Информатика как наука и отрасль в индустрии

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

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

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

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

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

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

Современная техническая  база автоматизированных систем и информационных технологий

Обычно персональные компьютеры IBM PC состоят из нескольких блоков:

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

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

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

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

Периферийные  устройства

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

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

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

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

стример - для  хранения данных на магнитной ленте.

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

Принтеры 

Матричные принтеры.

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

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

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

Струйные принтеры.

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

Лазерные и LED - принтеры.

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

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

Плоттеры.

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

CD-ROM.

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

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

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

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

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

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

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

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

Локальные и  глобальные компьютерные сети

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

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

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

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

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