лекцияx

«Информационный процесс – совокупность последовательных действий
(операций), производимых над информацией (в виде данных, сведений,
фактов, идей, гипотез, теорий и пр.) для получения какого-либо результата
(достижения цели)»
Основы коммуникации.
Коммуникация – 1)путь сообщения, связь одного места с другим.
Линия связи –среда ,используеммая для передачи сигналов от передатчика к
приемнику.
коммуникационная деятельность — это деятельность по передаче
информации от источника (коммуникатора) к получателю (реципиенту)
посредством определенного канала. Между коммуникатором и реципиентом
может осуществляться «обратная связь», то есть процесс с помощью
которого коммуникатор получает информацию о том, в какой мере и с каким
качеством реципиент получил информацию.
Виды и модели сигналов
Процесс изменения параметров несущей в соответствии с сигналом,
передаваемом на этой несущей называется- модуляцией.
В качестве сигнала несущего информацию используют электрический ток(в
кабеле).Параметры электрических сигналов: мощность, длительность,
спектр, фаза, амплитуда.
Амплитудная модуляция
Частотная
Фазовая модуляция.(фаза менется на 180 при переходе от 0->1 или 1->0)
Канал передачи данных - часть коммуникационной сети, состоящая:
- из технических средств передачи и приема данных, включая линию
связи; а также
- из средств программного обеспечения и протоколов.
узком смысле, представляет только физическую среду распространения
сигналов, например, физическую линию связи.
АЧХ –как изменяется амплитуда синусойды на выходе линии связи по
сравнению с амплитудой на ее выходе для всех частот передаваемого
сигнала.
Полоса пропускания – диапазон частот, для которых отношение амплитуды
вых сигнала к вх превышает некоторый предел(0.5). Определяет диапазон
частот синусоид.сигнала передаваемого без искажения.
Затухание- Относительное уменьшение амплитуды или мощности при
передачи по линии связи сигнала определенной частоты.
L=10*log10(Pвых/Pвх)
Пропускная способность - максимально возможная скорость передачи
данных по линиям связи.
Количество изменений информационного параметра несущего колебания в
сек- измеряется в бодах.
Если 1 изменине сигнала – 3 бита.
В зависимости от среды передачи данных Линии связи могут быть:
Проводные (воздушные)
Кабельные
Беспроводные
Кабельные
На основе скрученых медных пар.(неэкранированная(простота монтажа
разъемов и ремонта(не более 100 метров затухание100Мбит)) /экран.())
Коаксиальные кабели с медной жилой.(большое расстояние передачи,
низкие помехи, скорость до 500Мбит).
Волокно оптические .
a. Спутниковые каналы.
b. Радиорелейные каналы.
2) Радиорелейные линии связи (РРЛ) предназначены для передачи
сигналов в диапазонах дециметровых, сантиметровых и
миллиметровых волн. Передача ведется через систему ретрансляторов,
расположенных на расстоянии прямой видимости. Ретрансляторы
осуществляют прием сигнала, усиление его, обработку и передачу на
следующий ретранслятор. Общая протяженность РРЛ может достигать
тысяч километров.
3) Оптоволоконные каналы, безусловно, являются одним из самых
перспективных направлений в области связи. Пропускная способность
оптических каналов на порядки выше, чем у линий на основе медного
кабеля. Кроме того, оптоволокно невосприимчиво к внешним помехам,
что снимает некоторые типичные проблемы медных систем связи.
Оптические сети способны передавать сигнал на большие расстояния
без потерь.
Помехи:
Медный кабель(паразитные токи от нагревания,ослабление сигнала,
искажение,коллизия.)
Эфир(коллизия,искажение (от атмосферных явлений,))
Перегрузка сети в часы пик(землетрясение...).
Аппаратура линии связи
Режим передачи. Существуют три режима передачи: симплексный,
полудуплексный и дуплексный.
Симплексный режим - передача данных только в одном направлении.
Примером симплексного режима передачи является система, в которой
информация, собираемая с помощью датчиков, передается для обработки на
ЭВМ. В вычислительных сетях симплексная передача практически не
используется.
Полудуплексный режим - попеременная передача информации, когда
источник и приемник последовательно меняются местами
Яркий пример работы в полудуплексном режиме - разведчик, передающий в
Центр информацию, а затем принимающий инструкции из Центра.
Дуплексный режим - одновременные передача и прием сообщений.
Дуплексный режим является наиболее скоростным режимом работы и
позволяет эффективно использовать вычислительные возможности
быстродействующих ЭВМ в сочетании с высокой скоростью передачи
данных по каналам связи. Пример дуплексного режима - телефонный
разговор.
Сетевые технологии обработки информации
Наиболее перспективными и эффективными среди используемых сегодня
ком п ью терных технологий обработки информации являются сетевые. В
качестве основы применения таких технологий выступают компьютерные
сети.
Компьютерная сеть — это два или несколько компьютеров,
соединенных между собой для обмена информацией.
По размерам и технологии соединения компьютерные сети можно
разделить:
• на локальные вычислительные сети (ЛВС), которые объединяют
компьютеры ограниченного числа пользователей, находящихся в одном
помещении, по средством прямого кабельного соединения (например, сеть
небольшого офиса);
• глобальные сети, обеспечивающие связь компьютеров и локальных сетей,
разб росанных на значительных территориях (ярким примером глобальной
сети является Интернет);
• корпоративные сети, которые предназначены для объединения
компьютеров замкнутой группы пользователей, скажем, сотрудников
крупной фирмы, и исп ользуют технологии соединения локальной и
глобальной сетей, при этом в них применяется централизованное
администрирование и единая политика безопасности (примером такой сети
может служить сеть корпорации “Лукойл”).
Топология сетей
Сетевая тополо́гия (от греч. τόπος, - место) — описание конфигурации сети,
схема расположения и соединения сетевых
устройств.
Сетевая топология может быть
физической — описывает реальное
расположение и связи между узлами сети.
 логической — описывает хождение сигнала в
рамках физической топологии.
 информационной — описывает направление
потоков информации, передаваемых по сети.
 управления обменом — это принцип
передачи права на захват сети.

Существует множество способов соединения
сетевых устройств, из них можно выделить пять
базовых топологий: шина, кольцо, звезда, ячеистая
топология и решётка. Остальные способы являются
комбинациями базовых. В общем случае такие
топологии называются смешанными или гибридными, но некоторые из них
имеют собственные названия, например «Дерево».
A - линия
B - каждый с каждым
C - звезда
D - кольцо
E - шина
F – дерево
Клиент сервер
Се́рвер (англ. server от англ. to serve — служить) — в информационных
технологиях — программный компонент вычислительной системы,
выполняющий сервисные функции по запросу клиента, предоставляя ему
доступ к определённым ресурсам.
Программа, являющаяся клиентом, взаимодействует с сервером, используя
определенный протокол. Она может запрашивать с сервера какие-либо
данные, манипулировать данными непосредственно на сервере, запускать на
сервере новые процессы и т. п. Полученные от сервера данные клиентская
программа может предоставлять пользователю или использовать как-либо
иначе, в зависимости от назначения программы. Программа-клиент и
программа-сервер могут работать как на одном и том же компьютере, так и
на разных. Во втором случае для обмена информацией между ними
используется сетевое соединение.
Разновидностью клиентов являются терминалы — рабочие места на
многопользовательских ЭВМ, оснащённые монитором с клавиатурой, и
не способные работать без сервера. В 90-е годы появились сетевые
компьютеры — нечто среднее между терминалом и персональным
компьютером. Сетевые компьютеры имеют упрощённую структуру и во
многом зависят от сервера.
Модель OSI
Сетевая модель OSI (базовая эталонная модель взаимодействия открытых
систем, англ. Open Systems Interconnection Basic Reference Model) —
абстрактная модель для сетевых коммуникаций и разработки сетевых
протоколов. Представляет уровневый подход к сети. Каждый уровень
обслуживает свою часть процесса взаимодействия. Благодаря такой
структуре совместная работа сетевого оборудования и программного
обеспечения становится гораздо проще и прозрачнее.
В настоящее время основным используемым семейством протоколов
является TCP/IP, разработка которого не была связана с моделью OSI. За все
время существования модели OSI она не была реализована, и, по-видимому,
не будет реализована никогда. Сегодня используется только некоторое
подмножество модели OSI. Считается, что модель слишком сложна, а её
реализация займёт слишком много времени.
Отдельные специалисты также утверждают, что история модели OSI
является типичным примером неудачного и оторванного от жизни проекта.

[править] Уровни модели OSI
Модель состоит из 7-ми уровней, расположенных вертикально друг над
другом. Каждый уровень может взаимодействовать только со своими
соседями и выполнять отведённые только ему функции.
[править] Прикладной уровень (Application layer)
Верхний (7-й) уровень модели, обеспечивает взаимодействие сети и
пользователя. Уровень разрешает приложениям пользователя иметь
доступ к сетевым службам, таким как обработчик запросов к базам данных,
доступ к файлам, пересылке электронной почты. Также отвечает за передачу
служебной информации, предоставляет приложениям информацию об
ошибках и формирует запросы к уровню представления. Пример: HTTP,
POP3, SMTP.
[править] Уровень представления (Presentation layer)
Этот уровень отвечает за преобразование протоколов и
кодирование/декодирование данных. Запросы приложений, полученные с
уровня приложений, он преобразует в формат для передачи по сети, а
полученные из сети данные преобразует в формат, понятный приложениям.
На этом уровне может осуществляться сжатие/распаковка или
кодирование/декодирование данных, а также перенаправление запросов
другому сетевому ресурсу, если они не могут быть обработаны локально.
Уровень 6 (представлений) эталонной модели OSI обычно представляет
собой промежуточный протокол для информации из соседних уровней. Это
позволяет осуществлять обмен между приложениями на разнородных
компьютерных системах прозрачным для приложений образом. Уровень
представлений обеспечивает форматирование и преобразование кода.
Форматирование кода используется для того, чтобы гарантировать
приложению поступление информации для обработки, которая имела бы для
него смысл. При необходимости этот уровень может выполнять перевод из
одного формата данных в другой. Уровень представлений имеет дело не
только с форматами и представлением данных, он также занимается
структурами данных, которые используются программами. Таким образом,
уровень 6 обеспечивает организацию данных при их пересылке. Чтобы
понять, как это работает, представим, что имеются две системы. Одна
использует для представления данных расширенный двоичный код обмена
иформацией EBCDIC, например, это может быть мэйнфрейм компании IBM,
а другая — американский стандартный код обмена информацией ASCII (его
используют большинстводругих производителей компьютеров). Если этим
двум системам необходимо обменяться информацией, то нужен уровень
представлений, который выполнит преобразование и осуществит перевод
между двумя различными форматами. Другой функцией, выполняемой на
уровне представлений, является шифрование данных, которое применяется в
тех случаях, когда необходимо защитить передаваемую информацию от
приема несанкционированными получателями. Чтобы решить эту задачу,
процессы и коды, находящиеся на уровне представлений, должны выполнить
преобразование данных. На этом уровне существуют и другие
подпрограммы, которые сжимают тексты и преобразовывают графические
изображения в битовые потоки, так что они могут передаваться по сети.
Стандарты уровня представлений также определяют способы представления
графических изображений. Для этих целей может использоваться формат
PICT — формат изображений, применяемый для передачи графики
QuickDraw между программами для компьютеров Macintosh и PowerPC.
Другим форматом представлений является тэгированный формат файлов
изображений TIFF, который обычно используется для растровых
изображений с высоким разрешением. Следующим стандартом уровня
представлений, который может использоваться для графических
изображений, является стандарт, разработанный Объединенной экспертной
группой по фотографии (Joint Photographic Expert Group); в повседневном
пользовании этот стандарт называют просто JPEG. Существует другая
группа стандартов уровня представлений, которая определяет представление
звука и кинофрагментов. Сюда входят интерфейс электронных музыкальных
инструментов MIDI (Musical Instrument Digital Interface) для цифрового
представления музыки, разработанный Экспертной группой по
кинематографии стандарт MPEG, используемый для сжатия и кодирования
видеороликов на компакт-дисках, хранения в оцифрованном виде и передачи
со скоростями до 1,5 Мбит/с, и QuickTime — стандарт, описывающий
звуковые и видео элементы для программ, выполняемых на компьютерах
Macintosh и PowerPC.
[править] Сеансовый уровень (Session layer)
5-й уровень модели отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя
приложениям взаимодействовать между собой длительное время.
Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом
информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу
данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений.
Синхронизация передачи обеспечивается помещением в поток данных
контрольных точек, начиная с которых возобновляется процесс при
нарушении взаимодействия.
[править] Транспортный уровень (Transport layer)
4-й уровень модели предназначен для доставки данных без ошибок,
потерь и дублирования в той последовательности, как они были
переданы. При этом неважно, какие данные передаются, откуда и куда, то
есть он предоставляет сам механизм передачи. Блоки данных он разделяет
на фрагменты, размер которых зависит от протокола, короткие объединяет в
один, а длинные разбивает. Протоколы этого уровня предназначены для
взаимодействия типа точка-точка. Пример: TCP, UDP. Существует
множество классов протоколов транспортного уровня, начиная от
протоколов, предоставляющих только основные транспортные функции
(например, функции передачи данных без подтверждения приема), и
заканчивая протоколами, которые гарантируют доставку в пункт назначения
нескольких пакетов данных в надлежащей последовательности,
мультиплексируют несколько потоков данных, обеспечивают механизм
управления потоками данных и гарантируют достоверность принятых
данных. Некоторые протоколы сетевого уровня, называемые протоколами
без установки соединения, не гарантируют, что данные доставляются по
назначению в том порядке, в котором они были посланы устройствомисточником. Некоторые транспортные уровни справляются с этим, собирая
данные в нужной последовательности до передачи их на сеансовый уровень.
Мультиплексирование (multiplexing) данных означает, что транспортный
уровень способен одновременно обрабатывать несколько потоков данных
(потоки могут поступать и от различных приложений) между двумя
системами. Механизм управления потоком данных — это механизм,
позволяющий регулировать количество данных, передаваемых от одной
системы к другой. Протоколы транспортного уровня часто имеют функцию
контроля доставки данных, заставляя принимающую данные систему
отправлять подтверждения передающей стороне о приеме данных.
[править] Сетевой уровень (Network layer)
3-й уровень сетевой модели OSI предназначен для определения пути
передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в
физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и
маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети. На этом
уровне работает такое сетевое устройство, как маршрутизатор. Протоколы
сетевого уровня маршрутизируют данные от источника к получателю и могут
быть разделены на два класса: протоколы с установкой соединения и без
него. Описать работу протоколов с установкой соединения можно на
примере работы обычного телефона. Протоколы этого класса начинают
передачу данных с вызова или установки маршрута следования пакетов от
источника к получателю. После чего начинают последовательную передачу
данных и затем по окончании передачи разрывают связь. Протоколы без
установки соединения, которые посылают данные, содержащие полную
адресную информацию в каждом пакете, работают аналогично почтовой
системе. Каждое письмо или пакет содержит адрес отправителя и
получателя. Далее каждый промежуточный почтамт или сетевое устройство
считывает адресную информацию и принимает решение о маршрутизации
данных. Письмо или пакет данных передается от одного промежуточного
устройства к другому до тех пор, пока не будет доставлено получателю.
Протоколы без установки соединения не гарантируют поступление
информации получателю в том порядке, в котором она была отправлена. За
установку данных в соответствующем порядке при использовании сетевых
протоколов без установки соединения отвечают транспортные протоколы.
[править] Канальный уровень (Data Link layer)
Этот уровень предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на
физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть.
Полученные с физического уровня данные он упаковывает во фреймы,
проверяет на целостность, если нужно исправляет ошибки (посылает
повторный запрос поврежденного кадра) и отправляет на сетевой
уровень. Канальный уровень может взаимодействовать с одним или
несколькими физическими уровнями, контролируя и управляя этим
взаимодействием. Спецификация IEEE 802 разделяет этот уровень на 2
подуровня — MAC (Media Access Control) регулирует доступ к разделяемой
физической среде, LLC (Logical Link Control) обеспечивает обслуживание
сетевого уровня. На этом уровне работают коммутаторы, мосты.
В программировании этот уровень представляет драйвер сетевой платы, в
операционных системах имеется программный интерфейс взаимодействия
канального и сетевого уровней между собой, это не новый уровень, а просто
реализация модели для конкретной ОС. Примеры таких интерфейсов: ODI,
NDIS
[править] Физический уровень (Physical layer)
Самый нижний уровень модели предназначен непосредственно для передачи
потока данных. Осуществляет передачу электрических или оптических
сигналов в кабель или в радиоэфир и соответственно их приём и
преобразование в биты данных в соответствии с методами кодирования
цифровых сигналов. Другими словами, осуществляет интерфейс между
сетевым носителем и сетевым устройством. На этом уровне работают
концентраторы (хабы), повторители (ретрансляторы) сигнала и
медиаконверторы. Функции физического уровня реализуются на всех
устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции
физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным
портом. К физическому уровню относятся физические, электрические и
механические интерфейсы между двумя системами. Физический уровень
определяет такие свойства среды сети передачи данных как оптоволокно,
витая пара, коаксиальный кабель, спутниковый канал передач данных и т.п.
Стандартными типами сетевых интерфейсов, относящимися к физическому
уровню, являются: V.35, RS-232C, RJ-11, RJ-45, разъемы AUI и ВNС.
[править] Взаимодействие уровней
Уровни взаимодействуют сверху вниз и снизу вверх посредством
интерфейсов и могут еще взаимодействовать с таким же уровнем другой
системы с помощью протоколов. Подробнее можно посмотреть на рисунке.
[править] Модель OSI и реальные протоколы
Семиуровневая модель OSI является теоретической, и содержит ряд
недоработок. Были попытки строить сети в точном соответствии с моделью
OSI, но созданные таким образом сети были дорогими, ненадёжными и
неудобными в эксплуатации. Реальные сетевые протоколы, используемые в
существующих сетях, вынуждены отклоняться от неё, обеспечивая
непредусмотренные возможности, поэтому привязка некоторых из них к
уровням OSI является несколько условной: некоторые протоколы занимают
несколько уровней модели OSI, функции обеспечения надёжности
реализованы на нескольких уровнях модели OSI.
Основная недоработка OSI — непродуманный транспортный уровень. На
нём OSI позволяет обмен данными между приложениями (вводя понятие
порта — идентификатора приложения), однако, возможность обмена
простыми датаграммами (по типу UDP) в OSI не предусмотрена —
транспортный уровень должен образовывать соединения, обеспечивать
доставку, управлять потоком и т.п. (по типу TCP). Реальные же протоколы
реализуют такую возможность.
Интернет
Интерне́т (от англ. Internet, Interconnected Networks — объединённые сети,
[интэрнэ́т]) — глобальная телекоммуникационная сеть информационных и
вычислительных ресурсов. Служит физической основой для Всемирной
паутины.
Поисковые системы(google,rambler,aport,yandex).
DNS (англ. Domain Name System — система доменных имён) —
распределённая система (распределённая база данных), способная по
запросу, содержащему доменное имя хоста (компьютера или другого
сетевого устройства), сообщить IP адрес или (в зависимости от запроса)
другую информацию.
Доме́н — название зоны в системе доменных имён (DNS) Интернета,
выделенной какой-либо стране, организации или для иных целей. Структура
доменного имени отражает порядок следования зон в иерархическом виде;
доменное имя читается слева направо от младших доменов к доменам
высшего уровня (в порядке повышения значимости), корневым доменом всей
системы является точка ('.'), следом идут домены первого уровня
(географические или тематические), затем - домены второго уровня, третьего
и т. д. (например, для адреса ru.wikipedia.org домен первого уровня — org,
второго wikipedia, третьего ru).
Термин гиперте́кст был введён Тедом Нельсоном в 1965 году для
обозначения «текста ветвящегося или выполняющего действия по запросу».
Обычно гипертекст представляются набором текстов, содержащих узлы
перехода от одного текста к какому-либо другому, позволяющие избирать
читаемые сведения или последовательность чтения
Распределенная среда обработки данных
Распределенная среда обработки данных - технология распределенной
обработки данных, представляющая собой стандартный набор сетевых служб
для выполнения прикладных процессов, рассредоточенных по группе
абонентских систем (по гетерогенной сети). Функции распределенной среды
включают:
- службу каталогов, позволяющую клиентам находить серверы;
- службу интерфейса многопоточной обработки;
- службу удаленного вызова процедур;
- службу обслуживания файлов;
- службу безопасности данных;
- службу времени, синхронизирующей часы в абонентских системах.
Распределенная обработка данных
Didtributed Data Processing (DDP)
Распределенная обработка данных - методика выполнения прикладных
программ группой систем. При этом пользователь получает возможность
работать с сетевыми службами и прикладными процессами,
расположенными в нескольких взаимосвязанных абонентских системах.
Сетевая служба каталогов
Directory network service
Сетевая служба каталогов - сетевая служба:
- предназначенная для ведения каталогов сети; и
- обеспечивающая взаимосвязь этих каталогов.
Сетевая служба каталогов предусматривает:
- возможность создания нескольких деревьев каталогов;
- использование утилит, позволяющих менять структуру каталогов;
- контроль прав доступа к каталогам и ресурсам.
Структуры данных
структура данных — это программная единица, позволяющая хранить и обрабатывать множество
однотипных и/или логически связанных данных.
Индексный массив (в некоторых языках программирования также таблица, ряд) —
именованный набор однотипных переменных, расположенных в памяти непосредственно
друг за другом (в отличие от списка), доступ к которым осуществляется по индексу.
Индекс массива — целое число, либо значение типа, приводимого к целому,
указывающее на конкретный элемент массива
Множество- любой чётко определённый набор объектов. Set of [0..9]