Контрольная работа по «Информационные технологии»

К началу 80-х годов прошлого века была создана базовая платформа  для моделирования данных и развития систем баз данных, и казалось, что никаких особых подвижек в том или ином направлении не должно уже произойти. Однако эту ситуацию нарушил выход на рынок персональных компьютеров. Вскоре создали первую реляционную систему баз данных DBase, созданную для персонального компьютера. Вслед за DBase стремительно последовали DBase II, Paradox, Fox, FoxPro, DBase III, Dbase IV и пр. Это критически изменило ситуацию - базы данных стали доступны большему количеству пользователей, так и методики и инструменты моделирования данных стали доступными для многих. Следом приступили к разработке новых и более удобных пользовательских интерфейсов.

Через некоторое время добавились средства создания локальных сетей  –

аппаратное обеспечение и программное  обеспечение. Свой прыжок сделали и  системы баз данных - ко всем жизнеспособным системам баз данных добавили свойства одновременного использования данных многими пользователями. Это оказалось не так-то просто сделать, как поначалу казалось - стали возникать конфликтные ситуации между одновременными пользователями данных, и это обусловило развитие совместного использования данных и теории блокировок.

В 1985 году был опубликован первоначальный стандарт языка SQL - языка, который корпорация Oracle Corp. ввела в качестве языка  манипулирования данными для  своей системы баз данных, который между тем проходил процесс стандартизации и предоставлялся для использования в большом количестве продуктов. На сегодняшний день утвержденный стандарт перетерпел многократные изменения.

1985 год был интересным годом  во многих отношениях. В дополнение  к представлению первого стандарта языка SQL в этом же году внедрили также первую систему бизнес-аналитики (business intelligence). Компания Metaphor Computer Systems Inc. изготовила для Procter & Gamble Co. систему, которая сочетает в себе анализ информации о продажах и информации по надзору за рынком. В этот же самый год Pilot Software Inc. начала продажу системы Command Center - на рынок вышла первая система с архитектурой клиент / сервер. В связи с этим начали сразу развиваться теории баз данных с распределенной (distributed) структурой, затем теории, разбирающие репликацию данных, и теории и системы поддержки. К сожалению, еще до сегодняшнего дня не создано до конца корректно действующих систем репликации данных, которые удовлетворяли бы всем требованиям использования.

В конце 80-х годов произошел значительный переворот в архитектуре систем баз данных. Созданная тогда архитектура с незначительными изменениями сохранилась и до сегодняшнего момента. Название этой архитектуры - клиент / сервер (client/server). Если до сих пор системы управления базами данных обращались к находящейся в компьютерной сети базе данных или к сетевому диску, то теперь общение с базой данных стало на основе сообщений. В этой архитектуре имеются две стороны - клиент, т.е. прикладная программа и мотор (движок) сервера базы данных (исполнительная программы сервера базы данных). Клиент отправляет сообщение запроса на сервер, а сервер, в свою очередь, передает в ответ свое сообщение или серию сообщений. Таким ответом может быть просто сообщение о том, закончилось ли выполнение запроса успешно или нет (в последнем случае возвращается номер и описание сообщения об ошибке) или же заказанные (запрашиваемые) приказом (запросом) данные.

С этого момента стабильное развитие технических средств происходило  без существенных скачков. Совершенствовались технические возможности, аппаратное обеспечение стало быстрее, алгоритмы обработки данных и методы оптимизировались и усовершенствовались.

Программы базы данных подразделятся  на:

- плоские базы данных (иерархические  базы данных), где данные выстраиваются в древовидную структуру, т.е. находящиеся ниже данные связаны с верхними и добраться до них можно только через верхние данные

- реляционные базы данных, где  объекты (единицы) данных объединены  между собой отношениями (связями). Эти отношения представляются, в основном, таблицами, причем в столбцах отображаются поля данных (например, личный идентификационный код, имя, фамилия, образование, семейное положение и т.д.) и в строках - объекты данных, т.e. записи (например, персональные данные работника).

В дополнение к вышеупомянутым широко распространенным программам используются в очень большом количестве программное обеспечение, созданное для профессионального применения (для врачей, архитекторов, юристов, бухгалтеров и т.д.), которое можно сразу же использовать без дополнительной настройки. Это программное обеспечение именуют также вертикальным программным обеспечением. Их главное отличие от стандартных программ заключается в том, что они производятся в относительно небольших количествах и их цена многократно превышает цену широкораспространенных программ. Часто они написаны с использованием программных средств реляционных баз данных.

Если имеются всего 2..3 друга, то мы сможем запомнить их телефонные номера и адреса. Если же имеются несколько тысяч друзей и знакомых, то для запоминания их имен и телефонных номеров не хватит памяти и мобильного телефона. Что в таком случае предпринять?

Можно было бы записать все их в  какую-нибудь управляемую компьютером  программу. Но какой должна быть такая программа, чтобы дать возможность быстро найти необходимого человека и сразу же показать номер его телефона?

Здесь на помощь приходит приложение баз данных, которое позволяет  размещать такой объем данных, а также проводить быстрый поиск по любому критерию.

3. Предпосылки появления баз данных.

С самого начала развития вычислительной техники образовались два основных направления ее использования. Первое направление - применение вычислительной техники для выполнения численных расчетов, которые слишком долго или вообще невозможно производить вручную. Второе направление - это использование средств вычислительной техники в автоматических или автоматизированных информационных системах.

В самом широком смысле информационная система представляет собой программный комплекс, функции которого состоят в поддержке надежного хранения информации в памяти компьютера, выполнении специфических для данного приложения преобразований информации и/или вычислений, предоставлении пользователям удобного и легко осваиваемого интерфейса.

Деятельность человека постоянно  связана с накоплением информации об окружающей среде, ее отбором и хранением при решении различных задач. Часто одни и те же данные используются для решения различных задач. Или же данные могут быть разные, но процедуры их размещения, хранения, поиска, обработки – одни и те же.

Любая информационная система предназначена  для решения некоторого класса задач, включает в себя как хранилище данных, так и средства для реализации информационных процедур.

Обычно объемы информации, с которыми приходится иметь дело таким системам, достаточно велики, а сама информация имеет достаточно сложную структуру. Классическими примерами информационных систем являются банковские системы, системы резервирования авиационных или железнодорожных билетов, мест в гостиницах и т.д.

Как только ЭВМ стали использоваться для обработки больших массивов данных, разработчики обнаружили, что  для каждой программы разрабатывается  своя структура данных. Очень скоро  выяснилось, что это крайне неудобно, т.к. одни и те же данные приходилось неоднократно дублировать. Кроме того, если одни и те же данные использовались в разных программах, то изменение даже одного элемента требовало внесения изменений в файлы всех программ, т.к. данные к программе находились в одном пакете (файле) с нею. Для того, чтобы разные программы могли использовать одни и те же данные, было предложено отделить данные от программ и хранить их в отдельных файлах. Воплощению этой идеи на практике способствовало появление таких устройств хранения информации, как магнитные диски, обладающие большой емкостью и высокой скоростью доступа к данным, их размещения и выдачи.

1.4. Накопители информации, как сдерживающий фактор развития способов хранения информацииСледует отметить, что разработки в области автономных устройств для переноса информации начались довольно давно.

Первая энергонезависимая полупроводниковая  память называлась ROM, т.е. название подсказывает, что произвести запись здесь можно  было только один раз. Поэтому ROM использовалась лишь для хранения информации. Частично эту проблему удалось решить при создании PROM. Микросхему можно было подвергнуть повторному (но пока только единственному) «прожигу» с помощью специального устройства и тем самым полностью перезаписать информацию на ней.

Следующим шагом стало создание компанией Intel микросхемы EPROM на базе МОП-транзистора (металл – оксид – полупроводник). Появилась долгожданная возможность неоднократной перезаписи информации, хранящейся на всей микросхеме, после стирания содержимого рентгеновскими лучами. Впоследствии также выпущены схемы, где обнуление осуществлялось с помощью ультрафиолетовых лучей через специальное окошко на микросхеме.

В 1979 г. компания Intel разработала новый  вид памяти – EEPROM, в котором появилась возможность перезаписывать не всю информацию на микросхеме, а ее часть. Данные в определенных ячейках изменялись под влиянием электрического тока.

И вот наконец пришел черед флэш-памяти. Разработанная компанией Toshiba микросхема получила название NAND от применяемой логической схемы NOT AND («НЕ-И»). Позже, в 1988 г., компания Intel выпустила свой вариант флэш-памяти NOR (NOT OR, «НЕ-ИЛИ»). Хотя с тех пор прошло уже без малого 20 лет, эти два типа микросхем и сейчас составляют львиную долю оборота рынка флэш-памяти.

Корпорация Hitachi разработала архитектуру флэш-памяти, названную AND, которая комбинирует свойства NOR и NAND. Эти микросхемы обладают повышенной износостойкостью за счет применения алгоритмов равномерного использования всех ячеек при работе. Операции записи и стирания информации производятся методом туннелирования.

Компания Mitsubishi создала собственную  флэш-память, носящую название DiNOR, в  которой запись и стирание информации происходит также методом туннелирования. Эта память более долговечная, поскольку  использует особый метод стирания данных, предохраняющий ячейки от пережигания[5].

Рынок внешних накопителей информации в последнее время развивался в основном за счет портативных устройств  на флэш-памяти. Однако их объем до сих  пор не позволяет применять их там, где необходимо сохранять и транспортировать большие массивы информации. В таких случаях на помощь приходят накопители, построенные на базе жестких портативных дисков. Популярность последних постоянно растет, их используют не только в ноутбуках и КПК, но даже в смартфонах и мобильных телефонах. Большинство крупных компаний давно уже наладили выпуск жестких портативных дисков размером от 0,85 до 2,5 дюйма, которые могут служить и как внешние накопители информации. Компания Western Digital выпустила на рынок два таких устройства, каждое из которых обладает своими интересными особенностями.

WD Passport Pocket. Внешний накопитель WD Passport Pocket благодаря небольшим размерам 61*45*9,5 мм может вполне сойти  за крупную «флэшку». Он построен  на базе жесткого диска и располагает внушительным объемом памяти в 6 Гбайт. При этом масса WD

Passport Pocket составляет 80 г, что, учитывая  его размеры, позволяет без  труда уместить накопитель даже в кармане рубашки.

На верхнем торце расположен убирающийся внутрь корпуса складной разъем для подключения к ПК. В результате в сложенном виде разъем защищен от внешнего воздействия и механических повреждений. Благодаря значительному объему памяти устройство можно использовать для хранения и транспортировки данных, а если установить на него операционную систему, то и в качестве системного диска.

WD Passport Pocket передает данные по  протоколу USB 2.0, что позволяет  обмениваться большими объемами информации с высокой скоростью. В среднем скорость записи на устройство равняется 3,5 Мбайт/с. Накопитель полностью совместим с компьютерами PC и Macintosh. При подключении WD Passport Pocket к ПК он автоматически опознается операционной системой и не требует дополнительных драйверов.

Легкость в работе, небольшие  размеры и солидный объем памяти позволяют применять WD Passport Pocket как для работы, так и для развлечений. Устройство подойдет и профессионалам вне зависимости от сферы их деятельности, и простым пользователям ПК.

WD Passport 120 Гбайт. Второй внешний  накопитель серии WD Passport существенно отличается от коллеги. Выглядит он как небольшая пластмассовая коробочка, верхняя часть которой изготовлена из серебристого пластика, и нижняя – из прорезиненного материала. В качестве носителя информации здесь используется 2,5-дюймовый жесткий диск, помещенный в прочный амортизирующий и теплорассеивающий корпус, защищающий от перегрева и ударных нагрузок при падении. Применение защитного корпуса существенно отразилось на размерах изделия (144*89*21 мм), носить в кармане такой «кирпич» довольно проблематично. Однако, учитывая внушительный объем жесткого диска в 120 Гбайт, а также наличие защитного корпуса, предохраняющего его от динамических нагрузок, не думаю, что стоит относить размеры аппарата к недостаткам. На правом торце накопителя расположены разъем mini-USB для соединения с ПК и еще один – для подключения внешнего питания, который задействуется при подсоединении к портам USB 1.1. Порты во избежание выхода из строя прикрыты резиновой заглушкой.

В модели WD Passport используется жесткий  диск с частотой вращения 5400 об/мин.

Передача данных осуществляется посредством  протокола USB 2.0 – средняя скорость записи на устройство составляет 10 Мбайт/с.

Как уже отмечалось, WD Passport обладает защитным корпусом, предохраняющим жесткий  диск при падении. По заявлению производителя, устройство способно выдержать падение с небольшой высоты без каких-либо последствий. В качестве короткого краш-теста накопитель «случайно» уронили с метровой высоты на пол, после чего подключили к ПК. В процессе дальнейшей его эксплуатации сбоев в работе не наблюдалось, что подтвердило его устойчивость к динамическим нагрузкам.