Информатика. Информатика утверждено Редакционноиздательским советом университета в качестве учебного пособия Издательство Пермского государственного технического университета 2008 2 удк 004(075.
 Скачать 1.98 Mb.
|
|
5.4. Периферийные устройства персонального компьютера Периферийные устройства персонального компьютера под- ключаются к его интерфейсам и предназначены для выполнения вспомогательных операций. Благодаря им компьютерная систе- ма приобретает гибкость и универсальность. По назначению периферийные устройства можно подраз- делить: на устройства ввода данных (специальные манипулято- ры, сканеры, цифровые фотокамеры); устройства вывода данных (принтеры); устройства хранения данных (магнитооптические уст- ройства, флеш-диски и др.); устройства обмена данными (модемы). 6. КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ 6.1. Основные понятия компьютерных сетей При физическом соединении двух или более компьютеров образуется компьютерная сеть. В общем случае для создания компьютерных сетей необходимо специальное аппаратное обес- печение (сетевое оборудование) и специальное программное обеспечение (сетевые программные средства) [1]. Основной задачей, решаемой при создании компьютерных сетей, является обеспечение совместимости оборудования по электрическим и механическим характеристикам и информаци- онного обеспечения (программ и данных) по системе кодирова- 33 ния и формату данных. Решение этой задачи относится к облас- ти стандартизации и основано на так называемой модели OSI (модель взаимодействия открытых систем). Она создана на ос- нове технических предложений Международного института стандартизации ISO. Согласно модели ISO/OSI архитектуру компьютерных се- тей следует рассматривать на разных уровнях (общее число уровней – до семи). Самый верхний уровень – прикладной. На этом уровне пользователь взаимодействует с вычислитель- ной системой. Самый нижний уровень – физический. Он обеспе- чивает обмен сигналами между устройствами. Обмен данными в системах связи происходит путем их перемещения с верхнего уровня на нижний, затем транспортировки и, наконец, обратным воспроизведением на компьютере клиента в результате переме- щения с нижнего уровня на верхний. Для обеспечения необходимой совместимости на каждом из семи возможных уровней действуют специальные стандарты, называемые протоколами. Они определяют характер аппаратно- го взаимодействия компонентов сети (аппаратные протоколы) и характер взаимодействия программ и данных (программные протоколы). В соответствии с используемыми протоколами компьютер- ные сети подразделяют на локальные (LAN – Local Area Network) и глобальные (WAN – Wide Area Network). Компьютеры локаль- ной сети преимущественно используют единый комплект про- токолов для всех участников. По территориальному признаку локальные сети отличаются компактностью. Глобальные сети имеют, как правило, увеличенные географические размеры. Они могут объединять как отдельные компьютеры, так и отдельные локальные сети, в том числе и использующие различные про- токолы. Назначение всех видов компьютерных сетей определяется двумя функциями: обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов сети; обеспечение совместного доступа к ресурсам данных. 34 Уровни модели связи ISO/OSI: 1. На прикладном уровне с помощью специальных прило- жений пользователь создает документ. 2. На уровне представления операционная система его ком- пьютера фиксирует, где находятся созданные данные (в опера- тивной памяти, в файле на жестком диске и т.п.), и обеспечивает взаимодействие со следующим уровнем. 3. На сеансовом уровне компьютер пользователя взаимо- действует с локальной или глобальной сетью. Протоколы этого уровня проверяют права пользователя на «выход в эфир» и пе- редают документ к протоколам транспортного уровня. 4. На транспортном уровне документ преобразуется в ту форму, в которой положено передавать данные в используемой сети. Например, он может нарезаться на небольшие пакеты стандартного размера. 5. Сетевой уровень определяет маршрут движения данных в сети. Например, каждый пакет получает адрес, по которому он должен быть доставлен независимо от прочих пакетов. 6. Уровень соединения необходим для того, чтобы промо- дулировать сигналы, циркулирующие на физическом уровне, в соответствии с данными, полученными с сетевого уровня (эти функции в компьютере выполняет сетевая карта или модем). 7. Реальная передача данных происходит на физическом уровне. Здесь нет ни документов, ни пакетов, ни даже байтов – только биты, т.е. элементарные единицы представления данных. Восстановление документа из них произойдет при переходе с нижнего на верхний уровень на компьютере клиента. 6.2. Теоретические основы Интернета По-настоящему рождением Интернета принято считать 1983 год. В этом году произошли революционные изменения в программном обеспечении компьютерной связи. Днем рождения Интернета в современном понимании этого слова стала дата стандартизации протокола связи TCP/IP, лежащего в основе Всемирной сети по нынешний день. TCP/IP – это не один сетевой протокол, а два протокола, лежащих на разных уровнях. Протокол TCP – протокол транс- 35 портного уровня. Он управляет тем, как происходит передача информации. Протокол IP – адресный. Он принадлежит сетево- му уровню и определяет, куда происходит передача. Согласно протоколу TCP отправляемые данные «нарезают- ся» на небольшие пакеты, после чего каждый пакет маркируется таким образом, чтобы в нем были данные, необходимые для правильной сборки документа на компьютере получателя. Два компьютера, связанных между собой одним физическим соеди- нением, могут поддерживать одновременно несколько TCP- соединений. Так, например, два промежуточных сетевых серве- ра могут одновременно по одной линии связи передавать друг другу в обе стороны множество TCP-пакетов от многочислен- ных клиентов. Суть адресного протокола – IP (Internet Protocol) – состоит в том, что у каждого участника Всемирной сети должен быть свой уникальный адрес (IP-адрес). Этот адрес выражается че- тырьмя байтами, например: 195.38.46.11. Поскольку один байт содержит до 256 различных значений, то теоретически с помо- щью четырех байтов можно выразить более четырех миллиар- дов уникальных IP-адресов. 6.3. Службы Интернета Когда говорят о работе в Интернете или об использовании Интернета, то на самом деле речь идет не об Интернете в целом, а только об одной или нескольких из его многочисленных служб. Разные службы имеют разные протоколы. Они называются прикладными протоколами. Их соблюдение обеспечивается и поддерживается работой специальных программ. Таким обра- зом, чтобы воспользоваться какой-то из служб Интернета, необ- ходимо установить на компьютере программу, способную рабо- тать по протоколу данной службы. Такие программы называют клиентскими или просто клиентами. Так, например, чтобы воспользоваться электронной почтой, необходимо соблюсти протоколы отправки и получения сооб- щений. Для этого надо иметь программу (почтовый клиент) и установить связь с почтовым сервером. 36 Терминальный режим. Исторически одной из ранних яв- ляется служба удаленного управления компьютером Telnet. Подключившись к удаленному компьютеру по протоколу этой службы, можно управлять его работой. Часто протоколы Telnet применяют для дистанционного управления техническими объ- ектами, например телескопами, видеокамерами, промышленны- ми роботами. Сервер, предоставляющий Telnet-услуги, обычно предлага- ет свое клиентское приложение. Его надо получить по сети, ус- тановить на своем компьютере, подключиться к серверу и рабо- тать с удаленным оборудованием. Электронная почта (E-Mail). Эта служба также является одной из наиболее ранних. Ее обеспечением в Интернете зани- маются специальные почтовые серверы. Здесь и далее под сер- вером может пониматься программное обеспечение. Таким об- разом, один узловой компьютер Интернета может выполнять функции нескольких серверов и обеспечивать работу различ- ных служб. Почтовые серверы получают сообщения от клиентов и пе- ресылают их по цепочке к почтовым серверам адресатов, где эти сообщения накапливаются. При установлении соединения меж- ду адресатом и его почтовым сервером происходит автоматиче- ская передача поступивших сообщений на компьютер адресата. Адрес электронной почты состоит из двух частей, разде- ленных символом @. Первая часть адреса указывает конкретно- го пользователя. Вторая часть адреса – это доменный адрес – две последние части обозначения компьютера в адресе URL (см. ниже). Например, ivanov@pstu.ru. Обычно пользователи создают почтовые ящики у того про- вайдера, через которого они подключаются к Интернету. Суще- ствуют серверы, где можно бесплатно открыть почтовый ящик, например, www.hotmail.com. Почтовая служба основана на двух прикладных протоко- лах: SMTP и POP3. По первому происходит отправка коррес- понденции с компьютера на сервер, а по второму – прием по- ступивших сообщений. Существует большое разнообразие кли- ентских почтовых программ. К ним относится, например, 37 программа Microsoft Outlook Express (рис. 2), входящая в состав операционной системы Windows как стандартное приложение. Из специализированных почтовых программ – это программа Mozilla Thunderbird. Рис. 2. Создание сообщения для отправки по электронной почте в программе Outlook Express Так как сообщения электронной почты поступают и от- правляются через почтовый сервер, программе – почтовому клиенту – требуется указать информацию об используемом сер- вере. Эта информация хранится в виде учетной записи. В программе Outlook Express учетную запись создают ко- мандой Сервис Учетные записи. В диалоговом окне Учет- Структура папок программы Outlook Express Поле адреса Строка заголовка Строка меню Панель инструментов Текст сообщения Окно создания сообщения 38 ные записи в Интернете надо щелкнуть на кнопке Добавить и выбрать в открывшемся меню службу, для которой создается учетная запись. Последующая информация вводится под управ- лением мастера и включает имя, указываемое как имя отправи- теля, адрес электронной почты и имя используемого сервера. Для создания сообщения электронной почты следует щелк- нуть на кнопке Создать сообщение на панели инструментов (см. рис. 2). При этом открывается окно Создать сообщение, рабочая область которого разбивается на две основные части. В верхней части располагаются поля для ввода служебной ин- формации – адреса получателя, темы сообщения. В нижней час- ти окна – собственно текст сообщения. В ходе создания и редак- тирования сообщения наличия связи с почтовым сервером не требуется. Получение и доставка почты осуществляются по щелчку на кнопке Отправить в окне создания сообщения или по щелчку на кнопке Доставить почту в основном окне программы Out- look Express. Сообщения электронной почты размещаются в системе «внутренних» папок программы Outlook Express. Поступившие сообщения заносятся в папку Входящие. Для хранения адресов электронной почты используется специальная программа Адресная книга. Списки рассылки (Mail List). Достаточно большой поток почтовой информации в свой адрес можно обеспечить, подпи- савшись на списки рассылки. Это специальные тематические серверы, собирающие информацию по определенным темам и переправляющие ее подписчикам в виде сообщений электрон- ной почты. Служба телеконференций (Usenet). Служба телеконфе- ренций похожа на циркулярную рассылку электронной почты, в ходе которой одно сообщение отправляется не одному коррес- понденту, а большой группе (такие группы называются теле- конференциями или группами новостей). Вся система телеконференций разбита на тематические группы (в мире их порядка 50 000). Основной прием использо- вания групп новостей состоит в том, чтобы задать вопрос, об- 39 ращаясь ко всему миру, и получить ответ или совет от тех, кто с этим вопросом уже разобрался. Для работы со службой телеконференций существуют спе- циальные клиентские программы. Приложение Microsoft Out- look Express, указанное выше как почтовый клиент, позволяет работать также и со службой телеконференций. Для начала ра- боты надо настроить программу на взаимодействие с сервером групп новостей, оформить «подписку» на определенные группы и периодически получать все сообщения, проходящие по теме этой группы. Служба World Wide Web (WWW). Это самая популярная служба современного Интернета. World Wide Web – это единое информационное пространство, состоящее из сотен миллионов взаимосвязанных электронных документов, хранящихся на Web-серверах. Отдельные документы, составляющие простран- ство Web, называются Web-страницами. Группы тематически объединенных Web-страниц называются Web-сайтами или про- сто сайтами. От обычных текстовых документов Web-страницы от- личаются тем, что они оформлены без привязки к конкретно- му носителю. Оформление выполняется непосредственно во время их воспроизведения на компьютере клиента и происхо- дит оно в соответствии с настройками программы, выполняю- щей просмотр. Программы для просмотра Web-страниц называют браузерами. Наиболее важной чертой Web-страниц являются гипертекстовые ссылки. В этом случае при щелч- ке левой кнопкой мыши на тексте или рисунке, являющем- ся гиперссылкой, отправляется запрос на доставку нового до- кумента. Со стороны Интернета работу службы World Wide Web обеспечивают серверные и программные средства – Web- серверы. Со стороны пользователя работа обеспечивается кли- ентскими программами – Web-браузерами (например, Microsoft Internet Explorer). Для запуска этой программы можно использо- вать Главное меню (Пуск Все программы Internet Ex- plorer). В открывшемся окне программы в поле Адрес необхо- димо ввести URL-адрес ресурса (если он известен) или восполь- 40 зоваться одной из поисковых систем – www.yandex.ru, www.rambler.ru, www.google.ru или др. Адрес любого файла во всемирном масштабе определяется унифицированным указателем ресурса – URL. Адрес URL со- стоит из трех частей: 1. Указание службы, которая осуществляет доступ к дан- ному ресурсу (обычно обозначается именем прикладного прото- кола, соответствующего данной службе). Так, например, для службы WWW прикладным является протокол HTTP (Hyper Text Transfer Protocol – протокол передачи гипертекста). После имени протокола ставится двоеточие и два знака «/»: http://… 2. Указание доменного имени компьютера (сервера), на ко- тором хранится данный ресурс: http://www.google.com… 3. Указание полного пути доступа к файлу на данном ком- пьютере. В качестве разделителя используется символ «/»: http://www.google.com/intl/ru/options При записи URL-адреса важно точно соблюдать регистр символов, так как в Интернете строчные и прописные символы считаются разными. Служба имен доменов (DNS). В Интернете есть две разные формы записи адреса одного и того же сетевого ком- пьютера: числовая (195.38.46.11) и доменная(www.google.com). Человеку неудобно работать с числовым представлением IP-адреса, зато доменное имя запоминается легко, особенно если учесть, что, как правило, это имя имеет содержание. С другой стороны, автоматическая работа серверов сети организована с использованием четырехзначного числового адреса. Поэтому необходим перевод доменных имен в связанные с ними IP-адреса. Этим и занимаются серверы службы имен доме- нов DNS. Служба передачи файлов (FTP). Необходимость в переда- че файлов возникает, например, при приеме файлов программ, при пересылке крупных документов (например, книг), а также при передаче архивных файлов, в которых запакованы большие объемы информации. 41 Со стороны клиента для работы с серверами FTP может быть установлено специальное программное обеспечение, хотя в большинстве случаев браузеры WWW обладают встроенными возможностями для работы и по протоколу FTP. IRC. Служба IRC (Internet Relay Chat) предназначена для прямого общения нескольких человек в режиме реального вре- мени. Иногда службу IRC называют чат-конференцией или про- сто чатом. Одна из наиболее популярных клиентских программ для работы с серверами и сетями, поддерживающими сервис IRC – программа mIRC.exe. ICQ.Эта служба предназначена для поиска сетевого IP- адреса человека, подключенного в данный момент к Интернету. Необходимость в подобной услуге связана с тем, что большин- ство пользователей не имеют постоянного IP-адреса. Для поль- зования этой службой надо зарегистрироваться на ее централь- ном сервере (http://www.icq.com) и получить персональный идентификационный номер UIN (Universal Internet Number). Данный номер нужно сообщить партнерам по контактам. При каждом подключении к Интернету программа ICQ, ус- тановленная на нашем компьютере, определяет текущий IP- адрес и сообщает его центральной службе, которая, в свою оче- редь, оповещает наших партнеров по контактам. 6.4. Вопросы компьютерной безопасности Компьютерные вирусы.Компьютерный вирус – это прог- раммный код, встроенный в другую программу или в документ, или в определенные области носителя данных и предназначен- ный для выполнения несанкционированных действий на компь- ютере. Сейчас почти во всех вирусах заложен алгоритм размно- жения по Сети (по электронной почте, через WEB и т.п.). Вирусы принято делить на классы по следующим основ- ным признакам: среда обитания; объем причиненного вреда; операционная система; 42 алгоритм работы. По среде обитания вирусы можно разделить: на файловые; сетевые; макровирусы; загрузочные. По объему причиненного вреда вирусы подразделяются: на безвредные, т.е. никак не влияющие на работу компь- ютера; неопасные, т.е. те, которые просто себя распространяют, при этом, например, выдвигая CD-ROM или мигая лампочками на клавиатуре; опасные, которые могут привести к серьезным сбоям в работе компьютера; очень опасные, которые могут привести к потере про- грамм, уничтожить данные, стереть необходимую для работы компьютера информацию, даже ту, которая находится в систем- ной области данных. Файловые вирусы – это те, которые при своем размноже- нии используют файловую систему определенной операционной системы. Сетевыми называются такие вирусы, которые при своем распространении используют возможности Интернета и локаль- ных сетей. Основным принципом работы сетевого вируса является возможность самостоятельно передать свой код на удаленный сервер и заставить его выполниться. Сетевые вирусы нередко называют сетевыми червями. Для своего распространения они используют ошибки и недокументированные функции сетей или операционных систем, при этом распространяясь по серверам и запуская свой код на каждом из них. Макровирусы – это вирусы на макроязыках различных при- ложений (MS Excel, MS Word и т.п.). Для своего размножения они используют возможности макроязыков и с их помощью пе- реносят себя из одного зараженного файла (документа или таб- лицы) в другие. 43 Загрузочные вирусы заражают загрузочный (boot) сектор флоппи-диска или винчестера. При заражении дисков загрузоч- ные вирусы подставляют свой код вместо какой-либо програм- мы, получающей управление при загрузке системы. Вирус за- ставляет систему при перезапуске считать в память и отдать управление не оригинальному коду загрузчика, а коду вируса. |