Всё что используется в программе, должно быть перед этим ОПИСАНО!!!

Директивы компилятора используются программистом для управления режимом компиляции, т.е. включает/выключает контроль ошибок, изменяет распределение памяти и т.д.

Управляющие структуры

Оператор – конструкция языка программирования, служащая для задания какого – либо действия или последовательности действий в программе над данными.

Любой оператор подразумевает некоторое действие;

Оператор присваивания:

Var w, h: integer;

Begin

w:=23;

h:=17;

w:=w+h;

end.

Простой и составной оператор:

Простой оператор не содержит в себе других операторов:

A: =11; B: =A*A; Writeln (A, B);

Составной оператор – последовательность операторов, рассматриваемых как единый:

Begin

A: = 11;

B: =A*A;

Writeln (A, B);

End.

Условный оператор:

Используется для программирования ветвей. В каждой ветви допускается запись только одного оператора:

If k>5 then

Begin

X: = X+5; y: =1;

End;

Else

y:=-1;

Вложенные условные операторы:

Альтернатива else, считается, принадлежит ближайшему условному оператору if, не имеющий своей ветви else.

If <условие1> then

If <условие2> then

<оператор А>;

Else

<оператор Б>;

Оператор множественного выбора:

Используются для реализации нескольких альтернативных вариантов действий, каждый из которых соответствует своим значениям некоторого параметра.

Case I of

1: x: =x+1;

2,3: x: =x+2;

4…9: begin

Writeln (x);

X: = x+3;

End;

Else

X: =x+x;

Writeln (x);

End.

Оператор цикла «Пока» (с предусловием)

Var F, N: LongInt;

Begin

F: =1; N: =1;

While N<=10 do

Begin

F: =F*N; Inc(N);

End;

Writeln (F);

End.

Оператор цикла с параметром (цикл по счётчику)

Var

I: integer;

C: char;

B: Boolean;

E: (E1, E2, E3, E4);

Begin

For I: = -10 to 10 do write (I);

For C: = ‘a’ to ‘z’ do write (C);

For B: = False to True do write (B);

For E: = E1 to E4 do

Begin

I: =ORD (E);

Writeln (I);

End;

End.

Оператор безусловного перехода:

Передаёт управление выполнением, в указанное с помощью метки, место программы. Метка может стоять в программе в любом месте между оператором и отделяется от второго оператора “:”

Label L1, L2;

Begin

…

Go to L1;

…

L1: go to L2;

…

L2: end.

Запрещает переходить по оператору go to между процедурами.

Процедуры Exit и Halt предназначены для выхода из программы блоков:

Halt – выход их программы;

Exit - выход из подпрограммы;

Break – реализует выход из цикла любого типа;

Continue – осуществляет переход на следующее поле цикла, игнорируя оставшиеся до конца тела операторы.

Лекция №4

Структурированные типы данных

Массивы – упорядоченная совокупность однотипных данных.

Type

Vector: = array [1…3] of real;

Var

R, V: Vector;

<тип элемента> массива – любой допустимый в Turbo Pascal тип, кроме файла.

Многомерный массив:

Type

Matrix: = array [0…5; 2…2, char] of real

Доступ к элементам массива:

Var m: Matrix; N: Byte;

Begin

…

m [1, 0; ‘d’]: = 5.2;

N: = 2;

m [N-1] [0] [‘n’]: = 6.3;

…

End.

Присваивание массивов:

Var

A, B: array [1…5] of real;

Begin

A: = B;

…

End.

Запись – структура данных, состоящих из фиксированного числа разнотипных компонентов, называемых полями записи.

Оператор присоединения:

With D do

Begin

R. Rx: = 2;

With R do

Rz: = ‘f’;

End;

Множества – структурированный тип данных, представляющий собой неупорядоченную совокупность неповторяющихся элементов. Количество элементов, входящих во множество, может меняться в пределах от 0 до 256.

Типы совместимы, если:

-Оба типа являются тождественными;

-Оба типа являются вещественными;

-Оба типа являются целыми;

-Оба типа являются поддиапазоном другого;

-Оба типа являются множествами, составленными из одного и того же базового типа;

-Оба типа являются строковым, а другой символьным или строковым;

-Оба типа являются указателем, а другой указателем или ссылкой;

Явное преобразование типов:

TRUNC (x) – преобразует значение вещественного типа в значение целого типа, отбрасывая дробную часть.

ROUND (x) - преобразует значение вещественного типа в значение целого типа, округляя его до ближайшего целого.

ORD (x) – преобразует значение порядкового типа в его номер.

CHR (x) – преобразует код символа в сам символ.

Type M2Word: = array [1…2] of Word;

M4 Byte: = array [1…4] of Byte;

Var V1: M2 Word; V2: M4 Byte;

V3: Long Int; V4: Integer;

Begin

V3: = 10; V1: = M2Word (V3);

V2: = M4 Byte (V3); V4: = Integer (V1 [1]);

End.

Неявное преобразование типов:

Реализуется в выражениях, составленных из вещественных и целочисленных переменных, последние автоматически преобразуется к вещественному типу, и всё выражение в целом преобразует вещественный тип.

Лекция №5

Подпрограммы и модули

Подпрограммы - представляют собой относительно самостоятельные фрагменты программы, оформленные особым способом и снабжённые именем.

Подпрограмма – независимый инструмент (исходный код), который предназначен для экономии ресурсов и памяти, т.к. каждая подпрограмма записывается всего один раз, а вызвать её можно несколько раз.

При разбиении максимально реализуется принцип нисходящего проектирования, – при котором исходный код программы представляется в виде последовательно относительно крупных подпрограмм.

Программа, вызываемая упоминанием в тексте программы, называется вызовом.

Program Calculator;

begin

Initialize;

Draw Screen;

Calculation;

Rest Screen;

end.

Машинные команды, из которых состоит любая программа, хранятся в кодовом сегменте ОЗУ, адрес которого находится в регистре процессора CS. Выполнение программы происходит путём последовательного чтения команд, начиная с первой, следующей выполняется команда, расположенная «выше» только что выполненной. Смещения относительно начала кодового сегмента, определяющего адрес выполняемой команды, процессор хранит в регистре IP. Пара CS,IP указывает на текущую команду и называется активной точкой программы.

Естественный порядок выполнения команд н арушается при обращении к подпрограмме.

Адрес точки возврата хранится в ячейках, специально выделенного сегмента ОЗУ, называется стеком. Кроме того, стек в памяти используется для хранения значений локальных переменных подпрограммы во время выполнения операторов, входящих в её тело.

Значение сегмента стека SS и текущее значение указателя вершины стека SP хранятся в соответствующих регистрах центрального процессора. Особенность заполнения стека в памяти состоит в том, что он заполняется сверху вниз, т.е. ячейки со смещением больше SP заняты, а меньшие – свободны.

Область видимости переменных:

Локальные – константы, типы, переменные, существующие только внутри процедур или функция, и объявленные либо в соответствующих разделах Const, Type, Var внутри данной процедуры или функции, либо в списке формальных параметров.

Глобальные - константы, типы, переменные – это те, которые объявлены в программе вне процедур или функций. Они доступны из любого места программы.

Область видимости переменных – это ряд операторов, в которых переменная «видна».

Время жизни переменной – это время, в течение которого переменная связана с определённой ячейкой памяти.

Program Main;

Var

Xmain, Ymain: integer;

Procedure Pl;

Var

Res: real;

Begin

Res: =0.5;

Ymain: =Res+ Xmain*Ymain;

Xmain: = Xmain+1;

End;

Var

Zmain: Extended;

…

Begin

…

Pl;

…

Параметры - обеспечивают обмен значениями между вызывающей частью программы и вызываемой подпрограммой. Параметры могут быть параметр – значением, параметр – переменной, параметр – константой. Описываемые в заголовке подпрограммы параметры называют формальными.

Procedure Pl (A: Integer; var B: Real);

А те, которые подставляются на их место при вызове – фактическими. Т.к. они при выполнении, как бы замещают, все вхождения в подпрограмму своих формальных «двойников».

Pl (A_fact, B_fact);

Параметр – значения – локальная переменная подпрограммы, стартовой значение которых, задаётся при вызове подпрограммы из внешних блоков.

Если параметр описан как параметр – переменная или параметр – константа, то в подпрограмму передаются адреса фактических параметров. Все изменения параметр – переменной в подпрограмме происходит с переменной, передаваемой в качестве фактического параметра. Параметр – константа не может изменяться в подпрограмме. На место фактического параметра – значения можно поставить литерал, выражающий идентификатор, а на место параметр – переменной и параметр – константы толь идентификатор.

Const

A: Integer =5;

B: Integer =7;

Procedure Plus (var C: integer; B: integer);

Begin

C: = C+C;

B: = B+B;

Writln (C,B);

End;

Begin

Writln (A,B);

Plus (A,B);

Writln (A,B);

End.

Функция – возвращает в вызываемый блок своё значение в виде скаляра, строки и указателя.

Var

X, Y: real;

Function Power (Arg, P: Real): Real;

Begin

If Arg<>0 then

Power: = exp (P*ln (abs (Arg)));

Else

If P: =0 then

Power: = 1

Else

Power: = 0;

End;

Begin

Readln (x;y);

Writln (x;y);

End.

Лекция №6

Основы технологии локальных сетей.

Особенности локальных сетей.

Возможности:

-Совместное использование различных ресурсов;

-Доступ и единая база данных;

-Обмен файлами, сообщениями почты;

-Организация согласованной работы компьютеров;

-Суммирование вычислительных мощностей компьютеров;

Недостатки сетей:

-Затраты на покупку сетевого оборудования;

-Приём на работу администратора для контроля за сетью;

-Ограничение возможности перемещения компьютеров;

- Повышение опасности распространения вирусов по сети;

-Повышение опасности несанкционированного доступа к информации с целью её кражи или уничтожения;

Основные понятия сетей:

-Абонент;

-Сервер;

-Промежуточное сетевое устройство;

-Среда передачи;

-Сетевой адаптер;

-Скорость обмена в сети;

-Время доступа к сети;

-Метод доступа к сети;

-Нагрузка на сеть;

Свойства локальной сети:

-Высокая скорость передачи информации. Средняя скорость – 100 Мбит/с.

-Низкий уровень ошибок передачи.

-Быстродействующий метод доступа к сети. Время доступа к сети не

должно превышать десятков-сотен млн. секунд.

-Ограниченное количество компьютеров.

Применение локальной сети:

-Используются все возможности сети;

-Средство подключения к глобальной сети – Internet.

-Интерфейс для подключения периферийных устройств. Большая часть возможностей сети не используется.

Методы передачи информации:

Симплексный метод – информация передаётся всегда больше в одну сторону. В локальной сети этот метод не используется.

Полудуплексный метод – информация может передаваться в обе стороны, но только по очереди, не одновременно. Данный метод сейчас является основным в локальных сетях.

Полнодуплексный метод – информация может передаваться в обе стороны одновременно. В локальных сетях мало применяется.

Топология сетей.

-Схема расположения компьютеров, подключённых к сети;

-Структура кабелей или других каналов связи;

-Способ организации информационного обмена;

Выбор топологии сети:

-Устойчивость к неисправности компьютеров, подключения к сети;

-Устойчивость к неисправностям сетевого оборудования;

-Устойчивость к обрывам кабелей сети;

-Ограничение длины кабеля из-за затухания, распространяющегося по нему сигналу;

Базовые топологии:

Шина (bus) – все компьютеры параллельно подключены к одной линии связи;

Кольцо (ring) – все компьютеры последовательно объединены в кольцо;

Звезда (star) – к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причём каждый из них использует свою отдельную линию связи;

Электрические кабели:

Типы кабелей:

-Электрические кабели из витых пар проводов;

-Электрический коаксиальный кабель;

-Оптоволоконный кабель;

Параметры:

-Полоса пропускания кабеля и затухания сигнала в кабеле. Допустимая длина;

-Помехозащищённость кабеля и обеспечение им секретности передачи информации;

-Скорость распространения сигнала по кабелю или обратный параметр – задержка сигнала на 1 метр длины кабеля;

-Волновое сопротивление кабеля;

Стандарты на кабели:

-EIA/TIA 568 – американские;

-ISO/IEC IS 11 801 – международные;

-CENELEC EN 50/173 – европейские;

Все 3 стандарта очень похожи.

Категории кабелей UTP:

-Кабель категории 1 – телефоны, для передачи речи;

-Кабель категории 5 – самый распространённый кабель, для передачи данных до 100 МГц, 27 витков/м.

-Всего существует 7 категорий.

Затухание кабелей UTP

Частота, МГц	Кабель категории 3	Кабель категории 5
1.0	7.8	6.3
4.0
8.0
16.0
25.0	---
100.0	---

Оболочка кабеля:

Non – plenum (ПВХ, ПП, П7) – для эксплуатации в обычных условиях, с открытым доступом, легко горит с большим количество газов, серый цвет.

Plenum (телефон) – для эксплуатации в тяжёлых условиях, в закрытых объёмах, более устойчив к высокой температуре, оранжевый цвет.

Среды передачи информации

Типы оптоволоконных кабелей:

Одномодовый: лазер, 1,3 мм., до 5 дБ/м;

Многомодовый: светодиод, 0,85 мм., до 20 дБ/м;

Свойства оптоволоконного кабеля:

-Малое затухание на высоких частотах. Большая допустимая длина;

-Высокая помехоустойчивость и секретность;

-Не требуется гальваническая развязка и заземление;

-Высокая сложность монтажа;

-Чувствительность к механическим нагрузкам и перепадам температуры, большой радиус изгиба;

-Связь «точка-точка»;

Радиоканалы (WLAN, Wi-Fi):

Диапазоны – 2,4 ГГц и а ГГц;

Расстояние – до 100 м;

Скорости – 11 Мбит/с, 54 Мбит/с;

Включение электрического кабеля:

-Оконченное согласование кабеля с помощью терминалов;

-Гальваническая развязка компьютеров от сети;

-Заземление каждого компьютеры;

-Заземление экрана в одной единственной точке;

Лекция №7

Кодирование информации в локальных сетях

Проблемы выбора кода:

-Требуемая полоса пропускания кабеля при заданной скорости и передачи;

-Синхронизация приёма битов;

-Детектирование начала передачи;

-Детектирование окончания передачи;

-Требуемая аппаратура кодирования/декодирования;

-Количество уровней сигнала кода;

-Количество требуемых линий передачи

-Возможности использования гальванической развязки;

-Возможности использования разных сред передачи;

Код RZ - трёхуровневый код, который получил такое название потому, что после значащего уровня, шкала в первой половине битового интервала, следует возврат к некому нулевому уровню. Переход происходит при логическом нуле сигналов.

В центре битового интервала всегда есть переход, следовательно, из этого кода приёмник может легко выделить синхроимпульс.

К началу/окончанию передачи данных не требуется начального (стартового) бита, так как приёмник должен лишь отслеживать уровень сигнала в предыдущем и последующим битам передачи данных.

Манчестерский код – часто используется в локальных сетях. Как и код RZ, относится к самым синхронизирующимся кодам, но имеет не 3, а 2 уровня, что способствует повышенной помехозащищённости и более простому оборудованию приёма и передачи данных.

Код 4В/5В - преобразует 4 информационных бита в 5 передаваемых бита.

+Синхронизация приёмника происходит один раз на 4 бита;

-Полоса пропускания ниже, чем в RZ (100МГц);

Код 8В/6Т – предусматривает трёх трехуровневых сигналов по трём витым парам;

-Используется в наших локальных сетях дома;

-Имеет полосу пропускания 16 МГц;

Модуляция

Видов модуляции много, но мы рассмотрим:

-Частотная;

-Амплитудная;

-Фазовая;

Амплитудная модуляция, при которой логическая 1 соответствует наличии сигнала, 0-отсутствию сигнала.

-сигнал сильно подвержен действию помех и шумов;

-по длине канала происходят затухания сигнала;

+простота аппаратной реализации;

Частотная модуляция, при которой логическая 1 соответствует сигналу более высокой частоты, а 0-более низкой частоты, амплитуда - остаётся постоянной.

Фазовая модуляция, при смене логического 0 на 1 или наоборот происходит резкое изменение фазы сигнала и амплитуды.

Методы управления обмена данных

-арбитражные методы доступа, разрешают конфликты, которые возникают у абонентов в сети. От метода управления зависит скорость передачи данных, обмена данных и нагрузочная способность сети.

Метод управления – алгоритм, который программно реализуется для управления обмена данными;

Тип управления данными связан с топологией сети;

-Централизованные – всё решает управляющий центры

-Активные – центр опрашивает;

-Пассивные – центр прослушивает;

-Децентрализованные – управляющего центра нет;

-Детерминированные – есть механизм определения следующего передающего абонента

-Случайный – передающий абонент выбирается в результате состязаний;

+маркерный доступ;

+высокая гибкость и устойчивость к отказам;

В сети обязательно применяется кокой - либо метод управления обменом, разрешающий или предотвращающий конфликты между абонентами.

Централизованное управление в «звезде»:

Периферийные абоненты, желающие передать свой пакет, посылают центру запрос, центр же предоставляет им право передачи пакета в порядке очереди.

+самый простой, но не самый гибкий метод, поскольку цент работает по заданному алгоритму.

Централизованное управление в «шине»:

Один из абонентов – центр, посылает по «шине» всем остальным абонентам запросы, выясняя, кто из них хочет передать информацию, и затем разрешает одному из абонентов приём/передачу информации

Единственное отличие с предыдущей схемой в том, что опрос не проходит через другие компьютеры, а сразу идёт в центральный.

Коллизии при свободной сети:

Если в момент возникновения у абонента заявки на передачу, сеть занята, то абонент ждёт по сеть освободиться, то искажается оба пакета.

Расчёт минимальной длительности пакета:

L – Полная длина сети

V – Скорость распространения сигнала в используемом кабеле

Минимальная длина пакета должна быть не менее - 2L/V

PDV – двойное время распространения сигнала по сети.

Лекция №8

Обмен пакетами в локальных сетях

В локальных сетях информация передаётся отдельными порциями, которые называются пакетами или кадрами.

Как ранее упоминалось, время доступа является одним из важнейших параметров локальной сети и определяется как временной интервал между моментом готовности абонента к передаче и моментом самой передачи.

Проблемы выбора длины пакета:

-Уменьшение величины времён доступа: 1Гб при скорости 100 Мбит/с. передаётся за 10 секунд;

- Уменьшается вероятность ошибки передачи пакета для снижения количества повторных передач;

-Уменьшение доли служебной информации: адресная, управляющая, контрольная, синхронизирующая;

-Эффективная работа метода управления обменом для управления в правах всех абонентов в сети;

Оптимальная длина пакета: от нескольких байт до нескольких Кбайт.

Одновременно несколько пакетов информации передаваться не могут; и если бы один абонент постоянно передавал, какие – либо пакеты, то остальным абонентам пришлось бы ждать, когда он закончит свою передачу, в связи с этим была принята оптимальная длина пакета для каждой сети и подбирается необходимый метод управления обменом данных.

Типичный формат пакета:

Преамбула – она же стартовая комбинация, обеспечивает предварительную настройку аппаратуры адаптера на приём и обработку пакета.

В процессе сеанса обмена информации по сети между передающими и принимающими абонентами происходит обмен информации и управляющую пакетами по условным правилам, эти правила называются протоколом обмена пакета.

В сигнале многоуровневым происходит многоуровневый обмен пакетами, соответственно пакеты должны содержать другие пакеты в себе и называется это инкапсуляцией пакетов, при этом полностью целый пакет более высокого уровня помещается в данные пакета более низкого уровня.

Каждый абонент локальной сети имеет свой уникальный адрес, этот адрес называется MAC-адрес.

MAC-адрес формируется чаще всего производителем сетевых устройств и присваивается каждому устройству.

OUA – номер сетевого адаптера (16млн);

OUI – номер производителя (4млн);

U/G – универсальное/локальное управление;

I/G – индивидуальная/групповая адресация;

UAA – универсально управляемый адрес.

Эталонная модель OSI

Семиуровневая модель OSI:

7. Прикладной

6. Представительный

5.Сеансовый

4.Транспортный

3.Сетевой

2.Канальный

1.Физический

Прикладной уровень – файлы, базы данных, почта, регистрация;

Представительный уровень – преобразование форматов, кодировка, шифрование, сжатие (переводчик);

Сеансовый уровень – проведение сеансов связи, контроль прав доступа;

Транспортный уровень – разделение на пакеты и контроль доставки в нужном порядке;

Сетевой уровень – адресация пакетов, выбор маршрута доставки;

Канальный уровень – формат пакета, доступ к сети, контроль правильности передачи пакета;

Физический уровень – кодирование, формирование символов, развязка, согласование, кабели, разъёмы.

LLC – установление виртуального канала, контроль правильности передачи;

MAC – управление доступом сети, формат пакета.

Лекция №9

Модель OSI – модель взаимодействия открытых систем, она определяет различные уровни взаимодействия систем в сетях с коммутацией пакетов, даёт им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень.

-Разработана в 70-ые годы;

-Полное описание модели занимает 100 страниц;

-В модели OSI средства взаимодействия делятся на 7 уровней, которые мы указали раньше;

Физический уровень – имеет дело с передачей битов по физическим каналам связи (провода, витая пара).

-Примером может послужить 10 BASE-T технологии User Net, которая определяет в качестве использования витую пару;

Канальный уровень – обеспечивает корректность передачи каждого кадра, помещая специальный бит начальный и конечный. Это делается для определения сигнала.

-Вычисляет контрольную сумму пакетов, и добавляют её к кадру;

-Примером является User Net и FDDI;

Сетевой уровень – служит для образования единиц транспортной системы, объединяющей несколько сетей.

-Сети соединяются между собой с помощью специальных устройств, называемых маршрутизаторами;

Транспортный уровень – обеспечивает приложениям или верхним уровням (прикладному и сеансовому) передачу данных с той степени надёжности, которая им нужна.

Сеансовый уровень – обеспечивает управление диалогами: фиксирует, какая из сторон является активной в настоящий момент и предоставляет ей средства синхронизации.

Представительский уровень – имеет дело с формой представления, передаваемой по сети информации, меняя её содержимое.

Сетевое оборудование

Типы аппаратуры:

-Кабели для передачи информации;

-Разъёмы для присоединения кабелей (конекторы);

- Терминаторы (соглосователь);

-Сетевые адаптеры (сетевые карты);

-Репитеры (повторители);

-Трансиверы (передатчики);

-Концентраторы (хаббы);

-Коммуникаторы (свитчи);

-Мосты;

-Маршрутизатор (роутер);

-Шлюзы.

Хаббы – коммутируют несколько сетей (раздают сеть на несколько устройств).

Коммуникаторы (свитчи) – позволяют переключать сигнал с одного устройства на другое.

Мост – позволяет объединить несколько сетей разных и одинаковых типов.

Роутер – служит для распределения беспроводной сети (Wi-Fi).

Сетевой адаптер взаимодействует только с двумя уровнями физическим и канальным, в то время как роутер взаимодействует с тремя, а шлюз – с семью.

Основные протоколы сетей

Протоколы сетей:

Прикладные – обеспечивают взаимодействие, обмен файлами и т.д. (они же выполняют функции верхних уровней модели OSI).

Транспортные – гарантируют надёжный обмен данными в ходе сеансов связи. (выполняют функции средних уровней модели OSI).

Сетевые – управляют адресацией, маршрутизацией, проверкой ошибок. (выполняют функции низших уровней модели OSI).

уровни	протоколы
Прикладной	FTP
Представительный	FTP
Сеансовый	TCP
Транспортный	IP
Сетевой	Драйвера
Канальный	Управление доступа к среде
физический	Физический

В таблице указаны соотношения модели OSI (слева) и соотношения Internet (справа).

Сетевые программные средства

Сетевые программные средства делятся одноранговые сети и сети на основе сервера.

Одноранговые сети:

-Низкая стоимость;

-Гибкость;

-Простота обслуги;

- Невысокое быстродействие;

- Небольшое количество компьютеров (до 10);

- Чувствительность к отказам всех компьютеров;

Сети на основе сервера:

-Высокое быстродействие;

-Развитая система управления;

-Простота наращивания;

-Большое количество компьютеров (до 1000);

-Высокая стоимость;

-Необходимость обслуживания;

-Чувствительность к отказам;

В одноранговых сетях, как правило, используются операционные системы Windows XP, Windows Vista, Windows 7.

Сети на основе сервера, как правило, используют: Windows Server 2003, 2008; Novell Net Wave; Linux.

Основные параметры сети:

-Скорость передачи информации;

-Метод доступа;

-Возможные топологии;

-Размеры сети;

-Стоимость оборудования;

-Уровень стандартизации;

-Количество абонентов;

-Используемые коды.

Основные стандарты IEEE802:

IEEE802.1 – управление сетевыми устройствами и объединение сетей;

IEEE802.2 – управление логичной связью на подуровни LLC;

IEEE802.3 – сеть с топологией «шина» (User Net);

IEEE802.4 – сеть с топологией «шина» и маркиным доступом (TOLKEN Bass);

IEEE802.11 - беспроводная локальная сеть (Wi-Fi);

IEEE802.12 – сеть с топологией «звезда» и приоритетным централизованным доступом;

IEEE802.15 – персональная беспроводная сеть Blutoose;

IEEE802.16 – беспроводная городская сеть (Wi – Max);

IEEE802.10 – безопасность сетей и шифрование данных;

IEEE802.8 – оптоволоконная технология;

IEEE802.3 – User Net:

Топология – шина

Среда передачи – коаксиальный кабель

Скорость передачи – 100 Мбит/с

Длина сегмента сети – до 500 м

Максимальная длина сети – 5 км

Максимальное количество абонентов – 1024

Код – Манчестерский

Передачи – узкополосная, без модуляции.

Лекция №10

Особенности оборудования User Net

Кабели, провода, разъёмы, сетевые адаптеры – это минимальное оборудование необходимое для сети User Net.

Промежуточные сетевые устройства: трансиверы, концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы.

Сетевые адаптеры обладают следующими параметрами:

-Интерфейс – PCI, PCMA, USB

-Скорости обмена – 10/100/1000 Мбит/с

-Полный дуплекс – 10000 Мбит/с

-Поддержка удалённой нагрузки

-Настройка и совместимость с О.С.

Функции моста:

-Пересылка пакетов между сегментами;

-Отфильтровование внутрисегментных пакетов;

-Пересылка шиновещательных пакетов;

-Объединение системы User Net;

-Связь User Net с другими типами сетей:

Основы тенденции развития сети User Net

Изначально в сеть User Net скорость была 10 Мбит/с. теперь при помощи полного дуплекса скорость достигает 10000 Мбит/с.

Для передачи раньше использовали коаксиальный кабель, затем витую пару, а теперь оптоволоконный кабель.

Увеличение скорости сети User Net влияет:

-Уменьшает пропускную способность, снижает нагрузку на сеть и уменьшает количество коллизий;

-Снижает вероятность передачи ошибочных пакетов, так как уменьшается длительность каждого пакета;

Графика

Компьютерная графика – область деятельности, изучающая методы и свойства обработки изображения с помощью программно-аппаратных средств.

Под видами компьютерной графики подразумевается способ хранения изображений. Виды компьютерной графики отличаются принципами формирования изображения.

Виды компьютерной графики	Наименьший элемент
растровая	точка
векторная	линия
фрактальная	треугольник
трёхмерная	плоскость

Растровая графика:

Растровое изображение состоит из мельчайших точек называемыми пикселями.

Пиксель – это цветные квадратики одинакового размера.

Растровое изображение подобно мозаике, когда приближается изображение, то видны отдельные пиксели, а когда отдаляется – пиксели сливаются.

Растровое изображение может иметь различные разрешения, которое определяется количеством точек по горизонтали и вертикали.

Растр – представление изображения в виде двумерного массива точек (пикселов) и упорядоченных в ряды столбцов.

Основной недостаток – увеличение изображения приводит к эффекту пиксилизации.

Размер файла зависит от глубины цвета, точек, размера изображения, разрешение изображения.

Форматы растровой графики:

Bmp – стандартный формат Windows, большой формат в файлах из-за отсутствия сжатия в файле;

JPG – для хранения многоцветных изображений за счёт большой потери информации, степень сжатия можно регулировать;

Gif – самый плотный, фиксированное количество цветов – 256, позволяет создавать прозрачность фона и анимацию изображения.

Программы для работы с растровой графикой:

Paint, Gimp, Adobe Photoshop.

Векторная графика:

Аппаратное обеспечение векторной графики: современные компьютерные мониторы отображают информацию в растровом формате. Для изображения векторного формата на растровом используются преобразователи программные или аппаратные (встроенные в видеокарту). Существует узкий класс устройств ориентированных чисто на отображение векторного изображения. К ним относятся: графопостроители, некоторые типы лазерных проекторов.

Векторная графика – использование геометрических примитивов для представления изображения в компьютерной графике.

Примитивы векторной графики: прямые линии, ломаные, многоугольники, окружности, эллипсы, текст.

Практически все примитивы векторной графики в Word-e (фигуры);

Позволяют вращать, перемещать, отображать, растягивать, а так же комбинировать примитивы;

Идеальна для простых и составных рисунков, которые не нуждаются в фотореализации;

Векторное изображение при увеличении не меняется;

Способ хранения изображения в векторной графике:

Например, окружность радиусом R, будет хранить в себе информацию: радиус R, координаты центра окружности, толщину контура и цвет заполнения.

Преимущества:

-Минимальное количество информации передаётся намного меньшему размеру файлов;

-Можно обеспечить увеличение, например, длины окружности и она останется гладкой;

-При увеличении или уменьшении объектов длина линии может быть постоянной;

-Параметры объектов хранятся и могут быть изменены.

Недостатки:

-Не каждый объект может быть легко изображён в векторном виде;

-Количество памяти и времени зависит от числа объектов и их сложности;

-Переход векторной графики в растровую достаточно прост, но обратно пути уже не будет;

-Векторный рисунок представляет собой совокупность примитивов, с каждым элементом векторного рисунка можно работать отдельно

Близкими аналогиями векторного рисунка является представление математических функций на графике или слайды мультфильмов.

Программы для работы с векторной графикой:

Corel Draw, Компас, Auto Cad

Применение векторной графики: для создания чертежей, диаграмм, схем, для создания вывесок, этикеток, эмблем, для рисованных изображений с чёткими контурами.

Лекция №11

Фрактальная графика:

Является на сегодняшний день, одной из самой быстро развивающейся видов компьютерной графики. Математической основой фрактальной графики является – фрактальная геометрия. В основе метода построения изображения положен метод наследования от «родителей» геометрических свойств объектов «наследников».

Понятие «фрактал», «фрактальная геометрия» и фрактальная графика появились в конце 70-х гг. Сегодня используется многими художниками и дизайнерами, а так же математиками. Слова «фрактал» образовано от латинского языка и в переводе означает «состоящий из фрагментов». Одним из основных свойств фрактала является – самоподобие.

Фракталом называется структура, состоящая из частей, которая в каком-то смысле подобна целому. Объект называется самоподобным, когда увеличенные части объекта походят на сам объект и друг на друга.

Изменяя и комбинируя окраску фрактальной фигуры можно моделировать образы живой и неживой природы. Например, ветви дерева, снежинки, листики. Так же можно составлять комбинации из фрактальных фигур.

Фрактальная графика, так же как и векторная, и трёхмерная является вычисляемой. Её главное отличие в том, что её изображения строятся по уравнению или системе уравнений, поэтому в памяти компьютера для выполнения всех вычислений ничего хранить не нужно. Причём, изменив хотя бы один элемент уравнения, можно изменить всё изображение координально.

Трёхмерная графика:

Это раздел компьютерной графики, который включает совокупность приёмов, инструментов предназначенных для изображения объёмных объектов. Обозначается - 3D.

3D-изображение на плоскости отличается от двумерного тем, что включает построение геометрической проекции трёхмерной модели сцены на плоскости, например, на экран компьютера. При этом модель может соответствовать объектам из реального мира, но может быть и абсолютно абстрактной.

Для получения 3D-изображения на плоскости требуются следующие шаги:

Моделирование – создание трёхмерной математической модели сцены и объектов в ней.

Визуализация – построение проекции в соответствии с выбранной физической моделью.

Вывод полученного изображения.

В компьютерной 3D графике все объекты представляют как набор плоскостей, поверхностей или частиц. Минимальную частицу называют полигоном.

Сцена – это виртуальное пространство моделирования, которое включает в себя несколько категорий объектов:

Геометрия (чертёж);

Материалы (информация о визуальных свойствах модели);

Источники света (настройки направления мощности и спектра освещения);

Виртуальные камеры (выбор точки и угла построения проекции).

Программы для работы с трёхмерной графикой:

3-dsMAX, Maya, K-3D

Компьютерная безопасность

С каждым годом преступность с точки зрения компьютерных преступлений повышается. Например, в США ущерб от компьютерных преступлений составляет ежегодно около 5 млрд. $, а во Франции – 1 млрд. $, в Германии – 4 млрд. марок.

В УКРФ содержится глава «Преступления в сфере компьютерной информации», где перечислены следующие преступления:

-Неправомерный доступ к компьютерной информации;

-Создание, использование, распространение вредоносных компьютерных программ;

-Нарушение правил эксплуатации компьютеров, компьютерных сетей и систем.

По данным главного информационного центра МВД в 1997 году доля компьютерных преступлений составляла 0,02% от общего числа преступлений.

Уникальность сети Интернет заключается в том, что она не находится во владении какого-то физического лица или компании, поэтому практически во всех её сайтах отсутствует цензура или регулирование информации.

Методы взлома компьютерных сетей:

В общем случае программное обеспечение любой универсальной системы состоит из трёх компонентов, поэтому все попытки взлома защиты компьютерной системы можно разделить на 3 группы:

-Атаки на уровне операционной системы;

-Атаки на уровне сетевого программного обеспечения;

-Атаки на уровне систем управления базами данных;

Защищать операционную систему, в отличие от системной базы данных, гораздо сложнее, дело в том, что структура современных ОС чрезвычайно сложна и, поэтому соблюдение адекватной политики безопасности является сложной задачей.

Для того чтобы взломать ОС быть хорошим программистом не обязательно, нужно суметь просто найти слабое место в системе. При этом, чем проще алгоритм атаки, тем выше вероятность завершения его без ошибок.

Успех хакерской атаки зависит от ОС и её архитектуры. Однако, есть виды атак, которые может быть подвержена только ОС:

-Кража пароля (подглядывание пароля);

-Получение пароля из файла, который был сохранен пользователем;

-Подбор пароля;

-Копирование жёстких дисков компьютера;

-Превышение полномочий (используя ошибки администратора, хакер может получить привилегии);

-Бомбардировка запросами (программа отправляет большое количество запросов, на обработку которых требуются большие мощности компьютеров);

Атаки на уровне сетевого программного обеспечения (СПО):

СПО – является менее защищённой системой, т.к. каналы связи, по которым передаётся информация, как правило, не защищены.

На уровне СПО возможны следующие хакерские атаки:

-Прослушивание сегмента локальной сети;

-Перехват сообщений на маршрутизаторе;

-Создание ложного маршрутизатора;

-Навязывание сообщений (отправка ненужных сообщений с ложным сетевым адресом);

-Отказ в обслуживании;

Некоторые способы защиты СПО:

-Ограничение компьютерной сети (чем больше сеть, тем легче её взломать);

-Изоляция сети от внешнего мира;

-Использование Бренд Мауров (является вспомогательным средством защиты, применяется в том случае, если компьютерную сеть нельзя изолировать от других сетей);

Защита систем от взлома:

Руководствуйтесь принципом разумной достаточности, не пытайтесь создать разумную защиту.

Храните секретную информацию о системном пароле на бумаге;

Лучше всего подпирать пароли, которые состоят из комбинации латинских букв и арабских чисел, рекомендуется придумывать пароли от 6 символов и больше.

-Максимально ограничить размеры сети;

-Абсолютно все сообщения, передаваемые по каналу связи, должны быть зашифрованы.

Лекция №12

Internet

В 1961 году по заданию Министерства Обороны США была создана сеть ARPANET;

В 1975 году ARPANET переделали в информационную сеть;

В 1991 году размеры сети реально увеличились;

Для того чтобы подключиться к сети Internet, надо получить доступ от провайдера. Существует 3 вида доступа:

iUUCP – доступ к сети Internet (определяется электронным ресурсом сети);

iДиалоговый (Dial-up) доступ к сети Internet (www.);

IПрямой доступ к сети Internet;

Протоколы сети Internet:

TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol)

В сети Internet существует семиуровневое взаимодействие между компьютерами.

Межсетевой протокол (IP) – отвечает за адресацию, то есть маршрутизаторы знают куда «нести» информацию. Некоторая адресная информация приводится в начале, то есть в начале сообщения она даёт сети достаточно сведений для доставки пакета данных.

IP- адрес состоит из четырёх чисел, каждое из которых, не превышает 256. Отделяются друг от друга точками: 192.112.36.5

Доменная система имён:

Существуют 3 уровня доменов:

ux.cso.uiuc.edu – 3 уровень;

nic.ddn.npl – 2 уровень;

yoyodyne.com – 1 уровень;

Когда сеть Internet стала международной сетью, потребовалось увеличить количество доменных имён и различать их по региональному значению. В основном это потребовалось, чтобы представить странам контроль именно за своими доменными адресами (.com,.ru,.net,.mil и т.д.).

-.edu – национальная группа образования;

-Сеть Internet состоит из 828 тысяч доменов, 16 млн. пользователей, 176 стран мира;

-В сети Internet больше всего ресурсов, которые включают в состав имени «www»;

- Сеть Internet не всегда связана с сайтами;

-Самый популярный домен -.com около 4 млн. сайтов;

Услуги:

Telnet – удалённый доступ;

FTP – протокол передачи данных;

NFS – распределённая файловая система;

Электронная почта – обмен почтовыми сообщениями с любым абонентом сети;

Электронные адреса – e-mail формируется путём следующей структуры: _имя>@домен

Новости – получение сетевых новостей;

Rsh – удалённый доступ;

Lpr – сетевая печать;

Lpq – сетевая печать (файлы, стоящие в очереди на печать);

Ping – проверка доступности удалённых ЭВМ по сети;

Iptunnel – даёт возможность доступа к серверу ЛВС;

Whois – адресная книга сети Internet;

Finger – получение информации от удалённого пользователя;

Websek – сетевая версия толкового словаря;

Факс – сервис – возможность пользователя отправлять сообщение по факсу;

Электронный переводчик – производит перевод текста;

Шлюзы – дают возможность обмену отправки сообщений в сети;

WWW – система для работы с текстом. Гипертекст соединяет различные документы на основе заранее данного набора слов;

Разница между браузерами:

-Интерфейс;

-Скорость работы;

-Способ открытия страницы (построчный, полный);

-По доступности (в цене).

Базы данных

Банк, базы, структуры:

Data bank (база данных) – совокупность данных об одной предметной области.

Data base (база данных) – совокупность взаимосвязи данных, используемые несколькими приложениями под управлением системы управления базы данных. СУБД более широкое понятие, чем база данных.

Основные черты СУБД:

-Обеспечение постоянного хранения большого объёма данных;

-Предоставление программ и интерфейса для доступа к данным;

-Обеспечение работы нескольких конкурирующих запросов;

Первые коммерческие СУБД на базе ЭВМ возникли в 1960 году.

Сферы применения:

-Система бронирования билетов;

-Банковские системы;

-Корпоративные приложения;

Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты:

-Ядро;

-Процессор языка базы данных;

-Подсистемы поддержки;

-Сервисные программы;

Представление данных с помощью модели «сущность - связь»:

Одним из наиболее удобных инструментов представления базы данных независимо от реализации.

Лекция №13

Прежде чем приступить к созданию системы автоматизированной обработки информации, разработчик должен сформировать понятия о предметах, фактах и событиях, которыми будет оперировать данная система.

Модель «сущность - связь» основывается на некой важной семантической информации о реальном мире и предназначена для логического представления данных. Определяет значение данных в контексте их взаимосвязи с другими данными.

Была основана в 1976 году.

Модель «сущность - связь» не определяет операции над данными и ограничивается описанием их логической структуры.

Элементы модели:

Сущность – это объект, который может быть идентифицирован неким способом, отличающим его работу от других объектов. Пример, конкретный человек, предприятия, события.

Набор сущностей – множество сущностей одного типа (все люди, предприятия, праздники), не обязательно должны быть непересекающимися.

Сущность представляет собой множество атрибутов, которые описывают свойства всех членов модели;

Связь – это ассоциация, установленная между несколькими сущностями (отдел – работник).

Набор связей – это отношение между n-сущностями, каждая из которых относится к некоторому набору сущностей.

Сущности набора сущностей

---------------------------------------

е1 принадлежит Е1

е2 принадлежит Е2

…

еn принадлежит Еn

тогда [e1, e2,…en] – набор связей R.

В случае n=2, то есть, когда связь объединяет две сущности, она называется бинарной.

n-арный набор сущностей всегда можно заменить множеством бинарных, однако первые лучше отображают семантику предметной области.

Существуют следующие степени бинарных связей:

-Один к одному (1:1) – в такой связи сущности с одной ролью всегда соответствует не более одной сущности с другой ролью.

-Один ко многим (1:n);

-Много к одному (n:1);

-Многие ко многим (n:n);

Если существование сущности x зависит от существования сущности y, то x называется зависимой сущностью.

Иерархическая модель данных:

Эта модель определяется в следующих терминах:

Атрибут (элемент данных) – наименьшая единица структуры данных. Присваивается уникальное имя.

Запись – именование совокупности атрибутов.

Групповое отношение – иерархическое отношение между записями двух типов.

Для групповых отношений в иерархической модели, обеспечивается автоматический режим включения и фиксирования членства.

Сетевая модель данных:

Первая идея была предложена в 1971 году.

Сетевая модель данных определяется в тех же терминах, что и иерархическая. Состоит из множества записей, которые могут быть владельцами или членами групповых отношений.

В сетевой модели не важно, где находятся данные и в какой последовательности, т.к. все данные связаны между собой.

Реляционная модель данных:

Была предложена в 1970 году.

В настоящее время, модель является фактическим стандартом, на котором ориентируются практически все современные коммерческие СУБД.

Структура данных:

Представление данных не зависит от способа их физической организации. Это обеспечивается за счёт использования математической теории отношений.

Определение:

Декартово произведение: для заданных конечных множеств D1,D2,…Dn декартовым произведением D1*D2*…* Dn называется множеством произведения вида: d1*d2*…* dn, где,, …,.

Отношение: отношение R, определённым на множестве D1, D2,…,Dn называется подмножество декартового произведения D1*D2*…* Dn.

Отношения удобно записывать в виде таблиц – кортежи, а кортежи – сущностями. Столбцы в таблице соответствуют атрибутам из модели «сущность – связь».

Дата добавления: 2014-01-06