Московский государственный университет печати

Иванько А.Ф., Иванько М.А.


         

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ИЗДАТЕЛЬСКОМ ДЕЛЕ

Учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 035000 «Издательское дело»


Иванько А.Ф., Иванько М.А.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ИЗДАТЕЛЬСКОМ ДЕЛЕ
Начало
Печатный оригинал
Об электронном издании
Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

1.

ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.1.

Применение информационных технологий в издательском деле и полиграфии

1.2.

Основные понятия информационных технологий

1.3.

История развития информационных технологий и технических средств автоматизации. Роль аппаратных средств

2.

АВТОМАТИЗАЦИЯ И ЧЕЛОВЕКО-МАШИННЫЕ КОМПЛЕКСЫ

3.

ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ИЗДАТЕЛЬСКОГО И ПОЛИГРАФИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА

3.1.

Системные платы. Виды системных плат

3.2.

Процессор. Параметры процессора. Типы архитектур

3.3.

Шины

3.4.

Виды интерфейсов устройств хранения данных

3.5.

Мониторы

3.6.

Устройства вывода на печать - принтеры. Технологии цветной печати

3.6.1.

Dot Matrix

3.6.2.

Liquid ink-jet

3.6.3.

Thermal transfer

3.6.4.

Dye sublimation

3.6.5.

Phase change ink-jet

3.7.

Ксеро-копировальный аппарат

3.8.

Лазерные принтеры

3.9.

Сканеры

3.9.1.

Классификация сканеров по прозрачности оригинала

3.9.2.

Классификация сканеров по механизму движения

3.9.3.

Классификация сканеров по типу вводимого изображения

4.

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ КОМПЬЮТЕРОВ

4.1.

Операционные системы

4.1.1.

Сетевые операционные системы

4.1.2.

Архитектура операционных систем

4.2.

Прикладное программное обеспечение

4.2.1.

Базы данных

4.2.2.

Программные средства обработки иллюстраций и графики

5.

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

5.1.

Классификация компьютерных сетей и их функции

5.2.

Виды каналов передачи данных

5.3.

Модель взаимодействия открытых систем

5.4.

Сетевой протокол и интерфейс

5.5.

Адресация в Интернете

5.6.

Протокол передачи данных TCP/IP

5.7.

Специальное коммуникационное оборудование

6.

Библиографический список

Указатели
32   указатель иллюстраций
Рис. 5.1. Топология «звезда»

Данная дисциплина способствует формированию следующих компетенций, предусмотренных ФГОС по направлению подготовки «Издательское дело»:

общекультурные (ОК):

  • работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (OK-14);

профессиональные (ПК):

  • использовать информационные технологии и программное обеспечение при разработке издательских проектов (ПК-14);
  • формировать структуру и контент электронных изданий, применять программные средства их разработки (ПK-23);

управление издательскими процессами:

  • использовать цифровые активы и базы данных (ПК-26);

распространение издательской продукции:

  • знать принципы функционирования и методы построения современных глобальных книгораспространительных систем.

Первые компьютерные сети появились в конце 1960-х гг., они были выполнены американскими фирмами IBM и DEC. Одна из самых успешных, среди первых компьютерных сетей - Arpanet - была разработкой военного министерства США. Она связала научные центры США с военными учреждениями. В то время в качестве среды передачи данных использовались телефонные и телеграфные каналы. В рамках этого проекта впервые были разработаны протоколы семейства TCP/IP, которые позволили обеспечить передачу данных в глобальных и локальных сетях. В дальнейшем, семейство протоколов TCP/IP было положено в основу сетевых взаимодействий операционных систем Unix.

Существует множество классификаций компьютерных сетей. Например, по типу топологии сети. Топология - это способ размещения узлов в сети и структура соединений между ними (рис. 5.1 Рис. 5.1. Топология «звезда»).

К базовым сетевым топологиям относят: произвольную; иерархическую; звездообразную; кольцевую; шинную; сотовую; смешанную.

Один из принципов классификации компьютерных сетей - территориальное распределение. На основе этого принципа выделяют следующие типы сетей.

  • Local-area network (локальные компьютерные сети). Они охватывают отдельные помещения или несколько расположенных рядом зданий, которые находятся на территории, не превышающей в радиусе 10 км.
  • Wide-area network (распределенные компьютерные сети) - это сети масштаба студенческого городка или крупной компании (campus-area network), крупного города (metropolitan-area network), нескольких стран или континентов (global-area network).

Компьютерные сети выполняют множество важных функций. В частности, объединение компьютеров в сеть позволяет:

  • осуществлять быструю и надежную передачу данных для немедленного использования информации;
  • совместно использовать аппаратные и программные ресурсы компьютеров, что позволяет добиться экономии материальных и технических средств;
  • организовать доступ к ресурсам всех компьютеров в сети при одновременном обеспечении программных и информационных средств сетей;
  • получить доступ к удаленным базам данных.

Любая локальная вычислительная сеть обеспечивается аппаратным и программным сопровождением. К аппаратному обеспечению компьютерных сетей относят сетевые адаптеры, коммуникационное оборудование (это так называемая среда передачи данных) и сами персональные компьютеры.

Сетевые адаптеры представляют собой специальные устройства, предназначенные для подключения компьютеров к среде передачи данных. Сетевые адаптеры, как правило, устанавливают на материнскую плату, размещенную в системном блоке компьютера. Выбор сетевого адаптера зависит от типа компьютера, требуемой скорости передачи данных и от характеристик коммуникационного оборудования.

Среда передачи данных - это специальный кабель, к которому можно подключить компьютеры через специальные коннекторы. Одним из способов организации простейшей компьютерной сети является использование концентратора, или «хаба», в виде простой витой пары. Концентратор имеет порты, к которым через специальные кабели подключают компьютеры. В качестве сред передачи данных могут использоваться: коаксиальный кабель, обычные провода в виде витой пары, оптоволоконный кабель, а также беспроводные среды. К беспроводным средам передачи данных относят радиоэфир, микроволны, инфракрасное и лазерное излучения.

При наличии аппаратных средств поддержки компьютерных систем необходимо устанавливать также специальные программные драйверы, которые обеспечивают передачу данных через сетевые адаптеры. К программному обеспечению компьютерных систем относят сетевые операционные системы, которые позволяют управлять работой сети по одному из двух принципов.

  1. Централизованное управление.
  2. Децентрализованное управление.

В соответствии с этими принципами компьютерные сети делят на: одноранговые; с выделенным сервером.

Одноранговые сети - это сети с невыделенным сервером, т.е. сети, у которых осуществляется взаимодействие между отдельными компьютерами, входящими в состав компьютерной сети. Все компьютеры таких сетей одновременно исполняют роль и клиента, и сервера.

В сетях с выделенным сервером один из компьютеров сети предназначен для обработки запросов, формирования ответов отдельным клиентам компьютерных сетей. В качестве сервера, как правило, используют мощный компьютер, который характеризуется высокой производительностью, большим объемом дисковой памяти, повышенной надежностью.

К достоинствам одноранговых сетей относятся: довольно простая структура и непосредственный доступ компьютеров сети к ресурсам друг друга. К их недостаткам относятся: невозможность централизованной настройки параметров сети, незначительное количество компьютеров в сети (не более 20), слабая защита компьютеров, так как отдельные пользователи могут влиять на их распределение в сети.

Сети с выделенным сервером имеют следующие преимущества: хорошая защита данных, возможность создания больших сетей (сотни и даже тысячи компьютеров), высокая пропускная способность сети. К недостаткам таких сетей относятся: высокая стоимость сетевых операционных систем и компьютеров-серверов, а также то, что компьютеры-серверы не являются рабочими местами для пользователей, тем самым усложняется конфигурация сетей.

Итак, под сетью ЭВМ понимается взаимосвязанный набор конечного оборудования данных (data terminal equipment), генерирующего и потребляющего информацию в сети передачи данных, которая обеспечивает обмен информацией между отдельными абонентами сети. Аппаратура канала данных обеспечивает преобразование информации в форму, которую используют для передачи данных в сети. Сеть передачи данных обеспечивает физическую связь удаленных абонентов.

Существуют выделенные и коммутируемые каналы.

Если между двумя абонентами установлена постоянная связь, то канал называют выделенным, или постоянным. Такой канал может быть собственным или абонируемым.

Если соединение между абонентами устанавливают каждый раз при передаче данных, то такой канал называют коммутируемым. Для таких каналов существуют три этапа передачи данных.

  1. Установка соединения.
  2. Собственно передача данных.
  3. Разрыв соединения после окончания передачи данных.

К достоинствам выделенного канала относятся: высокая скорость передачи данных, высокое качество сигналов, отсутствие блокировок, малое время, требуемое для установки соединения между абонентами сети. К недостаткам же такого канала относят: высокую стоимость передачи информации и отсутствие гибкости.

Коммутируемый канал также имеет ряд достоинств, среди них: гибкость и невысокая стоимость передачи данных. А недостатки таких каналов в том, что возможны блокировки, качество передачи невысокое, а стоимость передачи информации в случае ее большого объема, напротив, высока.

Каналы передачи данных классифицируются по направлению передачи информации на следующие виды.

Симплексные каналы - это каналы, у которых передача данных осуществляется в одном направлении (примеры: радио- и телеканалы).

Полудуплексные каналы - это каналы, у которых передача информации осуществляется в двух направлениях, но по очереди (пример: передача по шине в компьютерной сети).

Дуплексные каналы - это каналы, передача по которым осуществляется в двух направлениях одновременно. Это достигается либо использованием проводной связи (телефон), либо использованием различных частот.

По виду передаваемых сигналов каналы делятся на аналоговые и цифровые. По аналоговым каналам связи данные передаются в виде синусоидальных гармонических колебаний. Передача информации по таким каналам осуществляется за счет методов модуляции. Кодирование данных при аналоговой передаче проводят, используя следующие виды модуляции: амплитудную, частотную, фазовую. Современные протоколы передачи данных по аналоговым каналам используют также совмещенные виды модуляции.

Цифровые каналы передачи информации осуществляют в импульсном виде. При таком способе нет необходимости в преобразовании сигналов в аналоговые и обратно. При цифровой передаче данных используют разные способы кодирования. Методы кодирования должны отвечать следующим требованиям: простота, самосинхронизация, использование одного уровня напряжения, максимальное использование полосы пропускания данных.

В рамках международной организации по синхронизации была разработана модель взаимодействия открытых систем - Open System of Interconnection (OSI). Эта модель представляет собой рекомендации по структурной организации сетевых подсистем. Эти рекомендации обеспечивают взаимодействие систем с разной архитектурой и разным программным сопровождением.

Эту модель часто называют семиуровневой моделью, так как она обеспечивает 7 основных уровней взаимодействия. Самый нижний уровень - физический. Он определяет взаимодействие с физической средой, задает механические, электрические и функциональные стандарты взаимодействия. На физическом уровне осуществляется установка соединения между абонентами, его поддержание и разрыв.

Второй уровень - канальный. Этот уровень, непосредственно взаимодействующий с физическим, отвечает за передачу отдельных кадров или фреймов в рамках одного звена данных. Канальный уровень добавляет к пакету, пришедшему от сетевого уровня, преамбулу, а именно физические адреса источника и приемника информации. На этом уровне осуществляется проверка контрольного кода. Канальный уровень также отвечает за разделение среды передачи данных, т.е. он определяет дисциплину захвата физического канала.

Третий уровень - сетевой. Он отвечает за пересылку пакетов информации между сетями. Сетевой уровень организуется путем создания логического канала для передачи пакетов от сети-источника в сеть-приемник. Основная функция этого уровня - маршрутизация пакетов, т.е. выбор оптимального маршрута передачи информации. Существуют разные алгоритмы маршрутизации, которые учитывают загруженность каналов, их пропускную способность и другие факторы.

Четвертый уровень - транспортный. Он организует доставку сообщения от источника к приемнику. В сетях с пакетной коммутацией на этом уровне обеспечивается разбиение сообщения на пакеты и сборка пакетов в узле-приемнике.

Пятый уровень - сеансовый. Он управляет сеансом связи: обеспечивает установление, поддержание и разрыв при завершении связи. Сеанс может быть односторонним (симплексным), полудуплексным и дуплексным в соответствии с тем, какой тип каналов используется для связи. В ходе сеанса связи фиксируются контрольные точки. При аварийном разрыве связи именно этот уровень обеспечивает ее восстановление и продолжение от ближайшей контрольной точки. На этом уровне также решаются вопросы контроля доступа, оплаты ресурсов за сервер и другие.

Шестой уровень - представительный. Он отвечает за форму представления данных, например, за перекодировку данных из одной систему в другую. Часто встречающийся на практике пример необходимости такой перекодировки - это обмен информацией между крупными персональными компьютерами. На этих типах вычислительных машин одни и те же символы представлены разными кодами, именно поэтому при обмене данными их приходится перекодировать.

Седьмой (высший) уровень - прикладной. Это уровень прикладных подсистем компьютерной сети. Под прикладными сетевыми подсистемами понимают группу подсистем, которая упрощает доступ к ресурсам и взаимодействие в сети.

Сетевой протокол - это совокупность правил, обеспечивающих взаимодействие сетевых подсистем одного уровня. Он определяет форматы пакетов, последовательность их передачи, время ожидания ответов и т.д.

Сетевой интерфейс - это совокупность правил, определяющих взаимодействие смежных уровней в одной системе.

При передаче данных от верхних уровней к нижним к этим данным добавляются заголовки, а при движении обратно заголовки убираются. В заголовках размещают блоки информации, управляющие взаимодействием в рамках протоколов соответствующих уровней.

Данные, передаваемые на 5-м, 6-м, 7-м уровнях называются сообщениями; передаваемые на 4-м уровне, называются сегментами; на 3-м уровне, называются дайтограммами; на 2-м уровне, называются кадрами, или фреймами; данные, передаваемые на 1-м уровне, называются блоками битов.

Для того, чтобы в процессе обмена информацией компьютеры могли «найти друг друга», в сети Интернет существует единая система адресации, основанная на использовании IР-адреса. Каждый компьютер, подключенный к сети, имеет свой уникальный 32-битный (в двоичной системе) IP-адрес. Система IP-адресации учитывает структуру Интернета, т.е. то, что он является сетью сетей, а не объединением отдельных компьютеров. IP-адрес содержит адрес сети и адрес компьютера в данной сети.

Для обеспечения максимальной гибкости в процессе распределения IP-адресов, в зависимости от количества компьютеров в сети, адреса разделяются на три класса - А, В, С. Первые биты адреса отводятся для идентификации класса, а остальные разделяются на адрес сети и адрес компьютера (табл. 5.1).

Класс А

Таблица 5.1

IP-адресация в сетях различных классов

Класс А

0

Адрес сети (7 битов)   Адрес компьютера (24 бита)

 

Класс В 1 0 Адрес сети (14 битов) Адрес компьютера (16 битов)

 

Класс С 1 1 0 Адрес сети (21 бит) Адрес компьютера (8 битов)

© Центр дистанционного образования МГУП