотливую работу по отделке текста иногда в увлекательное, а иногда даже в успокаивающее занятие. Среди таких решений — система готовых шаблонов и стилей оформления, изящные приемы создания и модификации таблиц, функции автотекста и автозамены, копирование формата, пользовательские панели инструментов, макроязык и многие-многие другие. Следует помнить, что Word использует графическую технологию и шрифты TrueType, — поэтому некоторые вопросы редактирования решаются в Word принципиально иначе, чем в простых текстовых редакторах.

К сожалению, общепризнанных изъянов Word не имеет, однако, как и Windows, он является слишком универсальной программой. А это означает, что некоторые процедуры проще и быстрее выполнить в менее мощных, но более специализированных приложениях. Как считают многие пользователи, основной недостаток Word — низкая производительность при наборе чернового текста (по сравнению с простыми редакторами MS-DOS). По замыслу разработчиков такая программа, как Word, обречена обслуживать сотни изощренных фантазий пользователя и потому выглядит иногда “тугодумом” при исполнении слишком простых функций. Другой “недостаток” MS Word — высокая трудоемкость при вводе сложных математических выражений и химических формул. Кроме того. Word не предназначен для изготовления полиграфической продукции особо сложной структуры (атласов, альбомов, журнальных обложек), а также для редактирования высококачественных иллюстраций.

Компьютерные справочно-правовые системы

ГАРАНТ- компьютерная правовая система. Она содержит всегда актуальные нормативные документы и помогает использовать правовую информацию в интересах своего предприятия.

Основа системы - электронный банк информации, включающий в себя тексты законов, постановлений, указов, правил и других федеральных документов. Для удобства практиков вся информация разделена на блоки. В одном блоке находятся все законы касающиеся правил предпринимательства, бух.учета и уплаты налогов, в другом - все документы по банковской деятельности, в третьем по внешнеэкономической и т.д. В зависимости от Ваших проблем мы подберем Вам подходящий блок правовой информации. Благодаря уникальной технологии объединения, выбранные блоки сливаются в единый информационный массив со сквозной системой поиска.

С точки зрения пользователя компьютера термин "Гипертекст" означает: "текст, в котором отдельные термины (ссылки) на экране дисплея выделены подсветкой и определение которых сразу может быть выдано на экран". Гипертекст позволяет как угодно глубоко переходить по названиям ссылкам, составляя все более полное представление о проблеме, и беспрепятственно в один миг возвращаться в первоначальный текст. Собственно говоря, благодаря гипертексту Вы и оказались на этой страничке.

В системе ГАРАНТ последовательно было реализовано три уровня гипертекста:

В 1990 г. междокументный гипертекст - гипертекстовые связи между документами в одной базе данных.

В 1995 г. межбазовый гипертекст - гипертекстовые связи между документами разных баз данных, объединение любого количества гипертекстовых баз данных в едином гипертекстовом поле.

В 1997 г. межпрограммный гипертекст - гипертекстовые связи между документами любых компьютерных систем, содержащих разнородную информацию, разные типы и форматы данных.

Межпрограммный гипертекст, организованный в системе ГАРАНТ, позволяет вызывать необходимую правовую поддержку в контекстно-зависимом режиме, т.е. практически из любого информационного блока, нормативные документы становятся "понятны" любой программе.

Гипертекстовые ссылки пронизывают всю систему ГАРАНТ, отражая как явные, так и косвенные связи между документами (всего более 1 000 000 ссылок).

Полный гипертекст - свободная навигации внутри системы по всему массиву законодательства, которая позволяет быстро находить тот или иной документ мгновенно переносясь из одного информационного блока в другой.

Полный гипертекст информационных блоков системы ГАРАНТ позволяет быстро отследить все явные и неявные связи любого документа, существенно упрощая анализ нормативного акта.

Названия систем и характер информации

Отличительные особенности систем

КонсультантПлюс: Эксперт

(состоит из систем Консультант Плюс: Версия Проф и Консультант Плюс: Эксперт Приложение)

Правовые акты Российской Федерации:

1. Все нормативные* акты РФ

2. Правовые акты РФ разъяснительного характера**

3. Правоприменительные акты РФ***

Крупнейший банк действующих правовых актов России. Исчерпывающе представлены документы, регулирующие деятельность всех сфер экономики и общественной жизни, в том числе узкоотраслевые, узковедомственные, по отдельным регионам и предприятиям

КонсультантПлюс: Версия Проф

(полностью включает систему КонсультантПлюс: Российское Законодательство)

1. Все нормативные акты РФ, включая все ведомственные акты, зарегистрированные в Министерстве юстиции РФ

2. Правовые акты РФ разъяснительного характера, кроме узкоспециальных

Универсальная правовая система. Полно представлены акты по банковской деятельности и ВЭД, по всем отраслям хозяйственной деятельности, за исключением документов узкоотраслевого, узковедомственного и узкорегионального характера, а также документов по отдельным предприятиям

КонсультантПлюс: Российское Законодательство (полностью включает систему КонсультантПлюс: Налоги Бухучет)

1. Все нормативные акты РФ общего значения

2. Важнейшие правовые акты РФ разъяснительного характера

Универсальная экономическая правовая система. Банковская деятельность, ВЭД, рынок ценных бумаг, а также узкие направления хозяйственной деятельности представлены основополагающими документами, затрагивающими интересы большинства предприятий и граждан. Высокое соотношение "объем информации/цена"

КонсультантПлюс: Региональный Выпуск

Документы органов государственной власти и местного самоуправления конкретного субъекта РФ (75 систем по законодательству различных регионов)

Включает труднодоступные документы. Системы создаются совместно региональными центрами Сети КонсультантПлюс и местными органами власти и управления

КонсультантПлюс: Региональное Законодательство

Документы органов государственной власти и местного самоуправления 75 субъектов РФ

Первый в России свод правовых актов субъектов РФ. Поставляется на CD-ROM МЕЖДУНАРОДНОЕ ПРАВО

КонсультантПлюс: Международное Право

Многосторонние и двусторонние договоры РФ с зарубежными странами и международными организациями, документы о ратификации

Система имеет уникальный тематический рубрикатор, разработанный в сотрудничестве с ведущими специалистами Московского независимого института международного права. В систему также включаются договоры, в которых Российская Федерация в настоящее время не принимает участия. Оперативно отслеживается информация о статусе документов.

СУДЕБНАЯ ПРАКТИКА

Консультант Судебная Практика

Документы, освещающие деятельность судебной системы РФ. Судебные акты. Материалы по вопросам правоприменительной практики. Справочная информация.

Документы по всем разделам судопроизводства. Судебные акты высших судебных инстанций. Один из крупнейших банков Постановлений Президиума Высшего Арбитражного Суда РФ.

Экспертные системы

Особым классом ИС можно считать “семантические” или “интеллектуальные” информационные системы, которые предназначены для поиска, анализа, отображения и обобщения информации с использованием всевозможных связей между данными. Это не производственные системы, они обслуживают иные сферы нашей жизни и деятельности. Например, российская фирма “ЭЛКО Технологии” разработала систему “Вариант”, которая, в частности, может хранить и обрабатывать данные о людях (лицах). Атрибутами каждого человека являются прежде всего “паспортные” данные — фамилия, имя, отчество, дата и место рождения, национальность, адрес и т. п. Кроме того, о каждом человеке можно сообщить множество дополнительных сведений (образование, семейное положение, здоровье, увлечения, политические взгляды, вероисповедание и многое другое). Однако функции системы вовсе не ограничиваются исследованиями “персональной” информации. Дело в том, что жизнь каждого человека связана со многими другими объектами — лицами, организациями, событиями, документами, регионами. Всевозможные данные об этих объектах также хранятся в системе.

Например, знаменитый меценат Ю.С.Нечаев-Мальцев (Лицо) помог И.В.Цветаеву (Лицо) создать Музей изящных искусств (Организация) в Москве (Регион) и участвовал в его открытии (Событие). Композитор Верди (Лицо) сочинил оперу “Аида” (Документ), премьера которой (Событие) состоялась в 1870 г. в оперном театре (Организация) столицы Египта Каира (Регион) и т. д. , и т. п. Связи между объектами имеют зеркальный характер. Например, вы можете считать “опорными” объектами системы ' не лиц, а события, — и уже от них следовать по цепочкам связей к лицам, документам, регионам, организациям, связанным с этими событиями. О каждом экземпляре объекта, т. е. о каждом человеке, каждом регионе и т. п.) можно хранить не только структурированную, но и документальную информацию (например, фотографии, произвольные тексты и т. п.). Такие системы, как “Вариант”, обладают богатейшими возможностями для “автоматизации” интеллектуального труда (например, при составлении энциклопедий, справочников, словарей), и их можно использовать в общественных и политических организациях, в редакциях газет, в музеях, в исторических исследованиях и т. д. После небольшой корректировки на основе таких систем, как “Вариант”, можно создать, например, медицинскую (биологическую, фармацевтическую) базу данных, в которой в качестве объектов могут выступать пациенты, врачи, болезни, лекарства и т. п. Кроме того, такую систему легко модифицировать так, чтобы она могла хранить и обрабатывать звуковую и видеоинформацию (разумеется, для этого необходим компьютер, снабженный устройствами мультимедиа). Например, никто не мешает вам построить “эстрадную” базу данных, причем главными объектами такой базы могут быть, скажем, артисты эстрады, а данными (атрибутами) — песни или скетчи в их исполнении. В частном случае “значением” такого данного может быть фонограмма или даже видеоклип.

Любая система искусственного интеллекта работает в рамках какой-то определенной предметной области (медицинская диагностика, законодательство, математика, экономика и пр.). Подобно специалисту, компьютер должен обладать знаниями в данной области.

Знания в конкретной предметной области, определенным образом формализованные и заложенные в память ЭВМ, называются компьютерной базой знаний.

Правовые аспекты информатики

Современную программу часто называют продуктом. Дело в том, что “фирменная” программа — это в определенном смысле такой же промышленный продукт, как утюг, телевизор или холодильник. Это означает, что программа создается и распространяется по законам промышленного производства. Она имеет четко определенные и отлаженные функции, удобные средства взаимодействия с потребителем (их называют интерфейсом), разработанные с учетом требований эргономики, эстетики и безопасности, инструкцию по эксплуатации, гарантию, даже упаковку. И, разумеется, цену. Об этом часто “забывают” те, кто занимается копированием коммерческих программных продуктов у приятелей, на работе, даже на выставках. Все знают, что нельзя скопировать, скажем, клавиатуру, — ее можно только украсть. Но не все осознают, что незаконное копирование программы отличается от кражи клавиатуры лишь тем, что обворовывается не владелец, а изготовитель продукта (автор программы). В 1992 году в нашей стране принят Закон об охране программ и баз данных, который предусматривает строгие наказания за самовольное копирование программного обеспечения. Вместе с тем, существуют условно-бесплатные (shareware) и даже бесплатные (freeware) продукты (обычно это простые текстовые редакторы, некоторые игры, архиваторы, справочные программы). Авторы условно-бесплатного обеспечения полагаются на благородство потребителя: если программа вам понравилась, вы можете послать небольшую сумму по указанному адресу и стать зарегистрированным пользователем. Условия приобретения и распространения программы фиксируются изготовителем (автором) в документации, в сообщениях, поступающих на экран дисплея.

Bukvasha