Современные инфомационные технологии.

Компьютерные сети
Аппаратное и программное обеспечение сети
Представление данных в распределенных системах
Информационная безопасность
Пакеты прикладных программ
Среды автоматизированного проектирования и технологии разработки программных продуктов
Приложения математических методов
Web-дизайн
Литература

Современные инфомационные технологии.

Ответом на отсутствие гибкости систем с мейнфреймами стали персональные ком­пьютеры (ПК). Основная привлекательность персональных компьютеров изначально заключалась в доступности большого количества разнообразного недорогого про­граммного обеспечения. Благодаря низкой цене персональных компьютеров их коли­чество очень быстро выросло, создав благодатную почву для рынка программного обеспечения, что автоматически повлекло за собой снижение цен и большое разнооб­разие продуктов. На рынке программного обеспечения для персональных компьюте­ров можно найти все для того, чтобы решить практически любую задачу, и вам не требуется тратить время на разработку собственных приложений или деньги на по­купку дорогостоящих программ для мейнфреймов.
Сервер представляет собой файловый сервер или сервер печати; в системе используется сетевая операционная система типа NetWare или LAN Manager с соот­ветствующим клиентским программным обеспечением на каждом локальном персо­нальном компьютере. В такой системе разделяемыми являются только файлы и прин­теры, а все приложения выполняются на локальных персональных компьютерах.
Приложение базы данных, созданное для работы на одном персональном компьютере, в такой среде способно работать с разделяемой базой дан­ных, но только в разделяемом режиме и при наличии соответствующих блокировок. Такой путь неэффективен, хотя бы потому, что данные при этом находятся на совместно используемых дисках, а обрабатываются на отдельных персональных компьютерах, что приводит к постоянному обмену большими объемами данных между отдельными пер­сональными компьютерами и совместно используемым диском.
Двухуровневые (клиент/сервер) системы
Переход к системам клиент/сервер представляет собой огромный концептуальный ска­чок в эволюции распределенных систем. Все предыдущие системы характеризовались тем, что приложение целиком работало на одной машине, так же как и на самом первом компьютере. В системе клиент/сервер имеется два независимых, тесно сотрудничающих между собой приложения, одно из которых работает на сервере, а второе — на компью­тере-клиенте, и которые общаются между собой посредством сети. Хотя такая архитек­тура имеет определенные достоинства — как было показано на примере с запросом к базе данных, — по существу, приложения клиент/сервер очень сложны.
Серверная часть приложения представляет собой механизм базы данных, работающий на удаленном компьютере. Клиентская часть приложения представляет собой инстру­мент запросов, работающий на локальном компьютере. Эти две части приложения общаются друг с другом по сети посредством протокола, предоставленного СУБД. Прикладная программа в данном случае является простым SQL-запросом, а вся ин­фраструктура предоставлена СУБД.
Обычно клиентская программа представляет собой не инструментарий создания запросов, а некоторое пользовательское приложение. Инструментарий типа Visual Basic или PowerBuilder облегчает построение приложений с графическим ин­терфейсом пользователя для работы с базами данных. Если работа всегда идет с од­ним типом СУБД (например, SQL Server или Oracle), то можно положиться на сете­вой протокол, предоставляемый СУБД. Если в организации используется несколько СУБД или если создавае­мое приложение не должно привязываться к конкретному типу СУБД и может в бу­дущем быть перенесено на другую СУБД, имеет смысл использовать промежуточное программное обеспечение типа ODBC. Линии между драйверами и источниками данных в действительности могут пере­секать границы сети. Ответственность за сетевое соединение несет СУБД.
Информационная безопасность
Информационная безопасность подчеркивает важность информации в современном обществе - понимание того, что информация - это ценный ресурс, нечто большее, чем отдельные элементы данных.
Информационной безопасностью называют меры по защите информации от неавторизованного доступа, разрушения, модификации, раскрытия и задержек в доступе. Информационная безопасность включает в себя меры по защите процессов создания данных, их ввода, обработки и вывода. Целью информационной безопасности является обезопасить ценности системы, защитить и гарантировать точность и целостность информации, и минимизировать разрушения, которые могут иметь место, если информация будет модифицирована или разрушена. Информационная безопасность требует учета всех событий, в ходе которых информация создается, модифицируется, к ней обеспечивается доступ или она распространяется.
Информационная безопасность дает гарантию того, что достигаются следующие цели:
конфиденциальность критической информации;
целостность информации и связанных с ней процессов (создания, ввода, обработки и вывода);
доступность информации, когда она нужна;
учет всех процессов, связанных с информацией.
Некоторые технологии по защите системы и обеспечению учета всех событий могут быть встроены в сам компьютер. Другие могут быть встроены в программы. Некоторые же выполняются людьми и являются реализацией указаний руководства, содержащихся в соответствующих руководящих документах.
Меры защиты: четыре уровня защиты
Меры защиты - это меры, вводимые руководством, для обеспечения безопасности информации - административные руководящие документы(приказы, положения, инструкции), аппаратные устройства или дополнительные программы - основной целью которых является предотвратить преступления и злоупотребления, не позволив им произойти. Меры защиты могут также выполнять функцию ограничения, уменьшая размер ущерба от преступления.
Предотвращение - только авторизованный персонал имеет доступ к информации и технологии
Обнаружение - обеспечивается раннее обнаружение преступлений и злоупотреблений, даже если механизмы защиты были обойдены
Ограничение - уменьшается размер потерь, если преступление все-таки произошло несмотря на меры по его предотвращению и обнаружению
Восстановление - обеспечивается эффективное восстановление информации при наличии документированных и проверенных планов по восстановлению
Пакеты прикладных программ
Программным обеспечением (ПО) называют совокупность программ и сопровождающей их документации, позволяющую использовать вычислительную машину для решения задач. Различают системное (общее) и прикладные (специальное) ПО. Прикладное ПО включает программы, используемые для решения конкретной задачи или класса таких задач. Системное ПО включает программы, необходимые для согласования работы всего вычислительного комплекса при решении задач, а также при разработке новых программ.
Программы СПО различаются по функциональному назначению и характеру исполнения. Сердцевиной СПО является операционные системы (ОС). Другим СПО являются: системы программирования (трансляторы, редакторы связей и загрузчики, отладчики); утилиты; ассемблеры; средства сетевого доступа, системы управления базами данных.
Для разработки программного обеспечения используются различные системы, к которым относятся: системы программирования общего назначения; специализированные средства разработки.
Специализированные средства разработки предназначены для решения какой-то одной задачи или автоматизации одной предметной области. К ним можно отнести текстовые процессы, табличные процессоры, системы бухгалтерского и финансового учета, автоматизированные системы управления и проектирования (Word, Excel, 1С Предприятие, AutoCAD и др.). Специализированные системы имеют встроенный язык программирования, как правило, адаптированный под предметную область.
Системы программирования общего назначения – представляют собой среды, основанные на языках программирования высокого уровня и не связанные с какой-то конкретной предметной областью. Это системы программирования Borland Delphi, Visual C++, FoxPro, Visual Basic и др.
Внутри одной группы средства разработки также различаются по многим параметрам: производительности, удобству работы, наличию документации, тех или иных возможностей, доступу к новым технологиям и т.д. Однако можно оценить основные преимущества и недостатки, присущие той или иной группе.
Преимущества специализированных систем:
Специализированные системы манипулируют объектами рассматриваемой предметной области;
Они имеют готовый интерфейс пользователя или средства для его быстрой разработки;
В специализированных системах уже реализованы стандартные алгоритмы, относящиеся к предметной области;
Обеспечивают более быструю разработку.
Преимущества системы общего назначения:
Системы общего назначения подходят для любой задачи – можно использовать любые алгоритмы;
Обладают более высокой производительностью.
Недостатки.
Специализированные системы:
Обладают недостаточной гибкостью;
Ограничены – нельзя реализовать “все что хочешь”;
Характеризуются невысокой производительностью.
Системы общего назначения:
Разработка “с нуля”;
Большой срок разработки;
Как правило, высокая стоимость.
Комплекс программных средств, обеспечивающих поддержку технологий проектирования, кодирования, тестирования и отладки, называется системой программирования.
Система программирования включает язык программирования и совокупность программ:
транслятор;
редактор связи;
отладочные средства,
редактор исходного текста (для ввода программы на языке программирования в машину и внесения в них изменений (редактирования)),
библиотека процедур и функций,
менеджер библиотек,
и др. (утилиты).
Минимальный состав системы программирования: язык программирования и транслятор.
Системы программирования классифицируются по следующим признакам:
по количеству поддерживающих языков программирования (монолингвисткие (одноязыковые) и полилингвисткие (многоязыковые). В последнем случае система программирования включает в себя несколько языков программирования и трансляторов с этих языков и общий редактор связей.
по классификации языка программирования с точки зрения модели вычислений (основные среди которых: процедурные, функциональные, логические и объектно-ориентированные).
по подходу к конструированию систем программирования (автономные (представляющих комплекс автономных программ, в совокупности выполняющих роль системы программирования) и интегрированные (поддерживающие развитый пользовательский интерфейс и объединяющие в единое целое все средства разработки и выполнения программ))
Языком программирования называют систему обозначений, служащую в целях точного описания алгоритмов для ЭВМ или, по крайней мере, достаточную для автоматического нахождения такого алгоритма. Эти языки являются искусственными со строгим синтаксисом и семантикой.
Классификация языков программирования:
по уровню языка (от системы команд процессора и функционального смысла решаемой на этом языке задачи) (низкий, высокий, сверхвысокий);
по модели вычислений (основные среди которых: процедурные, функциональные, логические и объектно-ориентированные);
по одновременности выполнения вычислений (последовательные и параллельные);
по форме представления данных (........ и визуальные).
Пакеты прикладных программ (ППП) служат программным инструмента­рием решения функциональных задач и являются самым многочисленным классом про­граммных продуктов. В данный класс входят программные продукты, выполняющие обработку информации различных предметных областей.
Установка программных продуктов на компьютер выполняется квалифицированными пользователями, а непосредственную их эксплуатацию осуществляют, как правило, конеч­ные пользователи — потребители информации, во многих случаях деятельность которых весьма далека от компьютерной области. Данный класс программных продуктов может быть весьма специфичным для отдельных предметных областей.
Пакет прикладных программ (application program package) — комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса кон­кретной предметной области. К таким программам относятся: графические системы, текстовые процессоры и редакторы, системы САПР, табличные процессоры, бухгалтерские системы, экспертные системы и т.д.
Среды автоматизированного проектирования и технологии разработки программных продуктов
Растущая популярность бизнес-презентаций, раз­влекательных и образовательных компакт-дисков оп­ределяет рост требований к качеству электронных из­даний: пользователи нуждаются в хорошей графике и интерактивности высокого уровня. В свою очередь, возрастают потребности разного уровня квалификации разработчиков мультимедиа-приложений в более про­стых и, одновременно, более мощных инструменталь­ных программных средствах.
В буквальном переводе мультимедиа означает «многие среды» (от multi — много и media — среда). Обычно под мультимедиа подразумевается объедине­ние в одной компьютерной системе таких средств представления информации, как текст, звук, графика, мультипликация, видеоизображения и пространствен­ное моделирование. Мультимедиа подразумевает осо­бый вид представления информации, а также — осо­бый класс программного и аппаратного обеспечения. Кроме того, мультимедиа включает в себя технологии и приложения.
Технология мультимедиа — это совокупность приемов, методов, способов обработки, хранения, пе­редачи аудиовизуальной информации. Мультимедиа — это сумма технологий, позволяющих компьютерам вводить, обрабатывать, хранить, передавать и отобра­жать (выводить) различные типы данных. Другими словами, это интеграция посредством компьютера практически всех используемых сегодня человеком сред, средств и способов обмена информацией плюс обогащение их свойственными компьютеру возможно­стями хранения огромных массивов информации и ин­терактивного произвольного доступа к элементам ин­формации.
Мультимедиа-технология — мощный инструмент, позволяющий создавать информационные структуры и программные системы для любой предметной области, используя многообразные формы представления ин­формации: текстовую, графическую, звуковую. Подоб­ный многоплановый подход к представлению исход­ных или получаемых данных для многих областей по­могает лучше понять структуру и сущность изучаемого явления.
Спектр мультимедиа-систем очень разнообразен, от простых средств создания слайд-шоу в рамках набора программ для офиса, вроде Freelance Graphics компа­нии Lotus Development и Power Point компании Microsoft до дорогостоящих комплектов, ориентиро­ванных на специализированное применение, например компьютеризованное обучение.
На сегодняшний день существует две основные технологии проектирования электронных изданий: Internet- и Case-технология. Узкий круг разработчиков, не являющихся профессионалами в области информа­ционных технологий, способны к реализации Internet–технологии с помощью языков создания статических и динамических компонент web-страниц (HTML, DHTML, JavaScript, VBScript и др.). Электронные из­дания, реализованные средствами Internet-технологий, представляют собой гипертекстовый документ или ло­гически взаимосвязанную совокупность документов, которые распространяются по сети Internet или Intranet.
Гипертекстовая технология, поддерживаемая со­временными программными приложениями (тексто­выми процессорами, издательскими системами, систе­мами проектирования мультимедийных приложений) предоставляет самые широкие возможности для созда­ния ЭУИ. Система гиперссылок гипертекстового элек­тронного издания позволяет обучающемуся в каждый момент времени выбрать наиболее подходящий для него вид учебно-познавательной деятельности и мар­шрут ознакомления с учебным материалом.
Перспективной разработкой в области разработки мультимедиа-приложений, в том числе образователь­ного назначения, является проект виртуальной реаль­ности (VRML). Разработкой этого стандарта предос­тавления информации с элементами объемной графики и виртуальной реальности занимаются как компания Microsoft, так и другие ведущие разработчики про­граммного обеспечения. Причем некоторые из них уже заявляют о поддержке этого стандарта их многополь­зовательскими программами.
При использовании Case-технологии любое элек­тронное издание реализуется как отдельное программ­ное приложение. В виду того, что основу Case-техно­логии составляет методология программирования, она позволяет разрабатывать приложения в соответствии с представлениями специалистов, участвующих в разра­ботке проекта, и информационными потребностями потенциальных пользователей. Для разработчика ЭУИ Case-технология представляется набором инструмен­тальных средств, функционирующих в программных средах и системах, предназначенных для создания мультимедийных приложений.
К числу программных средств разработки мульти­медийных электронных изданий относятся следующие системы: SuperCard, Media Objects, Microsoft Frontpage, Multimedia ToolBook, ToolBook II Assistant, АДОНИС, Lotus Learning Space, КАДИС, WebCT, Authorware Formula Graphics, HyperMethod и др. К категории педа­гогических можно отнести инструментальные про­граммные средства, основной целевой функцией кото­рых является автоматизация процесса создания ЭУИ.
Наибольшее распространение в России получили сле­дующие системы:
Authorware (http://www.macromedia.com);
ToolBook (http://www.click2learn.com);
ToolBook II Assistant (http://www.asymetrix.com/);
HyperMethod (http://www.hypermethod.com);
SunRav (http://sunrav.ru) и др.
Приложения математических методов
Методы проектирования надежного программного обеспечения можно разбить на следующие группы:
Предупреждение ошибок, методы позволяющие минимизировать или исключить появление ошибки.
Обнаружение ошибок, методы направленные на разработку дополнительных функций программного обеспечения, помогающих выявить ошибки.
Устойчивость к ошибкам, дополнительные функции программного обеспечения, предназначенные для исправления ошибок и их последствий и обеспечивающие функционирование системы при наличии ошибок.
Методы предупреждения ошибок концентрируются на отдельных этапах процесса проектирования программного обеспечения и включают в себя:
Методы, позволяющие справиться со сложностью системы.
Методы достижения большей точности при переводе информации.
Методы улучшения обмена информацией.