Контрольная работа по "Информатике". 219

Оглавление 

1. Локальные сети. Виды топологий. Дать их характеристику и выбрать оптимальную для компании.

Локальная сеть (LAN — Local Area Network) позволяет объединить разрозненные компьютеры в работоспособный «коллектив» и организовать совместное использование файлов, программ-приложений, принтеров, модемов, электронной почты и дискового пространства, а также работать с многопользовательскими программами. Объединяя рабочие места внутри подразделений предприятия и связывая подразделения между собой, локальная сеть позволяет организовать систему внутренней отчетности, отражающую показатели текущего сбыта, суммы издержек, объемы материальных запасов, движение денежной наличности маркетинговой информационной системы предприятия.

Принципы  работы локальной сети. Для объединения компьютеров в локальную сеть используется дополнительное оборудование: сетевые платы (адаптеры), соединители, кабель. Существует несколько разновидностей сетевых кабелей. Иногда соединения выполняются тонким (ThinNet или CheaperNet) или толстым (ThickNet) коаксиальным кабелем. Можно воспользоваться экранированными (STP — Shielded Twisted Pair) или неэкранированными витыми парами (UTP — Unshielded Twisted Pair). Волоконно-оптические кабели позволяют добиться более высокого быстродействия и обеспечивают связь на больших расстояниях, чем другие типы кабелей. Однако эти кабели и соответствующие сетевые адаптеры довольно дороги. Тип применяемого кабеля в основном определяется выбранным типом адаптеров.

Топология кабельных  соединений может быть различной. Иногда между самыми удаленными друг от друга объектами сети прокладывается один-единственный кабель, обходящий «по дороге» все остальные станции, серверы и т.п. Этот способ соединения называют последовательным.

В некоторых случаях целесообразнее проложить отдельные кабели от центрального узла, например файл-сервера, к каждой рабочей станции. В результате получается топология, называемая лучевой.

В других случаях все  устройства подключаются к одному распределительному блоку или устройству доступа. Хотя последовательная топология предпочтительнее с точки зрения экономии кабеля, однако искать неисправности в такой сети гораздо сложнее, да и 'их последствия бывают более неприятными. Например, обрыв единственного кабеля в самом начале «цепочки» выведет из строя всю сеть, а аналогичная неисправность при других способах соединения приведет к отключению только одной рабочей станции или, в худшем случае, группы устройств.

Для создания ответвлений от кабеля приходится использовать специальные согласующие устройства. Кроме того, могут понадобиться и другие специфические узлы и блоки: распределительные щитки, трассовые усилители, коммутационные устройства и т.п.

Наиболее часто на практике используется соединение типа «звезда», при котором все компьютеры подключаются к коммутатору (Hub), так что разрыв соединения с одним из компьютеров вообще не влияет на соединение в сети других компьютеров. Заметим, что стоимость такой сети выше, поскольку требуется дополнительное устройство и существенно больше расход кабеля.

Некоторые фирмы, в частности Motorola, разработали новые конструкции локальных сетей, в которых кабели не используются. В таких локальных беспроводных сетях для передачи сигналов от одного компьютера к другому используются инфракрасное излучение или радиоволны.

Платы сетевых адаптеров  устанавливаются в слотах каждой рабочей станции и сервера. Через сетевой адаптер рабочая станция посылает запросы файл-серверу и через него же получает обратно весь запрошенный файл или его часть. Передача запросов и получение ответов в локальной сети эквивалентны считыванию и записи файлов на встроенный жесткий диск компьютера.

В локальной сети в  каждый конкретный момент времени друг с другом могут взаимодействовать только два сетевых адаптера. Если одна рабочая станция «общается» с файл-сервером (посылает запрос или принимает данные), другие должны ждать окончания этой процедуры. Эти задержки обычно бывают незаметными, и создается впечатление, что много рабочих станций обращаются к файл-серверу одновременно.

Если в сети не происходит передача данных, сигналы в ней  отсутствуют. После того как рабочая станция передала свой запрос по кабелю локальной сети, он освобождается для других посылок. Но что произойдет, если две или более рабочие станции попытаются использовать сеть одновременно? Возникает так называемое столкновение (collision). Оба «столкнувшихся» компьютера прекращают передачи и через некоторое время предпринимают новую попытку. В сетевых адаптерах сети Ethernet для того, чтобы обнаружить столкновения, используется метод, основанный на обнаружении несущей чужого сигнала в сетевом кабеле (принцип сокращенно называется CSMA/CD — Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection). Интервал времени, на который каждый из компьютеров прекращает передачу, выбирается случайным образом. После перерыва один из них практически всегда начнет передавать свои посылки раньше, чем другой. Этот метод довольно эффективен, однако при повышении интенсивности обменов в сети частота столкновений возрастает и ожидать ответов на запросы приходится все дольше и дольше.

Набор соединенных между  собой компьютеров становится сетью  только тогда, когда оговорены протоколы  обмена сообщениями различных уровней. На нижнем уровне компьютеры сети связываются друг с другом и с файл-сервером, используя пакеты сообщений, часто называемые кадрами.

Кадр — это элементарная «порция» информации, передаваемая по локальной сети (рис.1). Сетевой адаптер и его управляющая программа ориентированы на передачу и прием именно кадров. Каждому компьютеру присваивается уникальный сетевой адрес, по которому можно посылать сообщения.

Кадры сообщений могут  быть переданы в самых разных ситуациях, в том числе:

• для открытия сеанса связи с другим адаптером;
• при передаче данных (например файла);
• для подтверждения приема кадра данных;
• при посылке общего сообщения всем адаптерам;
• при закрытии сеанса связи.

Рис. 1. Схема представления типичного кадра

Структуры кадров в различных  сетях могут быть разными, но некоторые разделы присутствуют во всех вариантах. К ним относятся: сетевой адрес отправителя, сетевой адрес получателя, идентификатор содержимого кадра, данные или сообщение, контрольная сумма или код CRC (Cyclic Redundancy Check — избыточный циклический контроль) для обнаружения возможных ошибок при передаче.

Многоуровневое построение протоколов обмена позволяет максимально эффективно организовать взаимодействие компьютеров в сети. На нижнем уровне определяется, как заставить сетевой адаптер передать сообщение, но в нем нет таких понятий, как файл-сервер или перенаправление файлов. На высшем уровне, напротив, оперируют этими понятиями, но совершенно не интересуются устройством и даже названиями сетей. Только сочетание этих уровней позволяет создать локальную сеть. Структура кадра также оказывается разбитой на ряд уровней (рис. 2).

Рис. 2. Схема многоуровневой структуры кадра

Когда на высшем уровне протокола  принимается решение о передаче сообщения или файла, оно (сообщение или файл) передается на средний уровень (инструментом реализации этого уровня протокола может быть, например, сетевая BIOS) с указанием передать это сообщение другому компьютеру в сети (возможно, файл-серверу). На среднем уровне оно помещается в «конверт» (envelope) и передается на нижний уровень протокола, который обычно реализуется сетевой программой и платой сетевого адаптера. На этом нижнем уровне «конверт», созданный NetBIOS, вкладывается еще в один «конверт», и в таком виде сообщение передается в сеть. Каждый «конверт» представляет собой сочетание заголовка (header) и заключения (trailer, дословно — «прицеп»). При приеме сетевая программа в компьютере-адресате сначала «распечатывает» внешний «конверт» и передает результат этой операции на следующий, более высокий уровень протокола. На среднем уровне отбрасывается очередной «конверт» и сообщение (теперь это точная копия сообщения отправителя) передается на самый высокий уровень протокола принимающего компьютера.

Различные фирмы —  производители сетей по-разному  разбивают процедуру передачи сообщений на этапы, но всегда руководствуются при этом моделью OS1 (Open System Interconnection), разработанной Международной организацией по стандартам (ISO).

Большинство изготовителей  систем для локальных сетей придерживаются этого стандарта, но пока никем он не реализован полностью.

В коммуникационных протоколах модели OSI предусмотрено семь уровней (рис. 3). В большинстве современных сетевых операционных систем используются три или четыре уровня, поскольку при технической реализации процесса обмена данными в одном устройстве, например сетевом адаптере, сразу формируются физические сигналы и происходит управление линией связи.

Рис. 3. Схема представления  модели OSI

Физический  уровень. В этом разделе модели OSI определены физические и электрические параметры коммуникационных устройств сети (витых пар, волоконно-оптических и коаксиальных кабелей, разъемов, буферных усилителей и т.п.). Это чисто аппаратный уровень. Несмотря на то, что операции на остальных уровнях могут быть реализованы как схемотехнически, так и программно, все же они считаются программными по отношению к первому уровню.

Уровень линии  передачи. На этом уровне определяются те электрические сигналы (импульсы), которые поступают в сеть или принимаются из нее. Здесь, и только здесь формируются структура и способы электрического представления передаваемой информации (последовательности битов, способы кодирования, эстафеты). На этом же этапе обнаруживаются и корректируются ошибки (организуются запросы на повторную передачу ошибочно переданной информации). Поскольку этот уровень достаточно сложен, его часто разделяют на две ступени: управления доступом к носителю информации (MAC — Media Access Control) и управления линией связи (LLC — Logical Link Control). Процедуры подуровня MAC касаются непосредственной организации доступа к сети (передача эстафеты, контроль столкновений) и управления сетью. На уровне LLC, более высоком, чем MAC, происходят передача и прием сообщений пользователей.

Сетевой уровень. На этом уровне осуществляется адресация и определение маршрутов прохождения пакетов данных. Процедуры этого уровня ответственны за «доставку» сообщений по необходимым адресам.

Уровень транспортировки. Если в сети пересылается одновременно более одного пакета, процедуры этого уровня управляют очередностью их передачи, да и вообще движением данных в сети. Одной из операций, выполняемых на уровне транспортировки, является поиск и уничтожение «двойников» — дублирующих друг друга пакетов.

Сессионный  уровень. Реализованные на этом уровне функции позволяют скоординировать работу приложений, выполняющихся на двух рабочих станциях, в единый процесс (сессию), т.е. организовать весьма сложный по своей структуре диалог. На этом уровне формируется сессия, происходит управление пересылкой пакетов, имеющих к ней отношение, и организуется ее завершение.

Уровень представления  данных. Если в сети должны совместно работать компьютеры разных типов (например, фирм IBM, Apple, DEC и т.д.), то, как правило, приходится прибегать к преобразованию данных в форматы, принятые в этих компьютерах. Процедуры данного уровня предназначены именно для этих целей.

Уровень прикладных программ. Именно этот уровень в модели OSI «видит» прикладная программа. Здесь сообщение, которое должно быть передано по сети, «входит» в модель, «спускается» вниз до физического уровня, передается на другую рабочую станцию, а затем «поднимается» по уровням вверх до тех пор, пока не дойдет до программы-приложения на другом компьютере.

Нижние уровни протоколов. В, институте IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) был разработан ряд стандартов на характеристики и параметры сигналов в сетях. Эти стандарты известны как IEEE 802.3 (сеть типа Ethernet) и IEEE 802.5 (сеть типа Token Ring). Однако структуры кадров в исходной сети Ethernet и стандарте IEEE 802.3 несколько различаются.

Локальные сети развиваются  вместе с фирмами, их использующими. Приходится то связывать сети, ранее независимые, то выделять в сети отдельные участки, внутри которых взаимодействие куда активнее, чем с другими участками. Для всех этих манипуляций создано немало специальных устройств (Hub, bridge, router — разветвители, мосты, маршрутизаторы).

2. Операционная система Windows-2000. Назначение, основные принципы работы, область применения. Примеры работы  с программами.

Windows 2000 — полностью  32-разрядная операционная система с приоритетной многозадачностью, улучшенной реализацией работы с памятью и изначально проектировалась со средствами обеспечения надежности, защиты и управления. Windows 2000 выпускается в четырех вариантах: Windows 2000 Professional, Windows 2000 Server, Windows 2000 Advanced Server и Windows 2000 DataCenter Server. Эти версии отличаются количеством входящих в поставку служб и программ, степенью поддержки аппаратного обеспечения.

Windows 2000 Professional — базовая  операционная система для настольных и мобильных компьютеров. Основные цели проектирования операционной системы Windows 2000 заключались в упрощении работы, совмещении достоинств Windows NT и Windows 98, снижении стоимости эксплуатации.

В основу Windows 2000 положены следующие принципы.

1. Совместимость. Операционная система имеет привычный интерфейс, поддерживает файловые системы NTFS, FAT16, FAT32. Обеспечивает реализацию многих приложений MS DOS, Windows 9x и части приложений ; OS/2. Имеются средства для работы в UNIX и Novell сетях. Однако отмечается отсутствие драйверов части устройств, например, некоторых сканеров и принтеров.
2. Надежность и отказоустойчивость. Операционная система реализует отдельное адресное пространство для всех выполняемых задач. Такая архитектура защищает приложения от повреждения. В отличие от Windows 9x программы не имеют возможности вносить изменения в системные файлы. Имеется возможность контролировать занимаемую задачей память и загрузку компьютера.
3. Многопользовательность и защита данных. Операционная система позволяет установить для каждого пользователя собственные надстройки. Эти надстройки задают среду работы и ограничивают доступ к файлам и папкам, которые можно зашифровать с помощью персонального ключа.
4. Расширяемость и масштабируемость. Модульное построение операционной системы упрощает добавление новых компонент. Возможна организация работы до 32 процессоров. Windows 2000 содержит встроенные сетевые средства связи с различными типами компьютеров, поддерживающие разнообразные транспортные протоколы и технологию клиент-сервер.
5. Производительность. Приложения в Windows 2000 по сравнению с Windows 9х и NT работают на 25-30% быстрее, однако сама операционная система требует для работы более 64 Мбайт памяти.

Основные особенности  операционной системы Windows 2000:

1. предоставляет пользователю удобный и понятный интерфейс;
2. работает на компьютерах большинства доступных конфигураций;
3. имеет 32-разрядную файловую систему с открытой для дальнейшего развития архитектурой;
4. имеет встроенные средства для работы со звуком, видео- и компакт-дисками;
5. предоставляет инструменты Мастера (Wizards), автоматизирующие процесс выполнения операций путем задания простых вопросов пользователю;
6. включает встроенные средства диагностики, оптимизации и исправления ошибок, которые помогают устранять конфликты между устройствами и повышают эффективность функционирования всей системы;
7. максимально упрощает установку и настройку периферийных устройств за счет поддержки стандарта plug-and-play;
8. обеспечивает работу в режиме удаленного доступа и синхронизации файлов настольного и портативногокомпьютеров.

Пользовательский интерфейс Windows 2000 напоминает пользовательский интерфейс Windows 98 с интегрированным приложением Internet Explorer 5. Основой у интерфейса является концепция Рабочего стола. Реализация этой концепции позволила создать интуитивно понятный интерфейс и облегчить работу пользователей.

Операционные системы, применяющие эту концепцию, являются объектно-ориентированными. Каждому типу объекта в таких системах присваиваются свой значок (пиктограмма) и некоторый набор свойств, определяющих способы использования этого объекта.

Основными элементами рабочего стола Windows являются документы, папки, значки, ярлыки, окна, панель Microsoft Office для быстрого вызова приложений, линейка  задач.

Папки являются хранилищами, в которых хранятся другие папки, файлы, ярлыки и пиктограммы различных устройств (дисков, принтеров, компьютеров сети). Папку иногда рассматривают как аналог каталога ОС DOS, хотя это более широкое понятие. Рабочий стол в свою очередь является корневой папкой, в которой находятся все остальные.

На рабочем столе  хранится ряд специальных папок. К ним относятся Мой компьютер, Сетевое окружение, Корзина. Папка  Мой компьютер предоставляет  доступ к файлам, папкам и другим локальным ресурсам компьютера (панель управления, принтеры). Сетевое окружение позволяет общаться с ресурсами сети. При этом работа с сетью не зависит от используемого сетевого программного обеспечения. Объекты, находящиеся в Корзине, можно восстановить.

Значки обеспечивают быстрый доступ к различным объектам Windows. Некоторые значки имеют маленькие стрелочки в левом нижнем углу. Такие значки называются ярлыками. Ярлыки позволяют ускорить запуск программ, открытие документа или доступ к другим средствам Windows. Пользователь имеет возможность создать ярлык для любого объекта Windows и расположить этот ярлык в любом месте рабочего стола или папки. При активизации ярлыка открывается тот объект, на который он ссылается. Windows отслеживает перемещение и переименование файлов, поэтому ярлыки остаются действительными при изменении характеристик соответствующего объекта. При удалении ярлыка сам объект остается неизменным.

Окна представляют собой отображаемые на экране прямоугольники, в которых активизируются приложения или сообщения Windows. Размер большинства окон изменяется буксировкой их границ. В верхней части окна всегда располагается строка заголовка. В этой строке отображается значок системного меню, название окна и три кнопки манипулирования окном (закрытие, свертывание и развертывание окна). Местоположение окна изменяется буксировкой строки заголовка. Если объекты окна не помещаются в его текущие границы, то в окне добавляются горизонтальная и вертикальная полосы прокрутки. В Windows используются несколько видов окон:

1. окно приложения связано с конкретным приложением и характеризуется наличием дополнительных элементов, таких как меню, панели инструментов, строка состояния и т.д.;
2. окно документа порождается самим приложением;
3. диалоговое окно обеспечивает организацию взаимодействия пользователя с различными приложениями операционной системы. Его можно только закрыть или переместить. К этому типу окон относят диалоговые окна настройки даты и времени, свойств клавиатуры и экрана и др.;
4. окно системных сообщений предназначено для вывода разнообразных предупреждений и сообщений, генерируемых операционной системой или приложением (такое окно можно только закрыть).

Панель Microsoft Office обеспечивает ускоренный запуск приложений.

Панель задач предоставляет  пользователю удобные средства для работы и может быть расположена в любом крае рабочего стола. На панели задач располагаются кнопка Пуск и кнопки активных в текущий момент приложений. Настройка задач осуществляется путем выбора опции Свойства контекстного меню, вызываемого нажатием на ней правой кнопкой мыши. При настройке устанавливаются параметры самой линейки (режим отображения, размеры значков в меню Пуск, отображение индикаторов раскладки клавиатуры и времени) и список программ в программных группах меню Пуск.

Кнопка Пуск позволяет запускать любое приложение Windows, осуществлять поиск папок, файлов или устройств в сети, а также обращаться к справочной подсистеме. Меню, вызываемое нажатием этой кнопки, называется Главным меню.

Группа приложений Программы, доступных через Главное меню Windows, обычно формируется при инсталляции самой ОС и ее различных приложений.

Пункт меню Документы  содержит список последних 15 документов, открытых пользователем. При выборе одного из них автоматически загружается  приложение, в котором документ был создан, а сам документ становится доступным для работы в этом приложении.

Меню Настройка обеспечивает доступ к Панели управления, панели задач, обеспечивает инсталляцию принтеров. Возможности этого пункта используются при настройке ОС Windows.

Меню Поиск позволяет осуществлять поиск файлов, папок, компьютеров в сети по заданным критериям поиска: имени, шаблону, дате последнего изменения, размеру, содержимому файла и т. д.

Меню Справка обеспечивает обращение к справочной системе Windows и вызов учебника по Windows. В диалоговом окне справки предоставляется возможность обратиться к Содержанию, Предметному указателю и осуществить поиск по базе данных справки. Справочная система позволяет определить порядок и способы выполнения необходимых действий.

Меню Выполнить предназначено для активизации приложений и предоставляет пользователю возможности командной строки MS DOS. Приложение для командной строки выбирается с помощью кнопки Обзор. Меню Завершение работы позволяет подготовить компьютер к выключению, перезагрузить компьютер или изменить имя пользователя. Работу с компьютером необходимо завершать только через это меню. При этом обязательно следует дождаться сообщения, позволяющего выключить компьютер.

3. Графические редакторы. Назначение, разновидности.

Для создания графических образов или обработки изображений на компьютерах интенсивно развиваются программные средства в виде различных графических пакетов. Это обусловлено тем, что человек получает более 90% информации с помощью зрения и представление информации в графическом виде наиболее естественно. Персональные компьютеры по своим техническим характеристикам позволяют работать в графических средах и со сложными графическими образами.

График — метод визуального отображения цифровых взаимосвязей. Каждому числу соответствует пропорциональное расстояние от линии отсчета, отложенные точки на оси соединяются линией.

Графика — средства и системы ввода и отображения на экране и вывода отображений. Современные компьютеры оперируют с графическими образами. Применяются программы для работы с графикой высокой распознавательной способности экрана. Но эта графика требует больших объемов оперативной памяти. Современные компьютеры обрабатывают цветную графику высокой распознавательной способности.

Компьютерная  графика (computer graphics) — специальный метод генерации, визуального отображения на экране компьютера и сохранения информации. На экране может быть отображено все, что может быть воспроизведено на бумаге. Различие в том, что компьютерное отображение может динамически меняться, стираться, и сменяться почти мгновенно. Компьютерная графика осуществляет манипуляции с отображением, которые невозможны на бумаге. Применяется эффективно в различных сферах жизни общества, например для моделирования различных ситуаций.

Компьютерная графика  развивается интенсивно параллельно  с развитием современных информационных технологий. Для создания различных  графических образов и обработки  отображений компьютерный рынок предлагает различные пакеты компьютерной графики. Персональный компьютер и программные пакеты графики становятся в руках специалистов (художников, дизайнеров, конструкторов, менеджеров, научных сотрудников и др.) современным профессиональным инструментарием.

В развитии компьютерной графики выделяются два основных направления:

• подготовка отображений и создание новых графических образов;
• обработка отображений — предварительный ввод реального отображения в компьютер с целью его преобразования.

В соответствии с этим развивается и программное обеспечение. Классификация пакетов компьютерной графики показана на рис. 1.

Рис. 1 Классификация пакетов  компьютерной графики

Деловая графика присутствует во всех современных компьютерах. Она предназначена для построения диаграмм и графиков на основании данных таблиц.

Инженерная графика — применяется в системах автоматизации проектных работ, в автоматизированных рабочих местах инженера конструктора.

Научная графика  — средство и метод обработки и представления результатов научных экспериментов в графической форме.

Универсальные пакеты для обработки отображений ориентированы на широкий диапазон сфер применения: обработка фотоснимков в издательской деятельности, дизайн, художники, различные сервисные бюро и т.д.

Специализированные  пакеты обработки отображений ориентированы для решения конкретных задач в науке и прикладной сфере: космическая разведка, геология, криминалистика, биология, медицина и др.

Программные пакеты компьютерной графики для подготовки отображений  делятся на пакеты двух- и трехмерной статической и динамической графики. Их применение позволило сменить представление о возможностях дизайна и искусства, кино и мультипликации.

Векторные и  растровые отображения

В компьютерных технологиях  графические отображения бывают двух типов: векторные и растровые (точечные). Они обрабатывают отображения по-разному.

Векторная графика- метод построения объектов отображения в виде совокупности отрезков прямых линий (векторов), а не как набора индивидуальных точек (пикселей), которые применяются в растровой графике. Векторная программа каждый раз пересчитывает все точки контура исходя из новых значений координат нескольких точек. Отображение в векторной графике описывается в виде математических объектов — контуров. Каждый контур представляет собой независимый объект, который можно перемещать, сменять, масштабировать до бесконечности. Наиболее популярными векторными графическими редакторами являются Adobe, Illustrator и CorelDRAW.

Векторный графический  объект включает в себя два элемента: контур и его внутреннюю область, которая может быть пустой или иметь заливку цветом, с цветовым переходом (градиента) или мозаичным рисунком. Контур может быть как замкнутым, так и разомкнутым.