Мир компьютеров в вопросах и ответах.

Х. Хасэгава.

Москва Мир 1988

Переводчик Ю.Н. Чернышов.

Предисловие автора.

Стремительное развитие компьютерной техники, и в частности электроники

и баз данных, привело к заметным успехам в области связи. Появились сети

видеотекс, факсимильные сети, высокоскоростные цифровые каналы и

другие средства связи. Их широкое внедрение отвечает возросшим

требованиям высокоразвитого общества. Системы передачи данных,

объединяющие компьютеры и средства связи, глубоко проникли в такие

сферы общественной жизни, как образование, торговля, медицина и др., уже

стал обычным доступ к сетям из наших домов и квартир. В перспективе на

очередном этапе информатизации общества будут созданы информационные

сетевые системы, и системы передачи данных будут играть важную роль как

базовые при различных приложениях.

Автор на протяжении почти 15 лет был связан с разработками систем

передачи данных. За эти годы было затрачено много сил и средств, и сейчас,

оглядываясь назад, видно, насколько неэффективны, а иногда и бесполезны

были некоторые шаги на пути к цели. И дело не только в том, что техника

передачи данных была несовершенна, а за эти 15 лет сделала гигантский шаг

вперед, но и в том, что зачастую слишком сухим было описание этой техники

в статьях и книгах. В результате из-за монополии слов и писать, и читать эти

статьи было очень трудно. Именно по этой причине у автора возникла идея

придумать и опубликовать серию наглядных рисунков, поясняющих

сложные на первый взгляд технические понятия. Однако для реализации этой

идеи нужно было, во-первых, найти издательство, которое ее одобрит, во-

вторых, отобрать большое число конкретных примеров, облегчающих

понимание столь сложной техники, в-третьих, найти опытного художника

иллюстратора, который бы понимал эту технику. К счастью, первое и третье

условия не оказались невыполнимыми: издательство "Омся" любезно

предложило свои услуги, а превосходным иллюстратором стал М. Ваки, за

что автор им глубоко признателен. При решении второй проблемы весьма

ценными были предложения и советы Ю. Татибана, Ф. Кубо, Х. Танака, К.

Тани, Я. Абэ, и К. Кумамото.

Автор надеется, что книга будет способствовать развитию техники передачи

информации.

Ноябрь 1984. Х. Хасэгава.

Оглавление

1. Как устроен компьютер с точки зрения аппаратных средств?

Компьютеры, которые показывают в кинофильмах, имеют внушительный вид, мигают

бесчисленными лампочками и окружены загадочной атмосферой. Но оглянитесь вокруг,

везде активно работают самые различные компьютеры - от сверхбольших до сверхмалых.

И все они по своей сути одинаковы.

В этой главе первым делом мы познакомимся с особенностями компьютеров и

терминалов и получим основные знания, необходимые для понимания принципов их

работы. Затем увидим, какие основные функции выполняет мозг компьютера -

центральный процессор (ЦП), узнаем, что регистр - это средство временного хранения

информации и много других интересных вещей. В заключение познакомимся с

устройствами внешней памяти - энциклопедией компьютерной системы.

1.1 Где используются компьютеры?

1.1.1 Мы постоянно пользуемся компьютером... в быту

1.1.2 Мы постоянно пользуемся компьютером... при операциях с банком

1.1.3 Мы постоянно пользуемся компьютером... слушая прогноз погоды

1.2 Так что же такое компьютер?

1.2.1 Достоинства компьютера

1.2.2 Достоинства компьютера (продолжение)

1.2.3 Компьютер состоит из пяти частей

1.3 Для работы с компьютером необходимы специальные знания, что же нужно знать

прежде всего?

1.3.1 Аналоговые и цифровые данные - компьютер работает с цифровыми данными

1.3.2 Способы представления чисел в компьютере

1.3.3 Элементы информации - бит и байт

1.3.4 Способы вычислений в компьютере

1.3.5 Логические схемы - схема логического сложения (ИЛИ)

1.3.6 Логические схемы - схема логического умножения (И)

1.3.7 Логические схемы - схема отрицания (НЕ) и комбинаторные схемы

1.3.8 Детали компьютера

1.3.9 Принцип действия полупроводников n- и p-типов

1.3.10 Передача информации по полупроводнику

1.3.11 Переключение 0 и 1 с помощью полупроводника

1.4 Как устроен и как работает мозг компьютера?

1.4.1 Функции центрального процессора (ЦП)

1.4.2 Регистры с точки зрения ЦП

1.4.3 Типы регистров

1.4.4 Роль регистра управления системой

1.4.5 Управление прерываниями

1.4.6 Метод виртуальной памяти - логическое и физическое пространство

1.4.7 Начальная загрузка программы

1.5 Как устроены и как работают запоминающие устройства компьютера?

1.5.1 Внутренняя и внешняя память

1.5.2 Магнитные ленты и диски. Оптические диски

1.5.3 Массовое запоминающее устройство

2. Как устроен компьютер с точки зрения программного обеспечения?

Многие до сих пор думают, что компьютер - это волшебник, который может все, и

поэтому хотят приобрести его. Но дело не движется компьютер сам по себе не работает!

В этой главе мы познакомимся с программами, которые "оживляют" компьютер (они

носят общее название "программное обеспечение"). Прежде всего разберемся, какую роль

играет программное обеспечение в компьютерных системах и как работают программы.

Затем познакомимся с языками для написания программ (языками программирования), с

языками, которые понимают компьютеры, а также с языками, которыми удобно

пользоваться человеку при общении с компьютером. Кроме того, узнаем о структуре

управляющей программы (операционной системы), которая заставляет эффективно

работать и компьютер, и программы, составленные пользователем.

2.1 Что такое программное обеспечение или программа?

2.1.1 Программа это порядок действий, выполняемых компьютером

2.1.2 Без программы компьютер не работает

2.1.3 Без заданного порядка действий компьютер не работает

2.1.4 Компьютер - ребенок, а программа - мама

2.2 Как объяснить компьютеру порядок действий?

2.2.1 Компьютер понимает только комбинации двоичных чисел

2.2.2 Человеку очень трудно писать программы в виде комбинаций двоичных цифр

2.2.3 Человеку удобно, если язык ближе к естественному

2.3 Как составить программу?

2.3.1 Что вы хотите сделать? Первым делом сформулируем цель

2.3.2 Построим модель

2.3.3 Выбираем язык программирования

2.3.4 Затем - программирование и отладка

2.4 Языки программирования

2.4.1 Какие существуют языки?

2.4.2 Три основные функции языков программирования

2.4.3 Дополнительная функция всех языков - подпрограммы

2.4.4 Ассемблер и язык высокого уровня

2.5 Как выполняются программы в компьютере?

2.5.1 Первым делом они преобразуются в слова, понятные компьютеру

2.5.2 Программа считывается в компьютер

2.5.3 Программе передается управление

2.6 Что необходимо для высокоэффективной работы компьютера?

2.6.1 Существует программа, которая называется операционной системой (ОС)

2.7 Что делает операционная система?

2.7.1 Осуществляет гибкое управление и обработку программ пользователя

2.7.2 Осуществляет гибкое управление и обработку программ пользователя (продолжение)

2.7.3 Организует интерфейс с аппаратными средствами

2.7.4 Обеспечивает доступ к файлам

2.7.5 Обеспечивает восстановление файлов

2.7.6 Обеспечивает восстановление файлов (продолжение)

2.8 Программное обеспечение

2.8.1 Какие программы входят в программное обеспечение компьютера?

2.8.2 Функциональная блок-схема программного обеспечения

2.8.3 Общая схема процесса от создания программы до получения результатов

3. Как работает компьютерная система?

Итак, мы уже знакомы с тем, как устроен компьютер, а теперь посмотрим, что происходит

с данными, которые переданы из терминала в компьютерную систему.

Вначале познакомимся с методами построения компьютерных систем, а также с тем, как

движется информация внутри системы и как обрабатываются данные, полученные из

каналов связи.

Далее рассмотрим способы возобновления обработки в случаях возникновения сбоев в

работе системы.

В заключении дадим общее представление о процессе разработки систем,

обрабатывающих данные, и покажем, на что следует обратить внимание на этапах

планирования, проектирования, изготовления и испытаний этих систем.

3.1 Почему так быстро выдает деньги чековая карточка?

3.1.1 Потому что данные летят по каналу

3.2 Что входит в вычислительный центр?

3.2.1 Составные части вычислительного центра

3.3 Все ли может сделать один компьютер?

3.3.1 Рассмотрим три конфигурации системы

3.4 Что делается для повышения надежности системы?

3.4.1 Есть три метода

3.5 Как определить из какого банка берутся деньги по вкладу?

3.5.1 Данные в нужный банк направляет компьютер распределительного центра

3.6 Можно ли работать с терминалом тому, о ком не знает компьютер?

3.6.1 Есть различные способы не допустить посторонних к терминалу

3.7 Как терминал и компьютер обмениваются данными?

3.7.1 Передающая и приемная стороны согласуют действия

3.8 Каким образом электрические сигналы из канала поступают в компьютер?

3.8.1 Большую активность проявляет контроллер связи

3.9 Что происходит с данными в компьютере?

3.9.1 То же что и в поликлинике с больными

3.10 Что делает терминал, получив результаты обработки?

3.10.1 Терминал - это два банковских служащих

3.11 Что называется обработкой?

3.11.1 Поиск, считывание файла, вычисления и обновление файла

3.12 Как компьютер расшифровывает данные?

3.12.1 Идея очень проста!

3.13 Может ли компьютер все обработать по имеющимся у него данным?

3.13.1 Иногда используются данные из внешней памяти

3.14 Как происходит поиск информации во внешней памяти?

3.14.1 Так же, как поиск нужной страницы в книге со счетами

3.15 Что происходит с информацией считанной из внешней памяти?

3.15.1 Вычисления и обновления

3.16 Что происходит с результатами обработки?

3.16.1 Результаты обработки посылаются в терминал

3.17 Как быть в случае сбойной ситуации?

3.17.1 Возвращаемся в состояние до сбоя

3.18 Какие меры принимаются для быстрого возобновления обработки при сбое

системы?

3.18.1 Через определенное время копируется состояние системы

3.19 Как восстановить файл в случае сбоя?

3.19.1 Для этого используются копии обработки результатов

3.20 Каков порядок разработки системы?

3.20.1 Разработка состоит из пяти этапов

3.21 В чем заключается процесс планирования?

3.21.1 Это похоже на обсуждение кинофильма

3.22 Чем завершается проектирование?

3.22.1 Детальным уточнением соответствующих процедур

3.23 Что такое процесс изготовления?

3.23.1 Это похоже на съемку кинофильма

3.24 Как происходят испытания?

3.24.1 Это сборка программ, их комплексная проверка и испытания

3.25 Каково соотношение стоимости разработки аппаратных средств и программного

обеспечения?

3.25.1 В последние годы стоимость программного обеспечения стала выше стоимости

аппаратных средств

3.26 Как производительность труда программиста зависит от объема работы?

3.26.1 Чем больше объем, тем выше затраты в расчете на один оператор программы

3.27 Как оценивается объем разработки программного обеспечения?

3.27.1 Точная оценка невозможна

3.28 На что следует обратить внимание при определении числа разработчиков?

3.28.1 Не забыть о вспомогательном персонале

3.29 На что следует обратить внимание в процессе проектирования?

3.29.1 На то, как точно передать замысел программисту

3.30 На что следует обратить внимание в процессе изготовления?

3.30.1 Важно управление разработкой отдельных программ

3.31 На что следует обратить внимание в процессе испытания?

3.31.1 Важен контроль качества

4. Как работают устройства ввода-вывода?

Компьютер - великолепный помощник человека, но для общения с ним необходимы

разнообразные средства - устройства ввода-вывода. Современные устройства ввода-

вывода для компьютеров малогабаритны и удобны для использования как в быту, так и в

учреждениях.

Начнем знакомство с ними с печатающих устройств (принтеров), затем посмотрим, как

устроены плоские экраны для отображения данных - дисплеи.

Неплохо, если бы компьютеры умели читать, слушать и говорить. В этом направлении

создан ряд интересных устройств, с принципами работы которых мы также познакомимся.

В заключении расскажем об устройстве волшебной карточки (с помощью которой Таро

вносил деньги в банк), а также о работе кассовых терминалов в магазинах.

4.1 Как с помощью небольшого принтера можно напечатать много знаков?

4.1.1 В принтере нет литер, а знаки создаются из точек

4.2 Есть ли бесшумные принтеры?

4.2.1 Электрографические принтеры

4.2.2 Термографические и струйные принтеры

4.3 Можно ли печатать в цвете?

4.3.1 Можно, если собрать чернила (краску) трех цветов

4.4 Есть ли плоские дисплеи?

4.4.1 Это жидкокристаллические индикаторы

4.4.2 Плазменные дисплеи

4.5 Существуют ли устройства читающие символы?

4.5.1 Оптическое устройство считывания

4.5.2 Распознавание знаков путем слежения за движением пера на специальном планшете

4.6 Как передается изображение для факсимиле?

4.6.1 Изображение разбивается на детали и передается в виде сигналов

4.7 Как работает устройство речевого вывода?

4.7.1 Звуки издаются путем имитации в электрических схемах речевого аппарата человека

4.8 Может ли это устройство говорить по-русски?

4.8.1 Один из способов синтеза - построение простых слов из слогов

4.9 Как работает устройство речевого ввода?

4.9.1 Все слоги сравниваются со звуковыми образами

4.9.2 Синтез и распознавание речи

4.10 Что такое интегральная карточка?

4.10.1 В пластиковую карточку встроен микрокомпьютер, что позволяет запоминать

много информации и вести обработку на высоком уровне

4.11 Как работает кассовый терминал в магазинах?

4.11.1 Такой терминал собирает информацию о купленных товарах и оказывает помощь в

определении стратегии управления магазином

4.12 Что такое штриховой код?

4.12.1 Он состоит из нескольких белых и черных полос различной толщины, считывается

с помощью специального устройства (сканирующего типа)

5. Как устроены сети?

Сети предназначены для соединения компьютеров и терминалов, расположенных на

большом или малом расстоянии друг от друга.

Первое, что приходит в голову при упоминании слова сеть, - это телефонная сеть.

Попробуем разобраться в том, как передавать данные по телефонной сети. Затем

познакомимся с частными каналами, т.е. каналами, которые используются монопольно, а

также со способами повышения эффективности.

В последние годы появились самые разнообразные сети: это и новые сети передачи

данных специально для компьютеров, сети факсимильной связи, которые также можно

подключать к компьютерам, сеть для вывода информации на домашние телевизоры

(видеотекс), сеть ANSER (автоответчик) и другие. Давайте посмотрим как они устроены.

В заключение представим будущие информационные сетевые системы с оптической

передачей, спутники связи и другие достижения науки и техники.

5.1 Как организована передача данных по телефонной сети?

5.1.1 При использовании телефонной сети необходимы модуляция и демодуляция

5.1.2 Модем

5.1.3 Сетевой контроллер

5.1.4 Акустический соединитель

5.1.5 Связь с помощью портативного терминала

5.1.6 Есть ограничение и на аналоговые сигналы, передаваемые по телефонной сети

5.1.7 Скорость передачи данных по телефонной сети

5.1.8 Плата за передачу данных по телефонной сети

5.2 Что такое частные каналы?

5.2.1 Телефонная сеть и частные каналы

5.2.2 Типы частных каналов

5.2.3 Обычные частные каналы

5.2.4 Частотный диапазон и передача кодов

5.2.5 Высокоскоростные каналы передачи цифровых данных

5.2.6 Спутниковые каналы цифровой связи

5.2.7 Плата за частные каналы

5.3 Как повысить эффективность частного канала?

5.3.1 Частотное разделение каналов (ЧРК)

5.3.2 Временное разделение каналов (ВРК)

5.3.3 Статистическое временное разделение каналов (СВРК)

5.3.4 Соединение различных каналов

5.3.5 Разветвление каналов

5.3.6 Общие каналы

5.4 Какие еще есть сети кроме телефонной и сети частных каналов?

5.4.1 Это новые сети передачи данных (СПД)

5.4.2 Сеть с коммутацией каналов

5.4.3 Сеть с коммутацией пакетов

5.4.4 Соединение между телефонной сетью и сетью с коммутацией пакетов

5.4.5 Передача данных по сети факсимильной связи

5.4.6 Сеть факсимильной связи

5.4.7 Передача данных по сети видеотекс

5.4.8 Сеть видеотекс

5.4.9 Сеть ANSER

5.4.10 Международная сеть

5.5 Какими будут сети в будущем?

5.5.1 Оптические каналы

5.5.2 Передача световых волн разной длины

5.5.3 Использование световодов

5.5.4 Использование спутников связи

5.5.5 Многолучевая система связи

5.5.6 Комплексные цифровые сети - сети будущего

5.5.7 Преимущества цифровых сетей

5.5.8 Интерфейс терминалов в ИСС

5.5.9 Способ пинг-понговой передачи

5.5.10 Радиоканалы для передачи цифровых данных большого объема

6. Как выполняется передача данных?

Как реализуется соединение канала связи с компьютером? Как работает система передачи

данных? Это важные вопросы, ответы на которые не всегда очевидны. Рассмотрим их в

этой главе.

Начнем со способа обмена информацией между каналом связи и компьютером. Затем

объясним, почему для эффективной связи между различными компьютерами необходимы

соглашения о связи (протоколы), какие бывают протоколы и какому уровню связи они

отвечают.

Далее поясним, как построена процедура управления передачей данных на примере

физического протокола связи между компьютерами. Рассмотрим также диалоговый

протокол.

В заключение расскажем и международной стандартизации протоколов, о

преобразованиях протоколов и о других проблемах передачи данных.

6.1 Зачем нужна передача данных?

6.1.1 Для всеобщей компьютеризации

6.2 Как передать данные по телефонному каналу?

6.2.1 Телефонные каналы созданы для передачи звуков

6.2.2 Передача данных из компьютера

6.3 Нельзя ли передавать данные в цифровом виде?

6.3.1 Необходимы цифровые каналы и АК

6.3.2 Адаптер канала

6.3.3 Действия адаптера канала

6.4 Какие существуют способы обмена информации?

6.4.1 Способы обмена информацией

6.5 Как измеряется скорость передачи данных?

6.5.1 Высокоскоростная и низкоскоростная передача

6.6 Как из последовательности бит выделяются символы?

6.6.1 Нужна синхронизация

6.6.2 Система синхронизации - стартостопная

6.6.3 Система синхронизации - с помощью кодов синхронизации

6.7 Что такое соглашение о связи?

6.7.1 Соглашение о связи

6.8 Почему необходимы стандартные протоколы?

6.8.1 Несоблюдение международных стандартов часто приводит к неудобствам

6.8.2 То же происходит и при передаче данных

6.9 Есть ли протокол при разговоре?

6.9.1 Рот и уши, а также словарь, грамматика и способы ведения диалога

6.9.2 Рот и уши, а также словарь, грамматика и способы ведения диалога (продолжение)

6.10 При передаче данных нужны рот и уши. Что им соответствует?

6.10.1 Прежде всего нужна унификация формы и размеров

6.10.2 Протоколы физического уровня

6.11 Что необходимо для передачи данных?

6.11.1 Процедура управления передачей

6.11.2 Базовая процедура управления передачей

6.11.3 Высокоуровневая процедура управления каналом

6.12 Как развивались процедуры управления передачей данных?

6.12.1 Появление базовой процедуры

6.12.2 Появление процедуры HDLC

6.12.3 Повышаются технико-экономические показатели компьютеров и вводится

распределение функций

6.12.4 От процедуры HDLC к сетевой архитектуре

6.13 Что привело к появлению стандартных архитектур?

6.13.1 Идея построения крупноблочных домов

6.13.2 Идеальное представление

6.13.3 Иерархическое представление и стандартизация протоколов

6.14 Что включает сетевая архитектура систем передачи данных?

6.14.1 Международные стандарты и функциональное представление каждого уровня

6.14.2 Назначение каждого уровня

6.14.3 Назначение каждого уровня (продолжение)

6.14.4 Протокол передачи файла

6.14.5 Функции в иерархии соединения открытых систем

6.15 Как осуществляется преобразование протоколов?

6.15.1 Преобразование протоколов - переезд в страну с другими правилами дорожного

движения

6.15.2 Устройства преобразования протоколов

6.15.3 Преобразование информации

7. Что необходимо для автоматизации учреждений?

Автоматизация учреждений, локальные сети, безбумажная информатика - эти слова мы

часто слышим в последние годы.

В этой главе вы найдете ответы на различные вопросы об автоматизации работы

служащих.

Начав с определения автоматизации учреждений, рассмотрим этапы автоматизации от

выполнения простых функций с помощью компьютеров до локальных сетей и связи с

отдаленными филиалами. Посмотрим как работает электронная почта и рабочие станции,

как организуются совещания и обучение. Обратим внимание на некоторые аспекты

построения локальных сетей.

Кроме того, ознакомимся с новой системой передачи по телефону образной информации

CAPTAIN как одной из форм автоматизации сферы услуг, а также с новой

разновидностью локальных сетей - цифровыми частными телефонными станциями. В

заключение приведем примеры нетрадиционного использования телефона.

7.1 Что такое автоматизация учреждений?

7.1.1 Это передача части работ машинам - автоматизация простых функций

7.1.2 Используя сеть связи, можно выполнять работы с высокой эффективностью -

автоматизация с помощью локальной сети

7.2 Как действует электронная почта?

7.2.1 По принципу почтового ящика с запоминающим устройством

7.3 Что такое электронные файлы?

7.3.1 Это документация в запоминающих устройствах большой емкости, к которой

возможен доступ в любое время

7.4 Зачем нужна служба контроля за исполнением работ?

7.4.1 Она позволяет с одного взгляда понять состояние указанных работ и посмотреть

отчет об их исполнении

7.5 Что такое служба помощи руководству?

7.5.1 Это служба помощи в принятии решений и прогнозировании действий для

руководящего состава

7.5.2 Предоставляются услуги по планированию рабочего времени, контролю за

исполнением работ и другие эффективные секретарские услуги

7.6 Что такое электронное учреждение?

7.6.1 Это оперативное утверждение решения без документа

7.7 Какая наиболее развитая форма, автоматизации

учреждений?

7.7.1 Это автоматизация учреждений с сетью, соединяющей отдаленные регионы

7.8 Как организуется электронное совещание?

7.8.1 Совещание с сотрудниками отдаленных филиалов на местах

7.8.2 Существуют различные формы электронных совещаний

7.9 Что такое зал принятия решений?

7.9.1 Это комната, в которой собраны все материалы для принятия решений руководством

фирмы

7.10 Что такое рабочая станция?

7.10.1 Это электронный стол, выполняющий роль секретаря и помощника в работе

7.11 Что такое полиэкранное отображение?

7.11.1 Это способ просмотра на одном дисплее нескольких изображений

7.12 Что такое "мышь"?

7.12.1 Это устройство, которое свободно перемещает курсор на экране дисплея вслед за

движением руки

7.13 Что такое локальная сеть?

7.13.1 Это частная сеть связи, объединяющая аппаратуру для автоматизации учреждения

7.13.2 В ЛС передается большой объем данных

7.14 Как организована передача данных в ЛС?

7.14.1 Обычно в ЛС много терминалов, поэтому принимаются меры против

неправильного соединения

7.14.2 ...меры против неправильного соединения

7.15 Можно ли соединить ЛС, телефонную сеть и цифровые СПД?

7.15.1 Непосредственно их соединить нельзя: нужны коммутаторы

7.16 Что означает интеллектуализация зданий?

7.16.1 Это оборудование внутри здания сети связи и установка системы управления на

базе компьютеров

7.17 Как происходит обучение с помощью компьютеров?

7.17.1 Это индивидуальное обучение

7.18 Что такое автоматизированное проектирование?

7.18.1 Это проектирование и разработка промышленных изделий с использованием

компьютеров

7.19 Что такое система CAPTAIN?

7.19.1 Эта система отображает на домашнем телевизоре все, что вы хотите узнать

7.20 Какова роль адаптера?

7.20.1 Адаптер преобразует коды, получаемые из центра CAPTAIN, в символы и рисунки

7.21 В чем отличие между цифровыми и аналоговыми частными АТС?

7.21.1 Они отличаются способом коммутации

7.21.2 Цифровые и аналоговые частные АТС отличаются способом коммутации 1

7.21.3 Цифровые и аналоговые частные АТС отличаются способом коммутации 2

7.22 Какие услуги предоставляет система CAPTAIN?

7.22.1 Заказы товаров по образцам, банковские операции, бронирование мест в театрах и

т.п.

7.23 В чем достоинства цифровых частных АТС?

7.23.1 Несложность соединения с компьютерами

7.23.2 Цифровые станции удобны для связи с цифровыми ИСС и цифровыми частными

каналами

7.23.3 Различные услуги цифровых частных АТС

7.23.4 ...различные услуги цифровых частных АТС

7.24 Что нового в использовании телефона?

7.24.1 Передача рисунков по телефону

7.24.2 Электронная доска

8. Как обеспечивается надежность систем?

Системы передачи данных широко используются во многих сферах общественной жизни.

Следовательно, повреждения или сбои в работе этих систем могут привести к тяжелым

последствиям. В этом разделе рассмотрим способы и средства обеспечения надежности

систем передачи данных.

В начале перечислим все, что может угрожать работоспособности систем и сохранности

данных, и выясним, что же необходимо защищать. Затем рассмотрим меры, которые

следует предпринять для повышения надежности систем передачи данных, безопасности

хранения данных, предотвращения несанкционированного доступа к данным и т.д.

Отметим важность контроля за работой систем, немного узнаем о технике шифрования

информации, в частности, поясним принципы и методы шифрования, которые находят все

большее применение.

8.1 Что снижает надежность систем передачи данных?

8.1.1 Повреждения и внешние воздействия

8.2 Какой опасности подвергаются системы передачи данных?

8.2.1 Системы передачи данных могут быть повреждены вследствие...

8.3 Что нужно защищать в системах передачи данных?

8.3.1 В системах передачи данных нужно защищать...

8.4 Как обеспечить безопасность зданий и помещений?

8.4.1 Безопасность зданий с компьютерами и терминалами

8.4.2 Безопасность компьютерного зала и зала для хранения данных

8.5 Какие меры необходимы для защиты компьютеров?

8.5.1 Нормальные условия окружающей среды

8.5.2 Надо быть готовым к неисправностям оборудования

8.5.3 ...надо быть готовым к неисправностям оборудования

8.6 Какие меры годятся для защиты важнейших данных?

8.6.1 Способы хранения файлов и документации

8.6.2 Способы уничтожения важнейших данных и аппаратуры

8.6.3 Дублирования каналов связи

8.6.4 Во избежание риска важнейшие линии прокладываются под землей

8.7 Что нужно предпринять против компьютерных преступлений?

8.7.1 Контроль права на доступ по паролям

8.7.2 Предоставление доступа только по предъявлении идентификационной карточки

8.7.3 Преступления связанные с кассовыми терминалами, и их предупреждение

8.7.4 Меры против злоупотребления кредитными карточками

8.7.5 Важность контроля за работой системы

8.8 Что дает техника шифрования?

8.8.1 Непонятный смысл информации способствует сохранности данных

8.9 Какие существуют способы шифрования?

8.9.1 Шифрование путем замены букв

8.9.2 Шифрование путем перестановок

8.10 Каковы способы шифрования с помощью ключа?

8.10.1 "Алфавитное" сложение

8.11 Имеются ли стандарты на алгоритмы шифрования?

8.11.1 Стандарт шифрования данных

8.12 Наверно, неудобно иметь много ключей?

8.12.1 Можно использовать известный ключ

8.13 Каковы принципы шифрования с известным ключом?

8.13.1 Представьте себе ящичек с двумя замочными скважинами

8.13.2 Ящичек с двумя замочными скважинами и метод шифрования с известным ключом

8.14 Есть ли другие преимущества у метода шифрования с известным ключом?

8.14.1 Можно заверять посылаемые сообщения

1. Как устроен компьютер с точки зрения аппаратных средств?

1.1 Где используются компьютеры?

1.1.1 Мы постоянно пользуемся компьютером... в быту

1.1.2 Мы постоянно пользуемся компьютером... при операциях с банком

1.1.3 Мы постоянно пользуемся компьютером... слушая прогноз погоды

1.2 Так что же такое компьютер?

1.2.1 Достоинства компьютера

1.2.2 Достоинства компьютера (продолжение)

1.2.3 Компьютер состоит из пяти частей

1.3 Для работы с компьютером необходимы специальные знания, что же

нужно знать прежде всего?

1.3.1 Аналоговые и цифровые данные - компьютер работает с цифровыми данными

1.3.2 Способы представления чисел в компьютере

1.3.3 Элементы информации - бит и байт

1.3.4 Способы вычислений в компьютере

1.3.5 Логические схемы - схема логического сложения (ИЛИ)

1.3.6 Логические схемы - схема логического умножения (И)

1.3.7 Логические схемы - схема отрицания (НЕ) и комбинаторные схемы

1.3.8 Детали компьютера

1.3.9 Принцип действия полупроводников n- и p-типов

1.3.10 Передача информации по полупроводнику

1.3.11 Переключение 0 и 1 с помощью полупроводника

1.4 Как устроен и как работает мозг компьютера?

1.4.1 Функции центрального процессора (ЦП)

1.4.2 Регистры с точки зрения ЦП

1.4.3 Типы регистров

1.4.4 Роль регистра управления системой

1.4.5 Управление прерываниями

1.4.6 Метод виртуальной памяти - логическое и физическое пространство

1.4.7 Начальная загрузка программы

1.5 Как устроены и как работают запоминающие устройства

компьютера?

1.5.1 Внутренняя и внешняя память

1.5.2 Магнитные ленты и диски. Оптические диски

1.5.3 Массовое запоминающее устройство

2. Как устроен компьютер с точки зрения программного обеспечения?

2.1 Что такое программное обеспечение или программа?

2.1.1 Программа это порядок действий, выполняемых компьютером

2.1.2 Без программы компьютер не работает

2.1.3 Без заданного порядка действий компьютер не работает

2.1.4 Компьютер - ребенок, а программа – мама

2.2 Как объяснить компьютеру порядок действий?

2.2.1 Компьютер понимает только комбинации двоичных чисел

2.2.2 Человеку очень трудно писать программы в виде комбинаций двоичных цифр

2.2.3 Человеку удобно, если язык ближе к естественному

2.3 Как составить программу?

2.3.1 Что вы хотите сделать? Первым делом сформулируем цель

2.3.2 Построим модель

2.3.3 Выбираем язык программирования

2.3.4 Затем - программирование и отладка

2.4 Языки программирования

2.4.1 Какие существуют языки?

2.4.2 Три основные функции языков программирования

2.4.3 Дополнительная функция всех языков - подпрограммы

2.4.4 Ассемблер и язык высокого уровня

2.5 Как выполняются программы в компьютере?

2.5.1 Первым делом они преобразуются в слова, понятные компьютеру

2.5.2 Программа считывается в компьютер

2.5.3 Программе передается управление

2.6 Что необходимо для высокоэффективной работы компьютера?

2.6.1 Существует программа, которая называется операционной системой (ОС)

2.7 Что делает операционная система?

2.7.1 Осуществляет гибкое управление и обработку программ пользователя

2.7.2 Осуществляет гибкое управление и обработку программ пользователя (продолжение)

2.7.3 Организует интерфейс с аппаратными средствами

2.7.4 Обеспечивает доступ к файлам

2.7.5 Обеспечивает восстановление файлов

2.7.6 Обеспечивает восстановление файлов (продолжение)

2.8 Программное обеспечение

2.8.1 Какие программы входят в программное обеспечение компьютера?

2.8.2 Функциональная блок-схема программного обеспечения

2.8.3 Общая схема процесса от создания программы до получения результатов

3. Как работает компьютерная система?

3.1 Почему так быстро выдает деньги чековая карточка?

3.1.1 Потому что данные летят по каналу

3.2 Что входит в вычислительный центр?

3.2.1 Составные части вычислительного центра

3.3 Все ли может сделать один компьютер?

3.3.1 Рассмотрим три конфигурации системы

3.4 Что делается для повышения надежности системы?

3.4.1 Есть три метода

3.5 Как определить из какого банка берутся деньги по вкладу?

3.5.1 Данные в нужный банк направляет компьютер распределительного центра

3.6 Можно ли работать с терминалом тому, о ком не знает компьютер?

3.6.1 Есть различные способы не допустить посторонних к терминалу

3.7 Как терминал и компьютер обмениваются данными?

3.7.1 Передающая и приемная стороны согласуют действия

3.8 Каким образом электрические сигналы из канала поступают в

компьютер?

3.8.1 Большую активность проявляет контроллер связи

3.9 Что происходит с данными в компьютере?

3.9.1 То же что и в поликлинике с больными

3.10 Что делает терминал, получив результаты обработки?

3.10.1 Терминал - это два банковских служащих

3.11 Что называется обработкой?

3.11.1 Поиск, считывание файла, вычисления и обновление файла

3.12 Как компьютер расшифровывает данные?

3.12.1 Идея очень проста!

3.13 Может ли компьютер все обработать по имеющимся у него данным?

3.13.1 Иногда используются данные из внешней памяти

3.14 Как происходит поиск информации во внешней памяти?

3.14.1 Так же, как поиск нужной страницы в книге со счетами

3.15 Что происходит с информацией считанной из внешней памяти?

3.15.1 Вычисления и обновления

3.16 Что происходит с результатами обработки?

3.16.1 Результаты обработки посылаются в терминал

3.17 Как быть в случае сбойной ситуации?

3.17.1 Возвращаемся в состояние до сбоя

3.18 Какие меры принимаются для быстрого возобновления обработки

при сбое системы?

3.18.1 Через определенное время копируется состояние системы

3.19 Как восстановить файл в случае сбоя?

3.19.1 Для этого используются копии обработки результатов

3.20 Каков порядок разработки системы?

3.20.1 Разработка состоит из пяти этапов

3.21 В чем заключается процесс планирования?

3.21.1 Это похоже на обсуждение кинофильма

3.22 Чем завершается проектирование?

3.22.1 Детальным уточнением соответствующих процедур

3.23 Что такое процесс изготовления?

3.23.1 Это похоже на съемку кинофильма

3.24 Как происходят испытания?

3.24.1 Это сборка программ, их комплексная проверка и испытания

3.25 Каково соотношение стоимости разработки аппаратных средств и

программного обеспечения?

3.25.1 В последние годы стоимость программного обеспечения стала выше стоимости

аппаратных средств

3.26 Как производительность труда программиста зависит от объема

работы?

3.26.1 Чем больше объем, тем выше затраты в расчете на один оператор программы

3.27 Как оценивается объем разработки программного обеспечения?

3.27.1 Точная оценка невозможна

3.28 На что следует обратить внимание при определении числа

разработчиков?

3.28.1 Не забыть о вспомогательном персонале

3.29 На что следует обратить внимание в процессе проектирования?

3.29.1 На то, как точно передать замысел программисту

3.30 На что следует обратить внимание в процессе изготовления?

3.30.1 Важно управление разработкой отдельных программ

3.31 На что следует обратить внимание в процессе испытания?

3.31.1 Важен контроль качества

4. Как работают устройства ввода-вывода?

4.1 Как с помощью небольшого принтера можно напечатать много

знаков?

4.1.1 В принтере нет литер, а знаки создаются из точек

4.2 Есть ли бесшумные принтеры?

4.2.1 Электрографические принтеры

4.2.2 Термографические и струйные принтеры

4.3 Можно ли печатать в цвете?

4.3.1 Можно, если собрать чернила (краску) трех цветов

4.4 Есть ли плоские дисплеи?

4.4.1 Это жидкокристаллические индикаторы

4.4.2 Плазменные дисплеи

4.5 Существуют ли устройства читающие символы?

4.5.1 Оптическое устройство считывания

4.5.2 Распознавание знаков путем слежения за движением пера на специальном планшете

4.6 Как передается изображение для факсимиле?

4.6.1 Изображение разбивается на детали и передается в виде сигналов

4.7 Как работает устройство речевого вывода?

4.7.1 Звуки издаются путем имитации в электрических схемах речевого аппарата человека

4.8 Может ли это устройство говорить по-русски?

4.8.1 Один из способов синтеза - построение простых слов из слогов

4.9 Как работает устройство речевого ввода?

4.9.1 Все слоги сравниваются со звуковыми образами

4.9.2 Синтез и распознавание речи

4.10 Что такое интегральная карточка?

4.10.1 В пластиковую карточку встроен микрокомпьютер, что позволяет запоминать

много информации и вести обработку на высоком уровне

4.11 Как работает кассовый терминал в магазинах?

4.11.1 Такой терминал собирает информацию о купленных товарах и оказывает помощь в

определении стратегии управления магазином

4.12 Что такое штриховой код?

4.12.1 Он состоит из нескольких белых и черных полос различной толщины, считывается

с помощью специального устройства (сканирующего типа)

5. Как устроены сети?

5.1 Как организована передача данных по телефонной сети?

5.1.1 При использовании телефонной сети необходимы модуляция и демодуляция

5.1.2 Модем

5.1.3 Сетевой контроллер

5.1.4 Акустический соединитель

5.1.5 Связь с помощью портативного терминала

5.1.6 Есть ограничение и на аналоговые сигналы, передаваемые по телефонной сети

5.1.7 Скорость передачи данных по телефонной сети

5.1.8 Плата за передачу данных по телефонной сети

5.2 Что такое частные каналы?

5.2.1 Телефонная сеть и частные каналы

5.2.2 Типы частных каналов

5.2.3 Обычные частные каналы

5.2.4 Частотный диапазон и передача кодов

5.2.5 Высокоскоростные каналы передачи цифровых данных

5.2.6 Спутниковые каналы цифровой связи

5.2.7 Плата за частные каналы

5.3 Как повысить эффективность частного канала?

5.3.1 Частотное разделение каналов (ЧРК)

5.3.2 Временное разделение каналов (ВРК)

5.3.3 Статистическое временное разделение каналов (СВРК)

5.3.4 Соединение различных каналов

5.3.5 Разветвление каналов

5.3.6 Общие каналы

5.4 Какие еще есть сети кроме телефонной и сети частных каналов?

5.4.1 Это новые сети передачи данных (СПД)

5.4.2 Сеть с коммутацией каналов

5.4.3 Сеть с коммутацией пакетов

5.4.4 Соединение между телефонной сетью и сетью с коммутацией пакетов

5.4.5 Передача данных по сети факсимильной связи

5.4.6 Сеть факсимильной связи

5.4.7 Передача данных по сети видеотекс

5.4.8 Сеть видеотекс

5.4.9 Сеть ANSER

5.4.10 Международная сеть

5.5 Какими будут сети в будущем?

5.5.1 Оптические каналы

5.5.2 Передача световых волн разной длины

5.5.3 Использование световодов

5.5.4 Использование спутников связи

5.5.5 Многолучевая система связи

5.5.6 Комплексные цифровые сети - сети будущего

5.5.7 Преимущества цифровых сетей

5.5.8 Интерфейс терминалов в ИСС

5.5.9 Способ пинг-понговой передачи

5.5.10 Радиоканалы для передачи цифровых данных большого объема

6. Как выполняется передача данных?

6.1 Зачем нужна передача данных?

6.1.1 Для всеобщей компьютеризации

6.2 Как передать данные по телефонному каналу?

6.2.1 Телефонные каналы созданы для передачи звуков

6.2.2 Передача данных из компьютера

6.3 Нельзя ли передавать данные в цифровом виде?

6.3.1 Необходимы цифровые каналы и АК

6.3.2 Адаптер канала

6.3.3 Действия адаптера канала

6.4 Какие существуют способы обмена информации?

6.4.1 Способы обмена информацией

6.5 Как измеряется скорость передачи данных?

6.5.1 Высокоскоростная и низкоскоростная передача

6.6 Как из последовательности бит выделяются символы?

6.6.1 Нужна синхронизация

6.6.2 Система синхронизации – стартостопная

6.6.3 Система синхронизации - с помощью кодов синхронизации

6.7 Что такое соглашение о связи?

6.7.1 Соглашение о связи

6.8 Почему необходимы стандартные протоколы?

6.8.1 Несоблюдение международных стандартов часто приводит к неудобствам

6.8.2 То же происходит и при передаче данных

6.9 Есть ли протокол при разговоре?

6.9.1 Рот и уши, а также словарь, грамматика и способы ведения диалога

6.9.2 Рот и уши, а также словарь, грамматика и способы ведения диалога (продолжение)

6.10 При передаче данных нужны рот и уши. Что им соответствует?

6.10.1 Прежде всего нужна унификация формы и размеров

6.10.2 Протоколы физического уровня

6.11 Что необходимо для передачи данных?

6.11.1 Процедура управления передачей

6.11.2 Базовая процедура управления передачей

6.11.3 Высокоуровневая процедура управления каналом

6.12 Как развивались процедуры управления передачей данных?

6.12.1 Появление базовой процедуры

6.12.2 Появление процедуры HDLC

6.12.3 Повышаются технико-экономические показатели компьютеров и вводится

распределение функций

6.12.4 От процедуры HDLC к сетевой архитектуре

6.13 Что привело к появлению стандартных архитектур?

6.13.1 Идея построения крупноблочных домов

6.13.2 Идеальное представление

6.13.3 Иерархическое представление и стандартизация протоколов

6.14 Что включает сетевая архитектура систем передачи данных?

6.14.1 Международные стандарты и функциональное представление каждого уровня

6.14.2 Назначение каждого уровня

6.14.3 Назначение каждого уровня (продолжение)

6.14.4 Протокол передачи файла

6.14.5 Функции в иерархии соединения открытых систем

6.15 Как осуществляется преобразование протоколов?

6.15.1 Преобразование протоколов - переезд в страну с другими правилами дорожного

движения

6.15.2 Устройства преобразования протоколов

6.15.3 Преобразование информации

7. Что необходимо для автоматизации учреждений?

7.1 Что такое автоматизация учреждений?

7.1.1 Это передача части работ машинам - автоматизация простых функций

7.1.2 Используя сеть связи, можно выполнять работы с высокой эффективностью -

автоматизация с помощью локальной сети

7.2 Как действует электронная почта?

7.2.1 По принципу почтового ящика с запоминающим устройством

7.3 Что такое электронные файлы?

7.3.1 Это документация в запоминающих устройствах большой емкости, к которой

возможен доступ в любое время

7.4 Зачем нужна служба контроля за исполнением работ?

7.4.1 Она позволяет с одного взгляда понять состояние указанных работ и посмотреть

отчет об их исполнении

7.5 Что такое служба помощи руководству?

7.5.1 Это служба помощи в принятии решений и прогнозировании действий для

руководящего состава

7.5.2 Предоставляются услуги по планированию рабочего времени, контролю за

исполнением работ и другие эффективные секретарские услуги

7.6 Что такое электронное учреждение?

7.6.1 Это оперативное утверждение решения без документа

7.7 Какая наиболее развитая форма, автоматизации

учреждений?

7.7.1 Это автоматизация учреждений с сетью, соединяющей отдаленные регионы

7.8 Как организуется электронное совещание?

7.8.1 Совещание с сотрудниками отдаленных филиалов на местах

7.8.2 Существуют различные формы электронных совещаний

7.9 Что такое зал принятия решений?

7.9.1 Это комната, в которой собраны все материалы для принятия решений руководством

фирмы

7.10 Что такое рабочая станция?

7.10.1 Это электронный стол, выполняющий роль секретаря и помощника в работе

7.11 Что такое полиэкранное отображение?

7.11.1 Это способ просмотра на одном дисплее нескольких изображений

7.12 Что такое "мышь"?

7.12.1 Это устройство, которое свободно перемещает курсор на экране дисплея вслед за

движением руки

7.13 Что такое локальная сеть?

7.13.1 Это частная сеть связи, объединяющая аппаратуру для автоматизации учреждения

7.13.2 В ЛС передается большой объем данных

7.14 Как организована передача данных в ЛС?

7.14.1 Обычно в ЛС много терминалов, поэтому принимаются меры против

неправильного соединения

7.14.2 ...меры против неправильного соединения

7.15 Можно ли соединить ЛС, телефонную сеть и цифровые СПД?

7.15.1 Непосредственно их соединить нельзя: нужны коммутаторы

7.16 Что означает интеллектуализация зданий?

7.16.1 Это оборудование внутри здания сети связи и установка системы управления на

базе компьютеров

7.17 Как происходит обучение с помощью компьютеров?

7.17.1 Это индивидуальное обучение

7.18 Что такое автоматизированное проектирование?

7.18.1 Это проектирование и разработка промышленных изделий с использованием

компьютеров

7.19 Что такое система CAPTAIN?

7.19.1 Эта система отображает на домашнем телевизоре все, что вы хотите узнать

7.20 Какова роль адаптера?

7.20.1 Адаптер преобразует коды, получаемые из центра CAPTAIN, в символы и рисунки

7.21 В чем отличие между цифровыми и аналоговыми частными АТС?

7.21.1 Они отличаются способом коммутации

7.21.2 Цифровые и аналоговые частные АТС отличаются способом коммутации 1

7.21.3 Цифровые и аналоговые частные АТС отличаются способом коммутации 2

7.22 Какие услуги предоставляет система CAPTAIN?

7.22.1 Заказы товаров по образцам, банковские операции, бронирование мест в театрах и

т.п.

7.23 В чем достоинства цифровых частных АТС?

7.23.1 Несложность соединения с компьютерами

7.23.2 Цифровые станции удобны для связи с цифровыми ИСС и цифровыми частными

каналами

7.23.3 Различные услуги цифровых частных АТС

7.23.4 ...различные услуги цифровых частных АТС

7.24 Что нового в использовании телефона?

7.24.1 Передача рисунков по телефону

7.24.2 Электронная доска

8. Как обеспечивается надежность систем?

8.1 Что снижает надежность систем передачи данных?

8.1.1 Повреждения и внешние воздействия

8.2 Какой опасности подвергаются системы передачи данных?

8.2.1 Системы передачи данных могут быть повреждены вследствие...

8.3 Что нужно защищать в системах передачи данных?

8.3.1 В системах передачи данных нужно защищать...

8.4 Как обеспечить безопасность зданий и помещений?

8.4.1 Безопасность зданий с компьютерами и терминалами

8.4.2 Безопасность компьютерного зала и зала для хранения данных

8.5 Какие меры необходимы для защиты компьютеров?

8.5.1 Нормальные условия окружающей среды

8.5.2 Надо быть готовым к неисправностям оборудования

8.5.3 ...надо быть готовым к неисправностям оборудования

8.6 Какие меры годятся для защиты важнейших данных?

8.6.1 Способы хранения файлов и документации

8.6.2 Способы уничтожения важнейших данных и аппаратуры

8.6.3 Дублирования каналов связи

8.6.4 Во избежание риска важнейшие линии прокладываются под землей

8.7 Что нужно предпринять против компьютерных преступлений?

8.7.1 Контроль права на доступ по паролям

8.7.2 Предоставление доступа только по предъявлении идентификационной карточки

8.7.3 Преступления связанные с кассовыми терминалами, и их предупреждение

8.7.4 Меры против злоупотребления кредитными карточками

8.7.5 Важность контроля за работой системы

8.8 Что дает техника шифрования?

8.8.1 Непонятный смысл информации способствует сохранности данных

8.9 Какие существуют способы шифрования?

8.9.1 Шифрование путем замены букв

8.9.2 Шифрование путем перестановок

8.10 Каковы способы шифрования с помощью ключа?

8.10.1 "Алфавитное" сложение

8.11 Имеются ли стандарты на алгоритмы шифрования?

8.11.1 Стандарт шифрования данных

8.12 Наверно, неудобно иметь много ключей?

8.12.1 Можно использовать известный ключ

8.13 Каковы принципы шифрования с известным ключом?

8.13.1 Представьте себе ящичек с двумя замочными скважинами

8.13.2 Ящичек с двумя замочными скважинами и метод шифрования с известным ключом

8.14 Есть ли другие преимущества у метода шифрования с известным

ключом?

8.14.1 Можно заверять посылаемые сообщения