Разработка веб служб. Разработка Web-служб_230112_ (3). Образования российской федерации
 Скачать 220.69 Kb.
|
|
МиНИСТЕРСТВО науки и высшего ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «тюменский ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И НЕФТЕГАЗОДОБЫЧИ Кафедра кибернетических систем УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ дисциплина «Разработка Web-служб» направление 27.03.04 – Управление в технических системах квалификация – бакалавр форма обучения: дневная, заочная Общая трудоёмкость 144 часов, 4,0 зет Тюмень, 2021 Автор: Ковалёв Протас Иванович, доцент кафедры кибернетических систем e-mail kovalevpi@tyuiu.ru ВЫПИСКА ИЗ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО СТАНДАРТА ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ 27.03.04 УПРАВЛЕНИЕ В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ Выпускник должен обладать следующими профессиональными компетенциями: способностью понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-11); способностью работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-13). ВЫПИСКА ИЗ ПРИМЕРНОЙ ОСНОВНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ. НАПРАВЛЕНИЕ ПОДГОТОВКИ 220400 УПРАВЛЕНИЕ В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ Аннотация дисциплины «Информатика» Основные дидактические единицы (разделы): World Wide Web (WWW), как пример архитектуры «клиент-сервер». Гипертекст. В результате изучения дисциплины «Информатика» студент должен: уметь: работать в сети Интернет; Аннотация дисциплины «Информационные технологии» Основные дидактические единицы (разделы): гипертекст. Аннотация дисциплины «Вычислительные машины, системы и сети» Основные дидактические единицы (разделы) Основные понятия о сети Internet. Аннотация дисциплины «Информационные сети и телекоммуникации» Цели и задачи дисциплины: Ознакомление студентов с основными принципами построения современных информационных сетей. Основные дидактические единицы (разделы) Общая характеристика информационных сетей. Система доменных имен DNS. В результате изучения дисциплины «Информационные сети и телекоммуникации» студент должен: уметь: готовить Web-страницы средней сложности. В ходе образовательного процесса студентам рекомендуется обращаться к следующим электронным образовательным ресурсам: портал Федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования ( http://fgosvo.ru ); сайт Министерства труда и социальной защиты РФ, реестр профессиональных стандартов (http://profstandart.rosmintrud.ru); Федеральный интернет-экзамен в сфере профессионального образования (https://fepo.i-exam.ru); открытая система электронного образования (https://universarium.org/#%2F); система поддержки учебного процесса Educon (http://educon2.tyuiu.ru); научная электронная библиотека eLibrary.ru ( http://www.elibrary.ru ); электронная-библиотечная система ТИУ (http://elib.tyuiu.ru, http://webirbis.tsogu.ru); выпуски журнала «Известия высших учебных заведений. Нефть и газ», 2005 – 2017 гг. (https://www.tyuiu.ru/1028-2/folder-2005-06-10-5748944590/oilgas/folder-2009-05-05-2254-2254-2254). Электрический сигнал Понятие информации относится к системе, содержащей, по крайней мере, три компонента: источник информации, её потребителя (адресата) и среду передачи. Источник информации и её потребитель могут быть отдельными людьми, группами людей или компонентами технических систем. Источник информации определённым образом воздействует на среду передачи информации, потребитель информации фиксирует значение физической величины, характеризующей изменения среды. Эта величина называется сигналом. Пневматическим сигналом служит давление воздуха, гидравлическим сигналом - давление или перепад давлений жидкости, электрическими сигналами - сила тока, протекающего через приёмник, электрический потенциал на входе приёмника, разность потенциалов между узлами (точками разветвления проводников) электрической цепи, с которыми соединены контакты входа приёмника и т п. Мы будем рассматривать цифровые вычислительные машины. В них используются дискретные сигналы: интервал ] a, b [ допустимых значений сигнала делится точками c и d на три части: когда установившееся значение сигнала меньше c, его считают равным логическому нулю; если оно больше d, то его считают равным логической единице; во всех остальных случаях оно является некорректным. Рисунок Дискретный электрический сигнал  (файл PP_Разработка Web-служб). Цифровые вычислительные машины обрабатывают дискретные электрические сигналы. Интервал ] a, b [ допустимых значений электрического сигнала делится точками c и d на три части:когда установившееся значение сигнала меньше c, его считают равным логическому нулю; если оно больше d, то его считают равным логической единице; во всех остальных случаях оно является некорректным. «11 сентября 1845 года родился Жан Бодо, французский инженер, изобретатель кода Бодо, названного впоследствии «Международным телеграфным кодом № 1». Кто-то удивится: разве не азбука Морзе лежит в основе телеграфных сообщений? Действительно, первые телеграфы использовали азбуку Морзе, но у неё есть один недостаток. Например, букве E соответствует точка, букве T – тире, а букве A – точка и тире. То есть сигнал в виде точки-тире можно расшифровать и как A и как ET. Поэтому телеграфисты, отправляя сообщение, разделяли зашифрованные буквы паузами, и само сообщение состояло из трёх видов сигналов: точек, тире и пауз. (Так называемый троичный код) Бодо предложил обойтись без пауз – в его коде каждая буква или знак состояли строго из пяти точек или тире. Таким образом, сообщения записывались двоичным кодом, тем самым, с которым работает вся современная электроника. Конечно, во времена Бодо о компьютерах никто и не мечтал, но изобретённый им код позволил создать первые телеграфные аппараты, использующие буквы.» [Эрудит. 2020. № 9. С. 2] Постоянный электрический ток в проводнике Все вещества состоят из отрицательно заряженных электронов и положительно заряженных ядер. Как правило, тела электрически нейтральны, поэтому сумма модулей зарядов электронов равна сумме модулей зарядов ядер. В электрическом проводнике есть свободные электроны, которые могут перемещаться внутри проводника. Когда они двигаются в одном направлении, в металле возникает электрический ток. «Согласно закону Кулона, два точечных заряда взаимодействуют друг с другом в вакууме с силой, пропорциональной произведению величин зарядов, и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними, направленной по прямой, соединяющей заряды. При этом одноимённые заряды отталкиваются, а разноимённые заряды притягиваются» [Физический энциклопедический словарь. Т. 2; стр. 552] Рассмотрим электрическую цепь, состоящую из металлического стержня (сопротивления), конец которого соединён с контактом ключа. В цепи отсутствует источника ЭДС, свободные электроны внутри стержня участвуют в хаотическом тепловом движении, ядра атомов хаотически колеблются вокруг узлов кристаллической решётки, электрического тока нет. Соединим один контакт источника ЭДС с контактом ключа в узле  , а другой контакт источника ЭДС соединим со свободным концом стержня в узле (рисунок Постоянный электрический ток, файл PP_Разработка Web-служб), пока  ключ разомкнут. Сторонние силы, действующие внутри источника ЭДС, перемещают свободные электроны от положительного полюса к отрицательному (на рисунке – справа налево). Возле отрицательного контакта накапливается избыток электронов, которые отталкиваются друг от друга, и постепенно продвигаются вдоль проводника по направлению к ключу (на рисунке слева направо). При этом они толкают в том же направлении свободные электроны, которые находятся перед ними (на рисунке – правее их). В результате между отрицательным полюсом источника ЭДС и левым контактом ключа скапливается большое количество свободных электронов, а в той части электрической цепи, которая находится между положительным полюсом источника ЭДС и правым контактом ключа количество свободных электронов уменьшается. Массивные положительные ядра атомов остаются вблизи узлов кристаллической решётки, поэтому эта часть электрической цепи заряжается положительно. Теперь на электрон внутри источника ЭДС действует не только сторонняя сила, но и сила электрического поля, образованного избытком электронов в левой части электрической цепи и положительно заряженными ядрами атомов в правой части электрической цепи. Сторонние силы толкают электроны влево (от положительного полюса источника ЭДС к отрицательному), а силы электрического поля толкает их в противоположном направлении. С течением времени силы электрического поля возрастают; когда они уравновесит сторонние силы, действующие на электроны, перемещение электронов прекратится.Предположим, что в начальный момент времени экспериментатор замыкает ключ. Теперь электроны перемещаются через ключ с левой части электрической цепи в правую часть, слева становится меньше электронов, а положительный заряд правой части электрической цепи уменьшается. Силы, с которыми электрическое поле действует на электроны внутри источника ЭДС уменьшается, и сторонние силы снова начинают перемещать свободные электроны через источник ЭДС. Внутри проводника плотность свободных электронов (количество свободных электронов в единице объёма) убывает в направлении от отрицательного контакта к положительному и образуется электрическое поле: сумма сил отталкивания произвольного электрона от тех электронов, которые находятся слева от него, будет больше чем сумма сил его отталкивания от тех электронов, которые находятся справа. Равнодействующая приложенных к нему сил заставит его перемещаться вдоль оси стержня слева направо (согласно закону Кулона, сила действия электронов друг на друга достаточно быстро убывает с увеличением расстояния между ними, так что на каждый электрон проводника влияют лишь те ядра атомов и электроны, которые находятся близко возле него). Двигающийся электрон встречает на своём пути неподвижные электроны и ядра, которые изменяют его движение. В соответствии с вторым законом Ньютона, причиной изменения скорости электрона является действующая на него сила сопротивления движению электрона fсопр. Если на каком-то участке стержня скорость движения электронов уменьшается, то электроны задерживаются, их плотность увеличивается, и вместе с ней увеличивается сила их взаимного отталкивания, действующая на каждый электрон. Если же скорости электронов растут, то их плотность уменьшается, и электроны, проходящие через этот участок, задерживаются, увеличивая плотность электронов. Поэтому можно считать, что напряжённость E электрического поля внутри проводника (отношение силы, действующей на заряженную частицу, к величине заряда) постоянна; из соображений симметрии вытекает, что она направлена вдоль оси стержня. Сила, с которой электрическое поле действует на электрон, равна произведению заряда электрона q на напряжённость E: fэлектр = q E. Она направлена в сторону уменьшения плотности электронов (на рисунке – слева направо), заряд электрона q отрицателен, следовательно, направленный отрезок, изображающий напряжённость E на рисунке, должен быть направлен справа налево, как должны были бы двигаться вдоль стержня частицы, несущие положительный заряд. Инертность электронов практически равна нулю, поэтому продолжительность интервала времени, требующегося на формирование электрического поля внутри проводника в соответствии с описанной моделью очень мала: порядок значения величины приблизительно равен порядку отношения длины проводника к скорости света. Если электрон не двигается, сила сопротивления его движению равна нулю, с увеличением скорости электрона модуль силы Fсопр также увеличивается, а её направление будет противоположно направлению скорости электрона. Можно предположить, что сила сопротивления пропорциональна скорости электрона v: Fсопр = - k· v. Если скорость электронов увеличивается, то сила сопротивления растёт, заставляя электроны замедляться, если же они двигаются слишком медленно, сила сопротивления уменьшается и электрическое поле заставляет электрон двигаться быстрее. В целом, сила, с которой электрическое поле действует на электрон, и сила сопротивления его движению уравновешивают друг друга, и электрон двигается по проводнику с постоянной скоростью v параллельно оси металлического стержня (на рисунке слева направо). Расчёт электрической цепи В ходе расчётов электрических сигналов используются основные закономерности, которым подчиняется течение электрического тока. Электрическая цепь состоит из электрических приборов, контакты которых соединяются друг с другом в узлах цепи. Сила тока, текущего от прибора к узлу и от узла к прибору измеряют амперметром, а разность потенциалов двух узлов измеряют вольтметром. Характеристиками прибора служат его сопротивление и электродвижущая сила. Сторонняя сила, действующая на электрон внутри источника ЭДС, в каждый момент времени направлена от положительного полюса источника ЭДС к отрицательному полюсу. Электродвижущая сила прибора равна отношению работы, которую совершает сторонняя сила при перемещении электрона через прибор, к модулю заряда электрона. Закон Ома: IAB R = ЭAB + ( φA - φB ), где IAB — сила электрического тока, текущего через прибор, подключённый к двум узлам электрической цепи, от узла A к узлу B, φA – потенциал узла A, φB – потенциал узла B, ЭAB – электродвижущая сила прибора (ЭAB = - ЭBA, электродвижущая сила постоянного источника ЭДС ЭAB считается положительной, если электрический ток течёт через него от отрицательного полюса к положительному), R – сопротивление прибора. Произведение IAB R называется падением напряжения на приборе. Первый закон или первое правило Кирхгофа: сумма сил токов, втекающих в узел, равна сумме сил токов, вытекающих из узла. Аналогично для электрического прибора: сумма сил токов, которые текут от узлов в электрический прибор равна сумме сил токов, которые текут из электрического прибора к узлам электрической цепи. Пример. Электрическая цепь состоит из источника ЭДС, ключа и резистора. Когда ключ разомкнут, сила тока, текущего по электрической цепи, равна нулю, разность потенциалов узлов B, A равна электродвижущей силе E источника ЭДС. Рассмотрим случай, когда ключ замкнут. Применяя первый закон Кирхгофа, получаем, что силы токов, протекающих через резистор и источник ЭДС, одинаковы; электродвижущая сила источника ЭДС равна E, падение напряжения на источнике ЭДС равно I r, падение напряжения на резисторе равно I R, где r — внутреннее сопротивление источника ЭДС, R – сопротивление резистора, I — сила тока, текущего по электрической цепи. Согласно закону Ома, разность потенциалов узлов B, A равна падению напряжения на резисторе: φB - φA = I R, с другой стороны, φA - φB + E = Ir. Складывая равенства, получим: E = I R + I r = I ( R + r ), I = E / (R + r ). Разность потенциалов узлов B, A равна падению напряжения на резисторе: φB - φA = I R = E R / ( R + r ), она меньше электродвижущей силы источника ЭДС. Электрическая цепь с ёмкостью и индуктивностью Рассмотрим электрическую цепь, состоящую из источника ЭДС, сопротивления, ключа и проводов, соединяющих их друг с другом (рисунок Постоянный электрический ток, файл PP_Разработка Web-служб). В электрическом проводнике есть свободные электроны, которые могут перемещаться внутри проводника. Когда ключ разомкнут, свободные электроны участвуют в хаотическом тепловом движении, в цепи нет электрического тока. В начальный момент времени наблюдатель включает ток. Сторонние силы, действующие внутри источника ЭДС, перемещают свободные электроны от положительного контакта к отрицательному (на рисунке – справа налево). Возле отрицательного контакта накапливается избыток электронов, которые отталкиваются друг от друга, и постепенно продвигаются через сопротивление по направлению к положительному контакту источника ЭДС (на рисунке слева направо). При этом они толкают в том же направлении свободные электроны, которые находятся перед ними (на рисунке – правее их). В результате свободные электроны внутри проводника образуют структуру, в которой их плотность (количество свободных электронов в единице объёма) убывает в направлении от отрицательного контакта к положительному. Каждый свободный электрон притягивают положительные заряды ядер атомов, но, поскольку плотность ядер справа и слева от электронов одинакова, то силы притяжения взаимно уравновешивают друг друга. С другой стороны, на него действуют силы отталкивания от других свободных электронов, а так как плотность свободных электронов слева больше чем плотность свободных электронов справа, то сумма сил, действующих на электрон направлена в сторону положительного контакта источника ЭДС. Таким образом внутри проводника (сопротивления) образуется направленное движение электронов. Инертность электронов практически равна нулю, поэтому продолжительность интервала времени, требующегося на формирование электрического поля внутри проводника в соответствии с описанной моделью очень мала: порядок значения величины приблизительно равен порядку отношения длины проводника к скорости света.В построенной модели использовался ньютоновский подход к моделированию физических систем. Он позволяет решать достаточно ограниченный класс задач. В ходе исследования более сложных физических систем используется закон сохранения энергии. Напомним, что энергией называется скалярная физическая величина, характеризующая интенсивность различных форм движения и взаимодействия тел. Установлено, что эти формы могут превращаться друг в друга в строго определённых количественных отношениях. Различают энергию механическую, внутреннюю, химическую, электромагнитную и т. д. Если система подвергается внешним воздействиям, то увеличение или уменьшение её энергии равно соответственно уменьшению или увеличению энергии взаимодействующих с ней систем. Работой называется физическая величина, значение которой характеризует переход энергии от одного компонента системы к другому, от одной системы к другой, из одной формы в другую при перемещении тел под действием сил. Постоянная сила |