Лекции по «Информационным технологиям в металлургии»

    Формы представляют набор полей для  ввода данных, этот набор предоставляется пользователю в соответствии с его полномочиями. Для упрощения ввода соответствующие поля форм содержат раскрывающиеся списки.

    Отчет – объект БД, предназначенный для вывода информации пользователю. Отчеты ориентированы для вывода информации на печать. В отличие от запросов, отчеты содержат эффективные средства для оформления результатов печати.

    Последний объект БД – макросы, - написаны на специальном языке программы, являются средствами типовых операций с БД.

    БД  работают в двух режимах: проектирования и использования. В режиме проектирования пользователи с БД не работают. В этом режиме создаётся или изменяется структура БД. В режиме использования  можно выделить несколько этапов (наполнение и др.).

    Администратор БД – управляющий БД. Только он уполномочен изменять логическую структуру БД. Администратор определяет полномочия пользователей.

    Различают много- и однопользовательские БД.

    Многопользовательские БД позволяют одновременную работу многих пользователей, при этом пользователи удалены друг от друга и БД. И при этом используются сетевые технологии.

    Однопользовательские  БД позволяют работу 1-го пользователя и могут быть установлены на компьютере (базы с локальным доступом).

    Для работы с многопользовательскими БД используются 2 архитектуры:

1. файл/сервер
2. клиент/сервер

    так как многопользовательские БД работают с сетевым доступом, то у каждого  пользователя есть свой компьютер, работающий в общей сети. В этой сети один из компьютеров выполняет функцию сервера. В нём физически хранится информация о БД. Остальные пользователи могут получить доступ к информации через сервер.

    

    В случае использования файл/серверной архитектуры основная часть работы по обработке информации сосредоточена на компьютере пользователя. В этом случае по запросу пользователя сервер пересылает ему соответствующий файл БД, а его обработка ведётся на компьютере пользователя. Таким образом, в случае использования такой архитектуры, и если БД достаточно большая, требуется пересылка больших объёмов информации по сети. На сегодняшний день такая архитектура практически не применяется.

    Применяется клиент/серверная архитектура. В таком случае пользователи формируют запрос помощью специального языка SQL (Structured Query Language). Основная часть по обработке информации в соответствии с запросом возложена на сервер, а роль клиента состоит в формулировании запроса. В соответствии с запросом сервер осуществляет обработку информации в БД. Таким образом объём пересылаемой информации сокращается.

    Использовать  сервер в качестве хранилища БД не всегда возможно по ряду причин и рискованно с точки зрения надёжности.

     В настоящее  время для серьёзных задач  используется технология распределённых БД.

    В распределённых БД информация хранится с более высоким уровнем надёжности. Физически она рассредоточена на нескольких серверах. Чем больше мест хранения, тем меньше вероятность одновременного выхода из строя  нескольких серверов.

    В распределённой БД возникает проблема непротиворечивости данных. Она требует того, чтобы информация обновлялась одновременно во всех местах её хранения.

    Использование технологий БД предполагает, что информация, хранящаяся в БД, может использоваться разными прикладными программами. Для этого эти программы должны иметь соответствующий интерфейс, позволяющий работать с данными. 

    Сетевые технологии.

    Появились сразу с возникновением компьютера. Идея всех сетевых технологий –  совместное использование ресурсов компьютеров, входящих в сеть.

    Компьютерная  сеть – группа соединённых компьютеров  и других устройств, взаимосвязанная между собой с помощью средств связи и осуществляющая распределённую обработку данных.

    По  масштабам компьютерные сети могут  быть очень различными:

• LAN (Local Area Network) – локальная компьютерная сеть. Относительно небольшое число компьютеров и относительно небольшие размеры сети (255 компьютеров, протяжённость 1 – 10 км). Локальные сети могут обслужить предприятие, отделы и управления на предприятии, компьютерный класс и т.д. Компьютеры в пределах сети идентифицируются по адресам. Каждый компьютер имеет уникальный адрес. Способы задания адресов могут быть различными:

• Аппаратный уровень MAC (Media Access Control).
• Символьные адреса (USTU.RU).
• Числовые, составные адреса (168.92.32.00) – IP адреса.

Локальные сети могут быть одноранговыми, в  пределах таких сетей все компьютеры абсолютно равноправны. В таких  сетях каждый обязан заботиться о  своей информации самостоятельно.

• Противоположным типом локальных компьютерных сетей являются сети с выделенным сервером. В этом случае сервер обеспечивает работу остальных компьютеров. Функцию управления полномочиями пользователей, обеспечение защиты информации возложено на администратора сети – человека, назначенного для управления компьютерной сетью.

 

    Топология сети.

    Взаимное  расположение компьютеров, объединённых в сеть и конфигурация этой сети.

    Типовые топологии: шина, звезда и кольцо.

    1.Шина – компьютеры присоединены к физической среде передач.

     Особенности шины – все компьютеры присоединяются к одной точке. Направ-ление передачи и приёма противоположно (двунаправленный обмен с сетью). В качестве физической среды чаще всего используют электрический кабель.

    Типы  физической среды.

    Коаксиальный  кабель.

1. центральный проводник;
2. изолирующая оболочка;
3. второй электрический проводник
4. изоляция.

 
 

    Витая пара – два изолированных электрических проводника, которые скручены между собой, с определенным шагом 20…30 мм

     UTP (Unshielded Trusted Pair) – неэкранированная витая пара.

    STP (Shielded Trusted Pair) – экранированная пара.

    Стандартный тип 8 проводов, 4 пары.

    Оптоволоконный  кабель использует иной принцип передачи информации, в нем распространяется оптический сигнал.

    

    Радиоканал  – сигнал между компьютерами распространяется  не по кабелю, а в виде электромагнитного излучения.

    Для сетей с различными топологиями могут быть выбраны различные типы физической среды

    Коннекторы – электроразъем. Стандартный разъем BNC.

    2.Звезда.

     В отличие от топологии шины, на которой легко построить одноранговую сеть, топология звезда предназначена для сетей с выделенным сервером.

    Обмен осуществляется двунаправленным образом - ПК – Хаб. 
 
 
 

     3.Кольцо.Особенностью является то, что каждый компьютер имеет однонаправленный прием передачи данных.

    Каждый  компьютер, объединенный в сеть, должен обладать аппаратным устройством для присоединения к сети – сетевой адаптер.

    Главная функция сетевого адаптера – обеспечение  работы компьютера в сети. Адаптер формирует сигнал и передает его в соответствующую физическую среду передачи. Адаптер совместим конструктивно с соответствующей физической средой передачи. Помимо обмена сигналами с сетью, адаптер выполняет ряд специфических функций:

• Гальваническая развязка компьютера и сети.
• Преобразование сигнала логических уравнений, действующих внутри компьютера и в сети.
• Кодирование и декодирование сигнала.
• Преобразование кода из параллельного формата, который действует в пределах компьютера в последующий код, который действует в сети.

 

Объединение компьютеров в  сеть с использованием идеологий открытых систем.

    Объединений компьютеров в сеть осуществляется в соответствии с моделью OSI (Open System Interconnection) – каждый компьютер, присоединенный к сети, обеспечивает работу на семи уровнях:

    7 – прикладной

    6 – представления

    5 – сеансовый

    4 – транспортный

    3 – сетевой 

    2 – канальный

    1 – физический

    Функции:

    7 – прикладной уровень реализуется в соответствующих прикладных программах, рабочее окно, которое используется для отправки по сети.

    Особенности: информация видна только тому пользователю, которому послана.

    6 – уровень представления –  информация преобразуется из  пользовательского формата в  формат понятный следующим уровням. Если необходимо, то осуществляется сжатие для последующей передачи по сети.

    5 – сеансовый – определяется служба, ответственная за передачу информации. Формируются адреса получателя и отправителя информации.

    4 – транспортный – обеспечивается создание соединения, формируется канал передачи, формируются пакеты. Вся передаваемая информация разбивается на части для последующей передачи по сети.

    3 – сетевой – осуществляется  маршрутизация

    2 – канальный – формируются кадры для передачи  из пакетов. Каждый кадр  помимо передаваемой информации снабжается управляющей информацией, таким образом, получаем кадр, соответствующей такой структуре:

    

    В управляющей информации указывается  как передаваемая информация разбита  на пакеты и указывается порядковый номер данного пакета.

    1 – на физическом уровне каждый  кадр преобразуется в последовательность  битов и передается в физическую  среду передачи.

    Такая идеология открытых систем позволяет  объединить для работы в сети самые  различные по аппаратным и программным  средствам компьютеры. При этом передача данных может осуществляться по сетям, имеющих различную топологию  и различную физическую среду передачи.

    Большая часть обрабатываемой информации возложена  на ОС и пользователю совершенно не видна. 

    Передача  данных по сети.

      информация в сети передается в виде пакетов, что позволяет не занимать сеть любому компьютеру надолго. При передаче информации в виде последовательности пакетов ошибки при передаче легче устраняются (в случае ошибки требуется передача ошибочного пакета, а не всей информации целиком).

    Пакет – это группа байтов, единица информации, передаваемой по сети.

    Пакет содержит часть передаваемой информации и всегда содержит адресную часть, позволяющую  установить, кому этот пакет предназначен в сети. Таким образом, работа компьютера в сети непрерывный просмотр пакетов, в ходе которого из этого потока, выбираются пакеты, предназначенные для данного компьютера. Разбиение данных на пакеты осуществляет ОС.

    Помимо  адресной пакет содержит служебную  часть, где указывается общее количество пакетов в данном сообщении и порядковый номер пакета в данном сообщении.