informatika

рабочая тактовая частота, коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты и размер кеш-памяти.

Рабочее напряжение процессора обеспечивает материнская плата. По мере развития процессорной техники происходит постепенное понижение рабочего напряжения. В настоящее время оно составляет менее 3 В. Понижение рабочего напряжения позволяет уменьшить расстояния между структурными элементами в кристалле процессора до десятитысячных долей миллиметра, не опасаясь электрического пробоя. Пропорционально квадрату напряжения уменьшается и тепловыделение в процессоре, а это позволяет увеличивать его производительность без угрозы перегрева.

Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз (за один такт). При этом разрядность процессора определяется разрядностью не шины данных, а командной шины.

Исполнение каждой команды процессором занимает определенное количество тактов. Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, тем выше его производительность. В настоящее время рабочие частоты процессоров превосходят миллиард тактов в секунду (1 ГГц).

Тактовые сигналы процессор получает от материнской платы, которая представляет собой большой набор проводников и микросхем и по чисто физическим причинам не может работать со столь высокими частотами, как процессор. Для получения более высоких частот в процессоре происходит внутреннее умножение частоты на коэффициент.

Обмен данными внутри процессора происходит в несколько раз быстрее, чем обмен с другими устройствами, например с оперативной памятью. Для того чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают буферную область – кеш-память. Когда процессору нужны данные, он сначала обращается в кеш-память, и только если там нужных данных нет, происходит его обращение в оперативную память. Принимая блок данных из оперативной памяти, процессор заносит его одновременно и в кеш-

31

память. Нередко кеш-память распределяют по нескольким уровням.

Связь между всеми собственными и подключаемыми устройствами материнской платы выполняют ее шины и логические устройства, размещенные в микросхемах микропроцессорного комплекта (чипсета). От архитектуры этих элементов во многом зависит производительность компьютера.

5.4. Периферийные устройства персонального компьютера

Периферийные устройства персонального компьютера подключаются к его интерфейсам и предназначены для выполнения вспомогательных операций. Благодаря им компьютерная система приобретает гибкость и универсальность.

По назначению периферийные устройства можно подразделить:

на устройства ввода данных (специальные манипуляторы, сканеры, цифровые фотокамеры);

устройства вывода данных (принтеры);

устройства хранения данных (магнитооптические устройства, флеш-диски и др.);

устройства обмена данными (модемы).

6.КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

6.1. Основные понятия компьютерных сетей

При физическом соединении двух или более компьютеров образуется компьютерная сеть. В общем случае для создания компьютерных сетей необходимо специальное аппаратное обеспечение (сетевое оборудование) и специальное программное обеспечение (сетевые программные средства) [1].

Основной задачей, решаемой при создании компьютерных сетей, является обеспечение совместимости оборудования по электрическим и механическим характеристикам и информационного обеспечения (программ и данных) по системе кодирова-

32

ния и формату данных. Решение этой задачи относится к области стандартизации и основано на так называемой модели OSI (модель взаимодействия открытых систем). Она создана на основе технических предложений Международного института стандартизации ISO.

Согласно модели ISO/OSI архитектуру компьютерных сетей следует рассматривать на разных уровнях (общее число уровней – до семи). Самый верхний уровень – прикладной. На этом уровне пользователь взаимодействует с вычислительной системой. Самый нижний уровень – физический. Он обеспечивает обмен сигналами между устройствами. Обмен данными в системах связи происходит путем их перемещения с верхнего уровня на нижний, затем транспортировки и, наконец, обратным воспроизведением на компьютере клиента в результате перемещения с нижнего уровня на верхний.

Для обеспечения необходимой совместимости на каждом из семи возможных уровней действуют специальные стандарты, называемые протоколами. Они определяют характер аппаратного взаимодействия компонентов сети (аппаратные протоколы)

ихарактер взаимодействия программ и данных (программные протоколы).

Всоответствии с используемыми протоколами компьютерные сети подразделяют на локальные (LAN – Local Area Network)

иглобальные (WAN – Wide Area Network). Компьютеры локаль-

ной сети преимущественно используют единый комплект протоколов для всех участников. По территориальному признаку локальные сети отличаются компактностью. Глобальные сети имеют, как правило, увеличенные географические размеры. Они могут объединять как отдельные компьютеры, так и отдельные локальные сети, в том числе и использующие различные протоколы.

Назначение всех видов компьютерных сетей определяется двумя функциями:

обеспечение совместного использования аппаратных

ипрограммных ресурсов сети;

обеспечение совместного доступа к ресурсам данных.

33

Уровни модели связи ISO/OSI:

1.На прикладном уровне с помощью специальных приложений пользователь создает документ.

2.На уровне представления операционная система его компьютера фиксирует, где находятся созданные данные (в оперативной памяти, в файле на жестком диске и т.п.), и обеспечивает взаимодействие со следующим уровнем.

3.На сеансовом уровне компьютер пользователя взаимодействует с локальной или глобальной сетью. Протоколы этого уровня проверяют права пользователя на «выход в эфир» и передают документ к протоколам транспортного уровня.

4.На транспортном уровне документ преобразуется в ту форму, в которой положено передавать данные в используемой сети. Например, он может нарезаться на небольшие пакеты стандартного размера.

5.Сетевой уровень определяет маршрут движения данных

всети. Например, каждый пакет получает адрес, по которому он должен быть доставлен независимо от прочих пакетов.

6.Уровень соединения необходим для того, чтобы промодулировать сигналы, циркулирующие на физическом уровне,

всоответствии с данными, полученными с сетевого уровня (эти функции в компьютере выполняет сетевая карта или модем).

7.Реальная передача данных происходит на физическом уровне. Здесь нет ни документов, ни пакетов, ни даже байтов – только биты, т.е. элементарные единицы представления данных.

Восстановление документа из них произойдет при переходе с нижнего на верхний уровень на компьютере клиента.

6.2. Теоретические основы Интернета

По-настоящему рождением Интернета принято считать 1983 год. В этом году произошли революционные изменения в программном обеспечении компьютерной связи. Днем рождения Интернета в современном понимании этого слова стала дата стандартизации протокола связи TCP/IP, лежащего в основе Всемирной сети по нынешний день.

TCP/IP – это не один сетевой протокол, а два протокола, лежащих на разных уровнях. Протокол TCP – протокол транс-

34

портного уровня. Он управляет тем, как происходит передача информации. Протокол IP – адресный. Он принадлежит сетевому уровню и определяет, куда происходит передача.

Согласно протоколу TCP отправляемые данные «нарезаются» на небольшие пакеты, после чего каждый пакет маркируется таким образом, чтобы в нем были данные, необходимые для правильной сборки документа на компьютере получателя. Два компьютера, связанных между собой одним физическим соединением, могут поддерживать одновременно несколько TCPсоединений. Так, например, два промежуточных сетевых сервера могут одновременно по одной линии связи передавать друг другу в обе стороны множество TCP-пакетов от многочисленных клиентов.

Суть адресного протокола – IP (Internet Protocol) – состоит в том, что у каждого участника Всемирной сети должен быть свой уникальный адрес (IP-адрес). Этот адрес выражается четырьмя байтами, например: 195.38.46.11. Поскольку один байт содержит до 256 различных значений, то теоретически с помощью четырех байтов можно выразить более четырех миллиардов уникальных IP-адресов.

6.3. Службы Интернета

Когда говорят о работе в Интернете или об использовании Интернета, то на самом деле речь идет не об Интернете в целом, а только об одной или нескольких из его многочисленных служб.

Разные службы имеют разные протоколы. Они называются прикладными протоколами. Их соблюдение обеспечивается

иподдерживается работой специальных программ. Таким образом, чтобы воспользоваться какой-то из служб Интернета, необходимо установить на компьютере программу, способную работать по протоколу данной службы. Такие программы называют

клиентскими или просто клиентами.

Так, например, чтобы воспользоваться электронной почтой, необходимо соблюсти протоколы отправки и получения сообщений. Для этого надо иметь программу (почтовый клиент)

иустановить связь с почтовым сервером.

35

Терминальный режим. Исторически одной из ранних является служба удаленного управления компьютером Telnet. Подключившись к удаленному компьютеру по протоколу этой службы, можно управлять его работой. Часто протоколы Telnet применяют для дистанционного управления техническими объектами, например телескопами, видеокамерами, промышленными роботами.

Сервер, предоставляющий Telnet-услуги, обычно предлагает свое клиентское приложение. Его надо получить по сети, установить на своем компьютере, подключиться к серверу и работать с удаленным оборудованием.

Электронная почта (E-Mail). Эта служба также является одной из наиболее ранних. Ее обеспечением в Интернете занимаются специальные почтовые серверы. Здесь и далее под сервером может пониматься программное обеспечение. Таким образом, один узловой компьютер Интернета может выполнять функции нескольких серверов и обеспечивать работу различных служб.

Почтовые серверы получают сообщения от клиентов и пересылают их по цепочке к почтовым серверам адресатов, где эти сообщения накапливаются. При установлении соединения между адресатом и его почтовым сервером происходит автоматическая передача поступивших сообщений на компьютер адресата.

Адрес электронной почты состоит из двух частей, разделенных символом @. Первая часть адреса указывает конкретного пользователя. Вторая часть адреса – это доменный адрес – две последние части обозначения компьютера в адресе URL (см. ниже). Например, ivanov@pstu.ru.

Обычно пользователи создают почтовые ящики у того провайдера, через которого они подключаются к Интернету. Существуют серверы, где можно бесплатно открыть почтовый ящик,

например, www.hotmail.com.

Почтовая служба основана на двух прикладных протоколах: SMTP и POP3. По первому происходит отправка корреспонденции с компьютера на сервер, а по второму – прием поступивших сообщений. Существует большое разнообразие клиентских почтовых программ. К ним относится, например,

36

программа Microsoft Outlook Express (рис. 2), входящая в состав операционной системы Windows как стандартное приложение. Из специализированных почтовых программ – это программа

Mozilla Thunderbird.

Рис. 2. Создание сообщения для отправки по электронной почте в программе Outlook Express

Так как сообщения электронной почты поступают и отправляются через почтовый сервер, программе – почтовому клиенту – требуется указать информацию об используемом сервере. Эта информация хранится в виде учетной записи.

В программе Outlook Express учетную запись создают ко-

мандой Сервис Учетные записи. В диалоговом окне Учет-

37

ные записи в Интернете надо щелкнуть на кнопке Добавить и выбрать в открывшемся меню службу, для которой создается учетная запись. Последующая информация вводится под управлением мастера и включает имя, указываемое как имя отправителя, адрес электронной почты и имя используемого сервера.

Для создания сообщения электронной почты следует щелкнуть на кнопке Создать сообщение на панели инструментов (см. рис. 2). При этом открывается окно Создать сообщение, рабочая область которого разбивается на две основные части. В верхней части располагаются поля для ввода служебной информации – адреса получателя, темы сообщения. В нижней части окна – собственно текст сообщения. В ходе создания и редактирования сообщения наличия связи с почтовым сервером не требуется.

Получение и доставка почты осуществляются по щелчку на кнопке Отправить в окне создания сообщения или по щелчку на кнопке Доставить почту в основном окне программы Outlook Express.

Сообщения электронной почты размещаются в системе «внутренних» папок программы Outlook Express. Поступившие сообщения заносятся в папку Входящие.

Для хранения адресов электронной почты используется специальная программа Адресная книга.

Списки рассылки (Mail List). Достаточно большой поток почтовой информации в свой адрес можно обеспечить, подписавшись на списки рассылки. Это специальные тематические серверы, собирающие информацию по определенным темам и переправляющие ее подписчикам в виде сообщений электронной почты.

Служба телеконференций (Usenet). Служба телеконфе-

ренций похожа на циркулярную рассылку электронной почты, в ходе которой одно сообщение отправляется не одному корреспонденту, а большой группе (такие группы называются теле-

конференциями или группами новостей).

Вся система телеконференций разбита на тематические группы (в мире их порядка 50 000). Основной прием использования групп новостей состоит в том, чтобы задать вопрос, об-

38

ращаясь ко всему миру, и получить ответ или совет от тех, кто с этим вопросом уже разобрался.

Для работы со службой телеконференций существуют специальные клиентские программы. Приложение Microsoft Outlook Express, указанное выше как почтовый клиент, позволяет работать также и со службой телеконференций. Для начала работы надо настроить программу на взаимодействие с сервером групп новостей, оформить «подписку» на определенные группы и периодически получать все сообщения, проходящие по теме этой группы.

Служба World Wide Web (WWW). Это самая популярная служба современного Интернета. World Wide Web – это единое информационное пространство, состоящее из сотен миллионов взаимосвязанных электронных документов, хранящихся на Web-серверах. Отдельные документы, составляющие пространство Web, называются Web-страницами. Группы тематически объединенных Web-страниц называются Web-сайтами или про-

сто сайтами.

От обычных текстовых документов Web-страницы отличаются тем, что они оформлены без привязки к конкретному носителю. Оформление выполняется непосредственно во время их воспроизведения на компьютере клиента и происходит оно в соответствии с настройками программы, выполняющей просмотр. Программы для просмотра Web-страниц называют браузерами. Наиболее важной чертой Web-страниц являются гипертекстовые ссылки. В этом случае при щелчке левой кнопкой мыши на тексте или рисунке, являющемся гиперссылкой, отправляется запрос на доставку нового документа.

Со стороны Интернета работу службы World Wide Web обеспечивают серверные и программные средства – Webсерверы. Со стороны пользователя работа обеспечивается клиентскими программами – Web-браузерами (например, Microsoft Internet Explorer). Для запуска этой программы можно использо-

вать Главное меню (Пуск Все программы Internet Explorer). В открывшемся окне программы в поле Адрес необходимо ввести URL-адрес ресурса (если он известен) или восполь-

39

зоваться одной из поисковых систем – www.yandex.ru, www.rambler.ru, www.google.ru или др.

Адрес любого файла во всемирном масштабе определяется

унифицированным указателем ресурса – URL. Адрес URL со-

стоит из трех частей:

1.Указание службы, которая осуществляет доступ к данному ресурсу (обычно обозначается именем прикладного протокола, соответствующего данной службе). Так, например, для службы WWW прикладным является протокол HTTP (Hyper Text Transfer Protocol – протокол передачи гипертекста). После имени протокола ставится двоеточие и два знака «/»:

http://…

2.Указание доменного имени компьютера (сервера), на котором хранится данный ресурс:

http://www.google.com…

3.Указание полного пути доступа к файлу на данном компьютере. В качестве разделителя используется символ «/»:

http://www.google.com/intl/ru/options

При записи URL-адреса важно точно соблюдать регистр символов, так как в Интернете строчные и прописные символы считаются разными.

Служба имен доменов (DNS). В Интернете есть две разные формы записи адреса одного и того же сетевого компьютера: числовая (195.38.46.11) и доменная (www.google.com). Человеку неудобно работать с числовым представлением IP-адреса, зато доменное имя запоминается легко, особенно если учесть, что, как правило, это имя имеет содержание. С другой

стороны, автоматическая работа серверов сети организована с использованием четырехзначного числового адреса. Поэтому необходим перевод доменных имен в связанные с ними IP-адреса. Этим и занимаются серверы службы имен доме-

нов DNS.

Служба передачи файлов (FTP). Необходимость в переда-

че файлов возникает, например, при приеме файлов программ, при пересылке крупных документов (например, книг), а также при передаче архивных файлов, в которых запакованы большие объемы информации.

40