Să luăm în considerare interfața de interacțiune dintre două aplicații WEB-browser și WEB-server (deoarece aceste aplicații sunt de obicei amplasate pe mașini diferite și, în consecință, pe diferite platforme software și hardware, folosim termenul de interfață hardware-software).
La implementarea interfeței de interacțiune pentru aplicațiile WEB, este utilizat protocolul HTTP (Hypertext Transfer Protocol), care este un protocol la nivel de aplicație și oferă posibilitatea de a accesa o varietate de informații aflate pe WWW-World Wide Web. Protocolul HTTP are mecanisme de înaltă performanță pentru replicarea informațiilor, indiferent de tipul de prezentare a datelor. Protocolul este construit folosind tehnologia orientată pe obiecte și poate fi folosit pentru a rezolva diverse probleme, de exemplu, gestionarea sistemelor de informații distribuite.
Abilitatea de a stoca și prezenta date într-o varietate de formate (imagini, video, audio) face ca WWW cu HTTP să fie un mijloc unic de găzduire a informațiilor.
În prezent, protocolul HTTP este folosit de sistemul WWW ca unul dintre protocoalele principale. Ținând cont de acest lucru, să luăm în considerare mai detaliat metodele de funcționare ale protocolului HTTP.
Protocolul HTTP vă permite să accesați resursele de informații și serviciile serverelor WWW. Pentru a unifica accesul la resursele rețelei multifuncționale, serverele WWW acceptă un set de interfețe care permit structurarea nivelurilor și metodelor de acces la resursele rețelei. De fapt, fiecare dintre interfețe este un obiect de rețea cu propriile metode și propria sa structură. Pentru a căuta și afișa informații postate pe WWW, sunt utilizate aplicații speciale numite browsere web. Interacțiunea coordonată a obiectelor (client și server) constituie conceptul de interfață software.
Să luăm în considerare componentele interfețelor software-hardware bazate pe protocoale la nivel de aplicație.
URI (Uniform Resource Identifier, Resource Identifier), URL (Uniform Resource Locator, Resource Location), URN (Uniform Resource Name, Resource Name) - diferite aspecte ale identificării aceluiași serviciu, definirea tipului, metodei de acces și locației nodului de rețea , pe care conține o resursă accesibilă prin Internet. Acest serviciu este format din trei părți.
1) Schema. Identifică tipul de serviciu prin care poate fi accesat serviciul, cum ar fi un server WWW.
2) Adresa. Identifică adresa (gazdă) resursei, de exemplu, www.ripn.net.
3) Nume sau cale de acces. Identifică calea completă către resursa de pe gazda selectată pe care dorim să o folosim pentru a accesa resursa, de exemplu /home/images/image l.gif.
De exemplu, fișierul readme.txt aflat pe site-ul web Microsoft (server WWW) este o resursă cu identificatorul: http://www.microsoft.com/readme.txt. Aceasta înseamnă că trebuie folosit protocolul HTTP pentru a accesa resursa (schema de acces este separată prin două puncte „:” și indică numele protocolului utilizat), următoarele două bare oblice separă adresa serverului www.microsoft.com; și, de asemenea) numele fișierului /readme.txt.
În mod obișnuit, când se face referire la computerul pe care se află o resursă, se folosește un URL sau un URN, iar când se face referire la întreaga resursă (tip, gazdă, cale), se folosește un URI. Nu există nicio greșeală în a folosi o denumire în loc de alta, dar este important să explicăm ce înseamnă aceasta în context.
Un URI poate conține nu numai numele resursei, ci și parametrii necesari pentru a o reprezenta. Numele resursei este separat de șirul de parametri prin caracterul „?”. Șirul de parametri este format din grupuri de caractere cu o structură constantă (tokens), separate prin caracterul „&”, fiecare astfel de simbol este format din numele parametrului și valoarea acestuia, separate prin caracterul „=", caracterul spațiu „ ” este înlocuit prin semnul „+”. Caracterele indicative care nu fac parte din setul de caractere ASCII sunt înlocuite cu semnul „%” și valoarea hexazecimală a acelui caracter. Pentru resursa specificată, întregul șir de parametri este un singur parametru șir, astfel încât tipul, ordinea sau unicitatea numelor parametrilor individuali de șir nu sunt semnificative. De exemplu:
http://www.exe.com/bm/scrshell.run?in=10&go=ok+and+ok&event=l&event=2
Acest URI conține 4 parametri, dintre care trei sunt numerici și doi dintre care au același nume. Analiza și analizarea valorilor parametrilor individuali depinde în întregime de URI, în acest exemplu resursa scrshell.run.
HyperText Markup Language (HTML) este un limbaj pentru descrierea informațiilor stocate pe WWW. Fișierul HTML poate conține coduri speciale care indică informații grafice, video sau audio atașate sau coduri executabile ale mediului de afișare a informațiilor (browser Web - Java Script, Java). Pentru Java și JavaScript, aplicația browser Web reprezintă sistemul de operare sau mediul în care rulează, iar pagina Web este resursa dedicată rulării acestora. Aceste limbi nu construiesc o pagină Web bazată pe datele utilizatorului, ci o folosesc ca platformă pentru propriile acțiuni și acțiunile utilizatorului. Când un browser Web accesează acest fișier, mai întâi interpretează informațiile codificate în fișierul HTML și apoi prezintă acele informații utilizatorului într-o formă adecvată.
Literele „HT” din numele protocolului HTML reprezintă „HyperText” - conceptul de bază al postării de informații pe WWW. Documentele HyperText conțin conexiuni speciale numite hyperlinkuri care sunt plasate în textul documentului. Hyperlinkurile permit utilizatorului nu numai să se deplaseze de la o parte a acestui document în alta, ci și să acceseze alte documente conexe aflate pe WWW.
Common Gateway Interface (CGI) este un standard de extensie WWW care permite serverelor WWW să execute programe ale căror argumente pot fi specificate de utilizator. Interfața CGI îmbunătățește capacitățile utilizatorului și îi permite acestuia să execute programe asociate unei anumite pagini Web, oferind astfel posibilitatea de a obține informații dinamice de la serverul WWW. De exemplu, un utilizator al unui astfel de server WWW poate obține cele mai recente informații despre vreme prin executarea unui program care interogează prognoza meteo curentă din baza de date. Interfața CGI acționează în principal ca o poartă între serverul WWW și programele executabile externe. Primește o solicitare de la utilizator, o transmite unui program extern și apoi returnează rezultatele utilizatorului printr-o pagină Web construită dinamic. În același timp, paginile Web construite pot diferi radical unele de altele, deoarece sunt formate în dependență directă de parametri definiți de utilizator.
Mecanismul de interfață CGI este, de asemenea, universal și poate transfera date între orice server WWW. Deoarece interfața CGI se bazează pe fișiere executabile, nu există restricții privind tipul de program care va fi executat în ea. Programul poate fi scris în oricare dintre limbajele de programare care vă permit să creați module executabile. Un program CGI poate fi scris și folosind limbaje de comandă ale sistemului de operare, cum ar fi Perl sau Shell.
În prezent, tehnologia ASP (Active Server Pages) este utilizată pe scară largă. În esență, această tehnologie reprezintă aplicarea aceluiași standard CGI, doar la nivelul unei abordări orientate pe obiecte a construirii paginilor Web.
Întrebări de control
1. Cum sunt implementate interfețele aplicațiilor?
2. Care sunt principalele componente ale interfeței de interacțiune folosind aplicații WEB ca exemplu?
3. Ce funcții implementează interfața CGI?
Tema 13. Interfață pentru interacțiunea informațională a aplicațiilor software. Interfață pentru interacțiunea aplicațiilor software folosind HTTP ca exemplu. Transmiterea cererilor și a răspunsurilor.
Să luăm în considerare interfața pentru interacțiunea dintre aplicațiile software folosind HTTP ca exemplu.
Interfața este implementată secvenţial.
Prima etapă este atunci când clientul HTTP (browserul) se conectează la server. Pentru a face acest lucru, folosește protocolul TCP/IP, iar conexiunea are loc pe un port TCP cunoscut de client. Numărul de port HTTP acceptat este 80; alte porturi TCP sunt definite pentru alte servicii.
Al doilea pas este cererea clientului: clientul trimite un antet Request și eventual (în funcție de metodă) un corp de mesaj de solicitare. Antetul trebuie să includă metoda, adresa URL și versiunea HTTP. Pot exista mai multe câmpuri opționale care oferă serverului informații despre modul de procesare a cererii.
A treia etapă este răspunsul serverului, care constă dintr-un antet (Response header), în care serverul indică versiunea HTTP și un cod de stare care poate indica un rezultat reușit sau nereușit și motivele acestuia. După antet vine corpul răspunsului, separat de antet printr-o linie goală.
A patra etapă este întreruperea conexiunii TCP/IP.
Antetul cererii poate arăta astfel:
GET /MyDoc.htm HTTP/1.1
Conexiune: Keep-Alive
Gazdă: 212.54.196.226
Aici: MyDoc.htm - numele documentului solicitat; GET - tip cerere; Gazdă - adresa IP; Accept - formate de date „înțelese” de către client.
Antetul Cererii de mai jos provine din documentul care conține formularul:
POST /Scripts/ReadData.pl HTTP/1.1
Referitor: http://212.54.196.226
Conexiune: Keep Alive
Agent utilizator: Mozilla/3.0 (Win95; I)
Gazdă: 212.54.196.226
Accept: imagine/gif, imagine/x-bitmap,
Tip de conținut: application/x-www-form-urlencoded
Lungimea conținutului: 38
Prenumele=Mary+Ann&LastName=Sylvester
Aici: POST - metoda de transmitere a datelor din formular; Referer - adresa paginii web de pe care utilizatorul a mers la documentul care conține formularul.; Content-type - metoda de codificare a datelor transmise; Content-length - cantitatea de date transmise (octeți); FirstName, LastName - numele câmpurilor formularului; Mary+Ann, Sylvester - valori transmise (spațiul este înlocuit cu semnul „+”).
Serverul Web răspunde la cererea browserului trimițându-i un fișier HTML precedat de un antet de răspuns.
Un antet tipic de răspuns conține următoarele date:
Server: Microsoft-IIS/4.0
Tip de conținut: text/html
Set-Cookie: ASPSESSIONIDFFFYXKFR=ACMNFLJANKGBAMPBEGNGLEAB
(cod HTML)
Acest antet este generat de server. Linia „200 OK” este starea cererii. Dacă serverul nu ar putea procesa cererea, ar genera un mesaj de eroare precum „404 Object Not Found”; Tip de conținut - tip de conținut. Browserul afișează documentul (interpretează codul acestuia ca cod HTML, deoarece tipul Conținut este text/html) și așteaptă ca clientul să solicite (făcând clic pe un hyperlink) următoarea pagină a acestui site sau să meargă pe alt site. Dacă pagina conține o imagine (de exemplu, în format jpeg), aceasta va fi trimisă de serverul web către client împreună cu un alt antet de răspuns, unde tipul de conținut va fi imagine/jpeg. Set-Cookie - setează valoarea informațiilor speciale înregistrate pe computerul clientului. Acest câmp stochează ID-ul sesiunii curente.
Să ne uităm la un exemplu și să ne uităm la cererea HTTP a clientului mai detaliat. Ar putea arăta astfel:
POST http: //localhost/ HTTP/1.1
Accept-Language: en
Conexiune proxy: Keep-Alive
paraml=l¶m2=2
Din exemplu puteți vedea că cererea începe cu cuvântul „POST”. Acest cuvânt se referă la o metodă de trimitere a datelor către server în care date suplimentare de solicitare (linia „param1=1¶m2=2”) sunt trimise după antet.
În documentele HTML, metoda de transfer de date este specificată în formularul de trimitere a mesajului. De exemplu, pentru a primi această solicitare a fost folosit următorul formular:
După cum se poate vedea din exemplu, parametrii sunt scriși în formular
[numele parametrului1]=[valorile parametrului1]&[numele parametrului2]=[valorile parametrului2] &...
Folosim adesea metoda de solicitare - „GET”. De fapt, toate cererile care nu necesită trimiterea de date - cum ar fi o cerere de pagină - se fac în acest mod. Să schimbăm formularul de solicitare:
vom primi următoarea solicitare HTTP:
GET http://localhost/?param1=1¶m2=2 HTTP/1.1
Accept: imagine/gif, imagine/x-xbitmap, imagine/jpeg, imagine/pjpeg, */*
Accept-Language: en
User-Agent: Mozilla/4.0 (compatibil; MSIE 6.0; Windows NT 5.0)
Conexiune proxy: Keep-Alive
După cum puteți vedea, linia „paraml=l¶m2=2” s-a mutat mai sus și este adăugată la linia „http://localhost/” după semnul „?”. S-a schimbat și primul cuvânt din antetul HTTP, restul a rămas neschimbat.
Avantajul metodei GET este că puteți vedea în linia browserului ce date au fost trimise. Dezavantajele includ faptul că lungimea datelor trimise în acest mod (spre deosebire de metoda POST) este limitată - unele servere, precum unele browsere, au o limită a lungimii adresei documentului solicitat. În consecință, o adresă cu un șir de interogare lung poate fi fie trunchiată, fie serverul va returna eroarea „414 Request-URI Too Long”.
Literatură: 1 principal, 2 principale, 7 suplimentare, 9 suplimentare..
Întrebări de control
1. Câte etape include interfața de interacțiune a aplicației prin HTTP?
2. Care este semnificația antetului Solicitare în interfața de interacțiune a aplicației prin HTTP?
3. Care este semnificația antetului de răspuns în interfața de interacțiune a aplicației prin HTTP?
4. Cum sunt componentele care implementează interfața cu utilizatorul legate de interfața aplicației prin HTTP?
Capacitățile hardware-ului computerului determină interfață hardware-software, care caracterizează funcțiile hardware și organizarea computerului necesare și suficiente pentru dezvoltarea programului. Interfața hardware-software captează toate informațiile de care programatorii au nevoie despre hardware-ul care alcătuiește computerul. Acest lucru nu afectează niciun aspect al organizării interne a computerului: tipul de elemente semiconductoare, tensiunea de alimentare, designul plăcilor de circuit imprimat etc. Totalitatea proprietăților hardware-ului computerului esențiale pentru dezvoltarea programului, de ex. pentru programatori, se numește arhitectura calculatorului. Astfel, vom folosi termenii arhitectură și interfață controlată de software ca sinonime, înțelegând că unei anumite interfețe software-hardware corespunde unei arhitecturi specifice.
După cum sa menționat deja, programarea în termeni de interfață hardware-software este disponibilă numai pentru programatorii de sistem care creează programe - drivere pentru întreținerea dispozitivelor periferice, programe pentru întreținerea dispozitivelor de stocare, comutarea sarcinilor, distribuirea memoriei între sarcini etc., care împreună formează sistemul de operare. Sistemul de operare introduce interfața de nivel următor - interfața programului de aplicație API ( API – Aplicați interfața programului). API-ul introduce un sistem de operatori utilizat de programatori pentru a efectua operațiuni I/O și stocarea datelor, distribuie dispozitive și memorie între sarcini, controlează dispozitivele computerului și procesele de procesare a datelor. Toți operatorii API sunt implementați prin sistemul de operare, adică. prin programe de SO adecvate care interpretează operatorii API într-o secvență de comenzi de interfață software-hardware implementate de hardware-ul computerului. Programele OS sunt parte integrantă a hardware-ului computerului: programele OS sunt cele care creează operatori (funcții) în ceea ce privește programele de service, sistemele de instrumente și programele de aplicație.
Astfel, hardware-ul computerului și sistemul de operare acționează ca un singur complex hardware și software - o platformă de computer pe care este construit software-ul de nivel superior, inclusiv programe de aplicație care interacționează cu hardware-ul printr-un API.
Interfață hardware-software PAI definește funcțiile implementate de hardware-ul computerului. Aceste funcții sunt de obicei împărțite în următoarele grupuri:
alcătuirea și forma de reprezentare a unităților de informații ale mașinii;
tipuri de date și forme de prezentare a acestora;
metode de adresare a datelor;
sistem de comandă;
funcţii de reprezentare a stării dispozitivelor şi proceselor.
Primele patru funcții implementate de hardware-ul computerului generează un sistem de comandă computerizată care stabilește coduri de funcționare și reguli de codificare a adreselor operanzilor implicați în operațiuni. Secvențele de comenzi care alcătuiesc programele sunt corecte atunci când comenzile specifică operații pe tipuri de date adecvate: numere întregi, booleeni, șiruri de caractere etc. Alături de funcțiile programabile, funcționarea computerului este însoțită de evenimente care apar la ritmul de funcționare a dispozitivului (finalizarea operațiunilor de intrare/ieșire, erori în datele transmise etc.) sau în timpul executării comenzilor (cod de funcționare incorect, încălcarea regulilor de adresare). , acces la date protejate etc.). În aceste condiţii, dispozitivele informatice, reacţionând la sfârşitul proceselor sau situaţiilor speciale la efectuarea operaţiilor prescrise de comenzi, formează semnale de întrerupere. Aceste semnale sunt percepute de procesor, care asigură trecerea la programe speciale care procesează situațiile care apar în funcționarea dispozitivelor și în timpul execuției programului. Datorită acestui fapt, sistemul de operare oferă control asupra dispozitivelor și proceselor de execuție a programelor și combină hardware și software într-un singur complex hardware și software.
Marea majoritate a arhitecturilor utilizate în prezent aparțin clasei orientat pe procesor(centru de procesor). În acest caz, pentru fiecare arhitectură se creează o interfață software și hardware specifică, generând un sistem unic de comenzi implementat de sistemul de operare al computerului. Aceasta înseamnă că pentru fiecare procesor și sistem de dispozitive externe este creat un sistem de operare specific, care servește drept bază pentru scrierea programelor de aplicație și gestionarea centralizată a tuturor resurselor sistemului - dispozitive și programe.
Interfața programului de aplicație. Producătorii de hardware pentru computere au dezvoltat arhitecturi care se bazează pe Interfața de programare a aplicațiilor (API) Arhitecturile centrate pe API stabilesc o interfață care este utilizată pentru toate programele de aplicație pentru a accesa funcțiile sistemului de operare și pentru a izola programele de aplicații de detaliile hardware și software ale sistemului de operare. .
Unul dintre cele mai cunoscute API-uri este Posix ( Interfață portabilă a sistemului de operare bazată pe uniX), este standardul internațional pentru Unix– sisteme de operare similare. În 1993, un grup de dezvoltatori de aplicații pentru sisteme de operare Unix și-au definit propriul set de interfețe de programare a aplicațiilor (API), care includea 1.179 de funcții. Standardul „Unified Unix Specification” a devenit versiunea industrială modernă a POSIX.
O altă variantă API– interfață mașină independentă de tehnologie ( Interfață de mașină independentă de tehnologie), adesea numit simplu MI (Interfață mașină). Această interfață include un set de funcții ale sistemului de operare al computerului AS/400, care funcționează conform unei scheme în două etape: generarea unui șablon de program - generarea codului programului. Compilatorul BAS/400 generează cod din textul sursă MI, care este prezentat ca un șablon de program. În a doua etapă, traducătorul generează un cod de program binar dintr-un șablon de program, iar codul de program binar generat de traducător este stocat în memoria computerului ca un singur obiect de program. Acest program este numit urmăribil(observabil). Dacă computerul AS/400 începe să folosească, de exemplu, un procesor pe 64 de biți, atunci este creat un traducător special pentru noul hardware, care traduce codul programului într-un nou cod binar corespunzător compoziției datelor cu care noul procesor pe 64 de biți funcționează. Ca rezultat, AS/400 are un sistem de operare pe 64 de biți și mii de aplicații pe 64 de biți într-o singură zi.
Dezavantaj semnificativ API– lipsa de flexibilitate. Clientul nu poate alege un sistem de operare de la un producător, o bază de date de la altul sau protecția datelor de la un al treilea, deoarece nu poate funcționa ca un singur sistem integrat. Singura modalitate de a asigura flexibilitatea este de a combina în mod independent componente disparate într-un sistem integrat. Cu toate acestea, acest lucru necesită fonduri pentru instruirea utilizatorilor și întreținerea sistemelor software.
Interfața este un sistem hardware-software (un set de hardware, software și reguli) care asigură interacțiunea diferitelor dispozitive care fac parte dintr-un computer personal.
Putem spune că interfața caracterizează interfața dintre două sisteme, subsisteme, dispozitive sau programe.
De fapt, interfața este un fel de dialog între oricare două dispozitive din interiorul computerului. În psihologie, dialogul este definit ca schimbul de semnificații personale între doi oameni. Există și un astfel de concept psihologic precum dialogul intern. Ambele tipuri de dialog vă permit să evocați emoții și să creați noi cunoștințe.
În informatică, dialogul presupune schimbul de semnale electrice între două dispozitive periferice. Ca urmare, nu se creează un semnal nou.
Interfețele sunt de obicei împărțite în hardware și software.
Interfața hardware este un set de linii de comunicație, elemente logice și circuite de control auxiliare concepute pentru a converti semnale și
conexiunile dispozitivului.
Scopul interfeței software este de a combina (adapta) diverse programe cu parametri diferiți, oferind utilizatorului condiții de lucru cu produse software.
Discuţie! Sinapsă (synapsis; greacă „contact”,
conexiune") este o structură specializată care asigură transmiterea unui impuls nervos (adică electric) de la o fibră nervoasă la o celulă sau o fibră musculară, precum și de la o celulă receptoră la o fibră nervoasă.
Are o sinapsă „logică”? Care este diferența dintre o sinapsă și un adaptor?
Sinapsa este atât un dispozitiv software, cât și un dispozitiv hardware?
De exemplu, orice controler poate fi
reprogramabile. Când este expus la efecte adverse
factori, pot fi reprogramate sinapsele?
se numește un set de dispozitive concepute pentru prelucrarea automată sau automată a datelor tehnologia calculatoarelor.
Sistem informatic- Acest set specific dispozitive și programe care interacționează între ele ( sistem hardware și software), concepute pentru a deservi un singur loc de muncă. Orice componentă a unui sistem informatic (procesor central, memorie RAM sau externă, dispozitiv extern, program etc.) și capacitățile pe care le oferă se numesc resursă. Structura soarelui poate fi reprezentată ca o piramidă.
Software de aplicație
Programul sistemului
Managementul dispozitivelor logice
Managementul dispozitivelor fizice
Hardware
Hardware includ dispozitive fizice (componente de echipamente) implicate în procesarea automată a informațiilor utilizatorului.
Managementul dispozitivelor fizice realizat de programe care interacționează cu structurile hardware.
Managementul dispozitivelor logice implementați programe orientate către utilizator care sunt independente de dispozitivele fizice. Pe baza acestui nivel, pot fi create noi resurse logice. De exemplu, mai multe discuri logice pot fi create pe un hard disk, lucru cu care, din punctul de vedere al utilizatorului, nu este diferit de lucrul cu mai multe discuri fizice.
Programul sistemului este un set de programe menite să asigure funcționarea calculatoarelor și a rețelelor de calculatoare. O parte integrantă a software-ului de sistem sunt sisteme de programare, care servesc la sprijinirea întregului ciclu tehnologic al dezvoltării software.
Software de aplicație este un set de programe interconectate pentru rezolvarea problemelor unei anumite clase dintr-o anumită materie.
Veriga centrală a sistemului de calcul este calculator.
Calculator- Acest dispozitiv electronic, conceput pentru a automatiza crearea, stocarea, prelucrarea și transportul datelor. Baza oricărui computer modern este generator de ceas, generând semnale electrice (impulsuri), a căror frecvență determină frecvența ceasului. Intervalul de timp dintre impulsurile adiacente determină timpul unui ciclu de ceas al computerului (sau pur și simplu tact de muncă). Frecvența ceasului determină destul de obiectiv viteza unui computer. Cunoscând frecvența ceasului și numărul de cicluri de ceas necesare pentru efectuarea unei operații, puteți determina cu exactitate timpul de execuție a acestei operații. Controlul unui computer se reduce de fapt la gestionarea distribuției semnalelor între dispozitive. Managementul poate fi software sau interactiv.
Control software distribuția semnalului se realizează automat.
Distribuția semnalului poate fi controlată manual folosind comenzi externe - butoane, comutatoare etc. În computerele moderne extern managementul este în mare măsură automatizat datorită utilizării unor instrumente speciale interfețe hardware-logice, la care sunt conectate dispozitive de control extern și de introducere a datelor: mouse, joystick, tastatură etc. Un astfel de control se numește interactiv .
Configurarea sistemului informatic numită compoziția sa, inclusiv hardwareȘi software, care sunt de obicei considerate separat. Principiul împărțirii unui sistem de calcul în camera de feronerieȘi configurarea software-ului este de o importanță deosebită pentru informatică, deoarece de foarte multe ori soluția la aceeași problemă poate fi oferită atât de hardware, cât și de software. Criteriile de selecție sunt performanța și eficiența. Cu toate acestea, nu trebuie să uităm că o astfel de diviziune este condiționată, deoarece software-ul și hardware-ul funcționează într-un computer într-o conexiune inextricabilă și în interacțiune continuă.
Configurare hardware Un sistem de calcul este o colecție de echipamente conectate la un computer. Calculatoarele și sistemele de calcul moderne au proiectare bloc-modulară(configurație hardware), care poate fi asamblată din componente și blocuri gata făcute.
Configurare software Un sistem informatic este o colecție de programe instalate pe un computer. Programe pentru calculator - este o formă de reprezentare a datelor și comenzilor menite să producă rezultate specifice. Activitatea programelor de calculator are o natură pe mai multe niveluri.
La fiecare loc de muncă, configurația software și hardware este creată astfel încât să se rezolve cel mai eficient specific probleme practice. Diferite computere pot fi similare ca arhitectură și scopul lor funcțional, dar au configurații software și hardware diferite.
Împreună cu hardware-ul și software-ul în sistemele de calcul, în unele cazuri au în vedere informativȘi matematic Securitate.
Sub suport informativ a intelege un set de programe și date pregătite în prealabil pentru ca aceste programe să funcționeze. De exemplu, într-un editor de text, pentru a opera un sistem automat de verificare ortografică, pe lângă hardware și software, este necesar să existe seturi speciale de dicționare care să conțină o matrice de date de referință pregătită în prealabil.
Software sistemul de calcul este set de software și suport pentru informații. De regulă, este „codificat” în cipuri ROM și utilizat în sisteme informatice specializate (calculatoare de bord ale mașinilor, avioanelor, navelor etc.).
Hardware-ul sistemului informatic
| LA |
Hardware-ul sistemului informatic se referă la un set de dispozitive și instrumente necesare pentru a efectua anumite tipuri de muncă. După metoda de aranjare a dispozitivelor relativ la unități centrale de procesare(CPU) distinge internȘi extern dispozitive. Dispozitivele externe sunt majoritatea Dispozitive I/O date (numite și periferic dispozitive) și unele dispozitive de stocare pe termen lung date (memorie externă). Pentru ca sistemul să funcționeze, hardware-ul trebuie să fie coordonat unul cu celălalt folosind interfețe hardware, atât la nivel fizic, cât și la nivel logic. Din punct de vedere fizic, hardware-ul este coordonat folosind diverse dispozitive (conectori mecanici și electrici, magistrale, controlere), logic - folosind programe numite drivere de dispozitiv.
Interfețe hardware- Acest dispozitive hardware-logice standardizate, asigurând coordonarea lucrărilor între dispozitive, noduri și blocuri ale sistemului informatic. Sunt numite standarde pentru interfețele hardware protocoale, care definește setul de condiții tehnice necesare funcționării coordonate a dispozitivelor. Prezența interfețelor standard vă permite să unificați transferul de date între dispozitive, indiferent de caracteristicile acestora.
În arhitectura oricărui sistem informatic, există multe interfețe hardware, care pot fi împărțite în două grupuri: secvenţialȘi paralel.
Interfețe paralele– dispozitive care sunt utilizate pentru transmiterea simultană a unui grup de biți. Numărul de biți implicați într-un mesaj este determinat de capacitatea de biți a interfeței. De exemplu, interfețele paralele pe opt biți transferă un octet de date pe ciclu. Performanța interfețelor paralele este măsurată în octeți pe secundă (octet/s; KB/s; MB/s). Ele sunt utilizate acolo unde viteza de transfer de date este importantă: pentru a conecta dispozitive de imprimare, dispozitive de introducere a informațiilor grafice și dispozitive pentru înregistrarea datelor pe medii externe.
Interfețe seriale- aparate mai simple. Schimbul de date se realizează secvenţial bit cu bit. Performanța lor este măsurată în biți pe secundă (bps; Kbps; Mbps). Interfețele seriale sunt adesea numite interfețe asincrone, deoarece nu necesită sincronizarea funcționării dispozitivelor de transmisie și recepție. Din cauza lipsei de sincronizare, transmiterea datelor utile este însoțită de pachete de servicii, adică un octet de date utile poate conține 1–3 biți de serviciu. Inițial, randamentul interfețelor seriale a fost mai mic decât al celor paralele, iar eficiența a fost mai mică. Prin urmare, acestea au fost folosite pentru conectarea „dispozitivelor lente” (dispozitive simple de imprimare de calitate scăzută, dispozitive de intrare-ieșire pentru informații simbolice și de semnal, senzori de control, dispozitive de comunicare cu performanțe scăzute etc.), precum și în cazurile în care existau fără restricții privind durata schimbului de date. Cu toate acestea, odată cu dezvoltarea tehnologiei, au apărut acum interfețe seriale de mare viteză care nu sunt inferioare celor paralele și adesea le depășesc în ceea ce privește debitul.
Clasificarea calculatoarelor
| CU |
Există destul de multe metode diferite de clasificare a computerelor. Metodele cel mai frecvent utilizate în literatura tehnică și în mass-media includ următoarele:
– conform scopului vizat;
– după nivelul de specializare;
– prin dimensiuni standard;
– despre compatibilitate;
– după tipul de procesor utilizat.
Clasificarea după scop– una dintre cele mai vechi metode de clasificare. Pe baza acestui principiu, ei disting calculatoare mainframe, minicalculator, microcalculatorȘi calculatoare personale (PC).
Calculatoare mainframe (mainframe sau supercalculatoare). Sunt utilizate în corporații foarte mari, bănci sau în sectoare ale economiei naționale. Supercalculatoarele de înaltă performanță sunt folosite pentru a rezolva probleme din complexul de apărare, fizica nucleară, probleme spațiale, meteorologie și farmacologie seismică. Pe baza unui supercomputer, sunt create centre de calcul, care includ mai multe departamente (grupe):
– grup de programare sistem, furnizând interfață hardware-software sistem de calcul;
– grup de programare aplicație, furnizând interfața cu utilizatorul sistem de calcul;
– grup de service tehnic;
– grup de pregătire a datelor;
– un grup de suport informațional care creează arhive de date în formular biblioteci de programeȘi bănci de date;
– departamentul de ieșire a datelor, care primește datele de la procesorul central și le transformă într-o formă convenabilă clientului, de exemplu, le imprimă pe imprimante.
Calculatoarele mari se caracterizează prin costuri mari de echipamente și întreținere. Procesorul central al unui astfel de sistem informatic este format din mai multe rafturi de echipamente și este situat într-o cameră separată. Pentru a crește eficiența, supercomputerul lucrează simultan cu mai multe sarcini și, desigur, cu mai mulți utilizatori. Această distribuție a resurselor sistemului de calcul se numește principiul împărțirii timpului.
Minicalculator. Calculatoarele din acest grup diferă de computerele mari prin dimensiunea redusă și, în consecință, productivitatea și costurile mai mici. Astfel de calculatoare sunt folosite de marile întreprinderi, instituții științifice și universități, unde activitățile educaționale sunt combinate cu munca științifică. Minicalculatoarele sunt adesea folosite pentru a controla procesele de producție, rezolvând simultan și alte probleme. De exemplu, poate fi folosit de economiști pentru a controla costul produselor, în contabilitate pentru a înregistra documentația primară și a pregăti rapoarte regulate pentru autoritățile fiscale etc. pe computere mari.
Microcalculator. Calculatoarele din această clasă sunt disponibile multor întreprinderi. Nu este necesar un centru de calcul pentru întreținerea unui astfel de computer. Este suficient să ai un mic laborator de calcul, care să includă neapărat programatori de înaltă calificare care îmbină calitățile programatorilor de sistem și aplicații. Microcalculatoarele sunt, de asemenea, folosite în centrele de calcul mari pentru a efectua operații auxiliare, de exemplu, operațiuni pentru pregătirea preliminară a datelor.
Calculatoare personale (PC ). Această clasă de calculatoare a suferit o dezvoltare deosebit de rapidă în ultimii 20 de ani. Este conceput pentru a servi un singur loc de muncă. În ciuda dimensiunilor reduse și a costului relativ scăzut, PC-urile moderne au performanțe ridicate. Multe modele de PC-uri depășesc computerele mainframe din anii 70, minicalculatoarele din anii 80 și microcalculatoarele din prima jumătate a anilor 90. PC-ul poate satisface nevoile întreprinderilor mici și ale persoanelor fizice. PC-urile au devenit deosebit de populare după 1995 datorită dezvoltării rapide a Internetului. Cele mai des folosite jocuri pe computerele personale sunt jocurile, editorii de text, bazele de date, sistemele informatice, foile de calcul, sistemele de programare etc. PC-urile sunt, de asemenea, un mijloc convenabil de automatizare a procesului de invatamant in orice disciplina, un mijloc de organizare a invatarii la distanta (corespondenta). , și un mijloc de organizare a timpului liber. Ele sunt adesea folosite pentru munca la domiciliu, ceea ce este deosebit de important în condiții de angajare limitată. Până în anul 2002 au fost în vigoare standarde internaționale în domeniul PC-urilor, care stabileau următoarele categorii de calculatoare personale:
– PC de masă ( PC de consum);
– PC de afaceri (PC Office);
– PC laptop ( PC mobil);
- stație de lucru ( PC statie de lucru);
– PC de divertisment ( Divertisment).
Progresele în hardware au estompat treptat granițele dintre categorii, astfel încât standardele de actualizare au încetat, deși este util să cunoaștem această clasificare la achiziționarea unui PC pentru sarcini specifice.
Clasificarea pe nivel de specializare. Calculatoarele sunt împărțite în: universalȘi de specialitate. Configurația (compoziția sistemului informatic) a unui computer universal poate fi arbitrară. De exemplu, același computer poate fi folosit pentru a lucra cu materiale text, muzică, grafică, foto și video. Calculatoarele specializate sunt concepute pentru a rezolva o serie specifică de probleme. Acestea includ, de exemplu, computerele de bord ale mașinilor, navelor, avioanelor și navelor spațiale. Se numesc minicalculatoare specializate axate pe lucrul cu grafica statii grafice. Ele sunt utilizate la prepararea de filme și videoclipuri, precum și pentru produse publicitare. Sunt numite computere specializate care conectează computerele întreprinderii într-o singură rețea servere de fișiere. Se numesc computere care transmit informații prin Internet servere de rețea.
Clasificare după mărime se aplică computerelor personale. În funcție de dimensiunile standard, PC-urile sunt împărțite în desktop(desktop) portabil(caiet), Buzunar(varful palmei) dispozitive mobile de calcul(combină funcțiile unui PC de buzunar și comunicațiile mobile). În zilele noastre au devenit utilizate pe scară largă laptopuri.
Laptop(în limba engleză caiet- notepad, notepad PC) - un computer personal portabil, a cărui carcasă combină componente tipice ale PC-ului, inclusiv un afișaj, tastatură cu touchpad, difuzoare, microfon, cameră web și baterii. Datorită dimensiunilor reduse, greutății și bateriilor moderne, laptopul este foarte ușor de utilizat, vă permite să-l luați cu dvs. pe drum și să lucrați fără să vă reîncărcați timp de 1 până la 14 ore. Primul model de laptop din lume disponibil public, Osborne-1, a fost creat de inventatorul Adam Osborne și lansat pe piață în 1981. Cererea pentru primele laptopuri a fost extrem de mare, făcând din Osborne Computer Corporation compania cu cea mai rapidă creștere la acea vreme. După scopul și caracteristicile tehnice ale acestora, există următoarea clasificare a laptopurilor: laptop-uri de buget, laptop-uri de clasă mijlocie, laptop-uri business, laptop-uri multimedia, laptop-uri pentru jocuri, stație de lucru mobilă, laptop-uri fashion, laptop-uri robuste, laptop-uri cu ecran tactil.
Clasificare după compatibilitate. Compatibilitatea determină interschimbabilitatea componentelor și dispozitivelor destinate diferitelor computere, capacitatea de a transfera programe de la un computer la altul și capacitatea diferitelor tipuri de computere de a lucra împreună cu aceleași date. De compatibilitate hardware există așa-zise platforme hardware. Astăzi, cele mai comune două platforme hardware sunt: PC IBMȘi Apple Macintosh. Pe lângă compatibilitatea hardware, există și alte tipuri de compatibilitate: compatibilitate software, compatibilitate la nivel de sistem de operare, compatibilitatea datelor.
Clasificarea după tipul de procesor utilizat. Tipul de procesor utilizat caracterizează în mare măsură proprietățile tehnice ale computerului. Chiar dacă computerele aparțin aceleiași platforme hardware, acestea pot diferi în ceea ce privește tipul de procesor pe care îl folosesc.
Model clasic de computer conform lui John von Neumann
| N |
În ciuda progreselor realizate în tehnologie, nu au existat modificări semnificative în structura de bază și principiile de funcționare ale computerelor moderne. Cele mai multe computere moderne se bazează pe principii logice generale de funcționare a dispozitivelor de calcul, formulat încă din 1946 de matematicianul american John von Neumann Potrivit lui von Neumann, arhitectura unui computer universal ar trebui construită în conformitate cu următoarele principii.
Principiul codificării binare. Toate informațiile care intră în computer sunt reprezentate în coduri binare.
Principiul controlului programului. Ordinea necesară a calculelor este specificată în mod unic de algoritm și descrisă de o secvență de comenzi care formează program. Fiecare instrucțiune specifică codul operației de efectuat și adresele operanzilor implicați în operație. Programul de calcul este plasat în dispozitivul de stocare al computerului, ceea ce asigură executarea automată a comenzilor și, ca urmare, o creștere a vitezei computerului.
Principiul omogenității memoriei. Programele și datele sunt stocate în aceeași memorie. Prin urmare, computerul nu face distincție între ceea ce este stocat într-o anumită celulă de memorie: un număr, text sau o comandă. Diferite tipuri de informații diferă în modul în care sunt utilizate, dar nu și în modul în care sunt codificate. Datorită acestui fapt, devine posibilă utilizarea acelorași operațiuni pentru a procesa numere și comenzi, adică comenzile programului devin la fel de accesibile pentru procesare ca și numerele.
Principiul de țintire este că, structural, memoria principală este formată din celule numerotate. Numărul celulei îl determină abordare, care este identificatorul mașinii(numele) unei valori sau comenzi. Orice celulă este disponibilă procesorului în orice moment. Preluarea conținutului unei celule după adresă nu distruge informațiile stocate în ea, deoarece este selectată o copie a conținutului.
Calculatoarele construite în conformitate cu principiile lui von Neumann se numesc computere arhitectura von Neumann. Modelul computerizat clasic conform lui von Neumann are următoarea structură.
| Dispozitive I/O |
| Dispozitiv de memorie |
În diagrama bloc indicată, liniile duble indică fluxuri de informații, iar liniile simple indică semnale de control.
Dispozitivele principale ale unui astfel de computer sunt: procesor, memorie (dispozitiv de stocare), dispozitive de intrare/ieșire. Toate dispozitivele sunt conectate prin canale de comunicație (sau magistrale) prin care sunt transmise informații. Procesorul determină generarea și performanța computerului: performanța depinde în mare măsură de procesor. Procesorul include o unitate logică aritmetică și o unitate de control. Unitate logică aritmetică(ALU) este folosit pentru prelucrarea datelor, adică implementează operații aritmetice și logice. Dispozitiv de control(CU) îndeplinește funcțiile de control al tuturor dispozitivelor informatice și de organizare a procesului de execuție a programului. Accesați funcții memorie(Stocare) includ: primirea de informații de la alte dispozitive, stocarea informațiilor, emiterea de informații la cerere către alte dispozitive ale mașinii. Dispozitive I/O sunt destinate introducerii datelor sursă de la dispozitive externe în memoria computerului și emiterii rezultatelor calculelor.
Informații conexe.
„Interfață utilizator” - Descrieți fereastra principală a sistemului de operare - Desktop. Fereastra de dialog. Nevoia de a reține numeroase comenzi a dispărut odată cu apariția interfețelor grafice. Tehnici de bază de control al mouse-ului. De ce interfețele moderne de utilizator pot fi considerate orientate pe obiecte? Mouse-ul peste.
„Gestionarea computerului de la distanță” - EMCO Remote Desktop Professional 4.0. Unul dintre deficiențele evidente este lipsa unui certificat. DameWare NT Utilities 5.5.0.2. TightVNC pentru Windows 1.3.8. Utilitarul LanHelper are un set încorporat de comenzi care pot fi executate pe computere la distanță. De fapt, în acest caz vorbim doar despre posibilitatea de a obține acces la desktopul unui PC la distanță.
„Informatică și computer” - Server. Fig.1. Ziua Informaticii. Etapele rezolvării problemelor cu ajutorul computerelor personale. Regula pentru orientarea relativă a celulei. Structura tipică a interfeței. Multimedia. Ora de curs „Informatică”. Federația Educației pe Internet. Program de vopsea. Laptop. 4 decembrie 1948 este ziua de naștere a informaticii ruse.
„Computere moderne” - Notă. Scalabilitate. În 1642, Blaise Pascal a proiectat un mecanism de adăugare cu opt sarcini. Dezvoltare. 2.5.Mainframe-uri. 2.1. Calculatoare personale. Facultatea de Automatizare și Inginerie Calculatoare. La urma urmei, fără intrare și ieșire de informații, nimic nu se va întâmpla. Calculatoarele IBM se bazează în principal pe procesoare INTEL.
„Managementul computerului” - Software-ul de sistem este responsabil pentru gestionarea resurselor hardware și, de asemenea, desfășoară un dialog direct cu utilizatorul. Calculatorul este controlat de software. Control software de calculator. Utilizarea structurii fișierelor vă permite să: Caracteristici caracteristice ale interfeței:
„Apple” - A fost un demo prezentat ca un concept în 1992. Managementul inovației (U09084). Note de studiu de caz Apple (1). Apple SWOT. Paul Trott [email protected]. 5. Seminar 7 Apple – Puncte cheie Peter Bartlett [email protected] Prof. 2. Note de studiu de caz Apple. Am văzut că au proiectat un telefon cu ecran tactil încă din 1994.
Există un total de 27 de prezentări în acest subiect
