Базовые информационные технологии

Для современного общества информационная индустрия стано­вится важнейшим экономическим фактором. Основу этой индуст­рии составляют базовые информационные технологии, использую­щие достижения различных областей экономики. Сегодня базовые информационные технологии имеют самостоятельное научное и прикладное значение, предоставляющее широкие возможности для извлечения, формализации, моделирования, систематизации, инте­грации, транспортирования, обработки и применения информации и знаний. Область информационных технологий, в том числе и ба­зовых, стала важной сферой производственной деятельности, обла­дающей всеми чертами промышленного производства с устойчивой динамикой роста.

 

Мультимедиа-технологии

В настоящее время мультимедиа-технологии являются бурно развивающейся областью информационных технологий. В этом направлении активно работает значительное число крупных и мелких фирм, технических университетов и студий (в частности IBM, Apple, Motorola, Philips, Sony, Intel и др.). Области использования чрезвычайно многообразны: интерактивные обучающие и информационные системы САПР, развлечения и др.

Основными характерными особенностями этих технологий являются:

• объединение многокомпонентной информационной среды (текста, звука, графики, фото, видео) в однородном цифровом представлении;

• обеспечение надежного (отсутствие искажений при копиро­вании) и долговечного хранения (гарантийный срок хране­ния — десятки лет) больших объемов информации;

• простота переработки информации (от рутинных до творче­ских операций).

Достигнутый технологический базис основан на использовании нового стандарта оптического носителя DVD (Digital Versalite/Video Disk), имеющего емкость порядка единиц и десят­ков гигабайт и заменяющего все предыдущие: CD-ROM, Video-CD, CD-audio. Использование DVD позволило реализовать концепцию однородности цифровой информации. Одно устройст­во заменяет аудиоплейер, видеомагнитофон, CD-ROM, дисковод, слайдер и др. В плане представления информации оптический но­ситель DVD приближает ее к уровню виртуальной реальности.

Многокомпонентную мультимедиа-среду целесообразно разде­лить на три группы: аудиоряд, видеоряд, текстовая информация.

Аудиоряд может включать речь, музыку, эффекты (звуки типа шума, грома, скрипа и т.д., объединяемые обозначением WAVE (волна). Главной проблемой при использовании этой группы мультисреды является информационная емкость. Для записи одной минуты WAVE-звука высшего качества необходима память порядка 10 Мбайт, поэтому стандартный объем CD (до 640 Мбайт) позво­ляет записать не более часа WAVE. Для решения этой проблемы используются методы компрессии звуковой информации.

Другим направлением является использование в мультисреде звуков (одноголосая и многоголосая музыка, вплоть до оркестра, звуковые эффекты) MIDI (Musical Instrument Digitale Interface). В данном случае звуки музыкальных инструментов, звуковые эф­фекты синтезируются программно-управляемыми электронными синтезаторами. Коррекция и цифровая запись MIDI-звуков осу­ществляется с помощью музыкальных редакторов (программ-се­квенсоров). Главным преимуществом MIDI является малый объ­ем требуемой памяти — 1 минута MIDI-звука занимает в среднем 10 кбайт.

Видеоряд по сравнению с аудиорядом характеризуется большим числом элементов. Выделяют статический и динамический видео­ряды.

Статический видеоряд включает графику (рисунки, интерьеры, поверхности, символы в графическом режиме) и фото (фотографии и сканированные изображения).

Динамический видеоряд представляет собой последователь­ность статических элементов (кадров). Можно выделить три типо­вых группы:

• обычное видео (life video) — последовательность фотографий (около 24 кадров в секунду);

• квазивидео — разреженная последовательность фотографий (6—12 кадров в секунду);

• анимация — последовательность рисованных изображений.

Первая проблема при реализации видеорядов — разрешающая способность экрана и число цветов. Выделяют три направления:

• стандарт VGA дает разрешение 640 х 480 пикселей (точек) на экране при 16 цветах или 320 х 200 пикселей при 256 цветах;

• стандарт SVGA (видеопамять 512 кбайт, 8 бит/пиксель) дает разрешение 640 х 480 пикселей при 256 цветах;

• 24-битные видеоадаптеры (видеопамять 2 Мбайт, 24 бит/пик­сель) позволяют использовать 16 млн. цветов.

Вторая проблема — объем памяти. Для статических изображе­ний один полный экран требует следующие объемы памяти:

• в режиме 640 х 480, 16 цветов — 150 кбайт;

• в режиме 320 х 200, 256 цветов — 62,5 кбайт;

• в режиме 640 х 480, 256 цветов — 300 кбайт.

Такие значительные объемы при реализации аудио- и видеоря­дов определяют высокие требования к носителю информации, ви­деопамяти и скорости передачи информации.

При размещении текстовой информации на CD-ROM нет ни­каких сложностей и ограничений ввиду большого информационно­го объема оптического диска.

Основные направления использования мультимедиа-техно­логий:

• электронные издания для целей образования, развлечения и др.;

• в телекоммуникациях со спектром возможных применений от просмотра заказной телепередачи и выбора нужной книги до уча­стия в мультимедиа-конференциях. Такие разработки получили на­звание Information Highway;

• мультимедийные информационные системы («мультиме- диа-киоски»), выдающие по запросу пользователя наглядную ин­формацию.

С точки зрения технических средств на рынке представлены как полностью укомплектованные мультимедиа-компьютеры, так и отдельные комплектующие и подсистемы (Multimedia Upgrade Kit), включающие в себя звуковые карты, приводы компакт-дисков, джойстики, микрофоны, акустические системы.

Для персональных компьютеров класса IBM PC утвержден спе­циальный стандарт МРС, определяющий минимальную конфигу­рацию аппаратных средств для воспроизведения мультимедиа-про­дуктов. Для оптических дисков CD-ROM разработан международ­ный стандарт (ISO 9660).

 

Геоинформационные технологии

В настоящее время в соответствии с требованиями новых ин­формационных технологий создаются и функционируют многие системы управления, связанные с необходимостью отображения информации на электронной карте:

• геоинформационные системы;

• системы федерального и муниципального управления;

• системы проектирования;

• системы военного назначения и т.д.

Эти системы управления регулируют деятельность технических и социальных систем, функционирующих в некотором операцион­ном пространстве (географическом, экономическом и т.п.) с явно выраженной пространственной природой.

При решении задач социального и технического регулирования в системах управления используется масса пространственной ин­формации: топография, гидрография, инфраструктура, коммуника­ции, размещение объектов.

Графическое представление какой-либо ситуации на экране компьютера подразумевает отображение различных графических образов. Сформированный на экране ЭВМ графический образ со­стоит из двух различных с точки зрения среды хранения частей — графической «подложки» или графического фона и других графических объектов. По отношению к этим другим графическим образам «образ-подложка» является «площадным», или простран­ственным двухмерным изображением. Основной проблемой при реализации геоинформационных приложений является трудность формализованного описания конкретной предметной области и ее отображения на электронной карте.

Таким образом, геоинформационные технологии предназначе­ны для широкого внедрения в практику методов и средств работы с пространственно-временными данными, представляемыми в виде системы электронных карт, и предметно-ориентированных сред обработки разнородной информации для различных категорий пользователей.

Основным классом данных геоинформационных систем (ГИС) являются координатные данные, содержащие геометрическую ин­формацию и отражающие пространственный аспект. Основные типы координатных данных: точка (узлы, вершины), линия (не­замкнутая), контур (замкнутая линия), полигон (ареал, район). На практике для построения реальных объектов используют большее число данных (например, висячий узел, псевдоузел, нормальный узел, покрытие, слой и др.). На рис. 1 показаны основные из рас­смотренных элементов координатных данных.

Рассмотренные типы данных имеют большее число разнообраз­ных связей, которые можно условно разделить на три группы:

• взаимосвязи для построения сложных объектов из простых элементов;

• взаимосвязи, вычисляемые по координатам объектов;

• взаимосвязи, определяемые с помощью специального описа­ния и семантики при вводе данных.

Основой визуального представления данных при использова­нии ГИС-технологий является графическая среда, основу которой составляют векторные и растровые (ячеистые) модели.

 

Рисунок 1. Основные элементы координатных (а) и векторных (б) данных

Векторные модели основаны на представлении геометрической информации с помощью векторов, занимающих часть пространст­ва, что требует при реализации меньшего объема памяти. Исполь­зуются векторные модели в транспортных, коммунальных, марке­тинговых приложениях ГИС.

В растровых моделях объект (территория) отображается в про­странственные ячейки, образующие регулярную сеть. Каждой ячейке растровой модели соответствует одинаковый по размерам, но разный по характеристикам (цвет, плотность) участок поверхно­сти. Ячейка модели характеризуется одним значением, являющим­ся средней характеристикой участка поверхности. Эта процедура называется пикселизацией. Растровые модели делятся на регуляр­ные, нерегулярные и вложенные (рекурсивные или иерархические) мозаики. Плоские регулярные мозаики бывают трех типов: квадрат (рис. 2), треугольник (рис. 3) и шестиугольник.

 

Рисунок 2. Мозаика – квадрат

 

Рисунок 3. Мозаика - треугольник

Квадратная форма удобна при обработке больших объемов ин­формации, треугольная — для создания сферических поверхностей. В качестве нерегулярных мозаик используют треугольные сети не­правильной формы (Triangulated Irregular Network — TIN) и поли­гоны Тиссена (рис. 4). Они удобны для создания цифровых моде­лей отметок местности по заданному набору точек.

Рисунок 4. Полигоны Тиссена

 

Таким образом, векторная модель содержит информацию о ме­стоположении объекта, а растровая о том, что расположено в той или иной точке объекта. Векторные модели относятся к бинарным или квазибинарным. Растровые позволяют отображать полутона.

Основной областью использования растровых моделей является обработка аэрокосмических снимков.

Цифровая карта может быть организована в виде множества слоев (покрытий или карт подложек). Слои в ГИС представляют набор цифровых картографических моделей, построенных на осно­ве объединения (типизации) пространственных объектов, имею­щих общие функциональные признаки. Совокупность слоев обра­зует интегрированную основу графической части ГИС.

Важным моментом при проектировании ГИС является размер­ность модели. Применяют двухмерные модели координат (2D) и трехмерные (3D). Двухмерные модели используются при построении карт, а трехмерные — при моделировании геологических про­цессов, проектировании инженерных сооружений (плотин, водо­хранилищ, карьеров и др.), моделировании потоков газов и жид­костей. Существуют два типа трехмерных моделей: псевдотрех­мерные, когда фиксируется третья координата и истинные трех­мерные.

Большинство современных ГИС осуществляет комплексную обработку информации:

• сбор первичных данных;

• накопление и хранение информации;

• различные виды моделирования (семантическое, имитацион­ное, геометрическое, эвристическое);

• автоматизированное проектирование;

• документационное обеспечение.

Основные области использования ГИС:

• электронные карты;

• городское хозяйство;

• государственный земельный кадастр;

• экология;

• дистанционное зондирование;

• экономика;

• специальные системы военного назначения.

 

CASE - технологии

На данный момент в технологии разработки программного обеспечения существуют два основных подхода к разработке ин­формационных систем, отличающиеся критериями декомпозиции: функционально-модульный (структурный) и объектно-ориентиро­ванный.

Функционально-модульный подход основан на принципе алгорит­мической декомпозиции с выделением функциональных элементов и установлением строгого порядка выполняемых действий.

Объектно-ориентированный подход основан на объектной де­композиции с описанием поведения системы в терминах взаимо­действия объектов.

Главным недостатком функционально-модульного подхода яв­ляется однонаправленность информационных потоков и недоста­точная обратная связь. В случае изменения требований к системе это приводит к полному перепроектированию, поэтому ошибки, заложенные на ранних этапах, сильно сказываются на продолжи­тельности и стоимости разработки. Другой важной проблемой яв­ляется неоднородность информационных ресурсов, используемых в большинстве информационных систем. В силу этих причин в настоящее время наибольшее распространение получил объектно-ориентированный подход.

Под CASE-технологией будем понимать комплекс программных средств, поддерживающих процессы создания и сопровождения программного обеспечения, включая анализ и формулировку тре­бований, проектирование, генерацию кода, тестирование, докумен­тирование, обеспечение качества, конфигурационное управление и управление проектом (CASE-средство может обеспечивать под­держку только в заданных функциональных областях или в широ­ком диапазоне функциональных областей).

В связи с наличием двух подходов к проектированию про­граммного обеспечения существуют CASE-технологии ориентиро­ванные на структурный подход, объектно-ориентированный под­ход, а также комбинированные. Однако сейчас наблюдается тен­денция переориентации инструментальных средств, созданных для структурных методов разработки, на объектно-ориентированные методы, что объясняется следующими причинами:

• возможностью сборки программной системы из готовых ком­понентов, которые можно использовать повторно;

• возможностью накопления проектных решений в виде биб­лиотек классов на основе механизмов наследования;

• простотой внесения изменений в проекты за счет инкапсуля­ции данных в объектах;

• быстрой адаптацией приложений к изменяющимся условиям за счет использования свойств наследования и полиформизма;

• возможностью организации параллельной работы аналити­ков, проектировщиков и программистов.

Концепции объект­но-ориентированного подхода и распределенных вычислений стали базой для создания консорциума Object Management Group (OMG), членами которой являются более 500 ведущих компьютерных ком­паний (Sun, DEC, IBM, HP, Motorola и др.). Основным направле­нием деятельности консорциума является разработка специфика­ций и стандартов для создания распределенных объектных систем в разнородных средах. Базисом стали спецификации под названи­ем Object Management Architecture (ОМА).

ОМА состоит из четырех основных компонентов, представляю­щих спецификации различных уровней поддержки приложений:

• архитектура брокера запро­сов объектов (CORBA — Common Object Request Broker Architecture) определяет механизмы взаимодей­ствия объектов в разнородной сети;

• объектные сервисы (Object Services) являются основными сис­темными сервисами, используемыми разработчиками для создания приложений;

• универсальные средства (Common Facilities) являются высо­коуровневыми системными сервисами, ориентированными на под­держку пользовательских приложений (электронная почта, средст­ва печати и др.);

• прикладные объекты (Application Object) предназначены для решения конкретных прикладных задач.

Исходя из основных положений объектно-ориентированного подхода рассмотрим концепцию идеального объектно-ориентированного CASE-средства.

Существует несколько объектно-ориентированных методов, ав­торами наиболее распространенных из них являются Г.Буч, Д.Рамбо, И.Джекобсон. В настоящее время наблюдается процесс сбли­жения объектно-ориентированных методов. В частности, указан­ные выше авторы создали и выпустили несколько версий унифи­цированного метода UML (Unified Modeling Language — унифици­рованный язык моделирования).

Классическая постановка задачи разработки программной сис­темы (инжиниринг) представляет собой спиральный цикл итера­тивного чередования этапов объектно-ориентированного анализа, проектирования и реализации (программирования).

В реальной практике в большинстве случаев имеется предыс­тория в виде совокупности разработанных и внедренных программ, которые целесообразно использовать при разработке но­вой системы. Процесс проектирования в таком случае основан на реинжиниринге программных кодов, при котором путем анализа текстов программ восстанавливается исходная модель программ­ной системы.

Современные CASE-средства поддерживают процессы инжини­ринга и автоматизированного реинжиниринга.

Идеальное объектно-ориентированное CASE-средство должно содержать четыре основных блока: анализ, проекти­рование, разработка и инфраструктура. Основные требования к блоку анализа:

• возможность выбора выводимой на экран информации из всей совокупности данных, описывающих модели;

• согласованность диаграмм при хранении их в репозитарии;

• внесение комментариев в диаграммы и соответствующую до­кументацию для фиксации проектных решений;

• возможность динамического моделирования в терминах со­бытий;

• поддержка нескольких нотаций (хотя бы три нотации — Г. Буча, И.Джекобсона и ОМТ).

Основные требования к блоку проектирования:

• поддержка всего процесса проектирования приложения;

• возможность работы с библиотеками, средствами поиска и выбора;

• возможность разработки пользовательского интерфейса;

• поддержка стандартов OLE, ActiveX и доступ к библиотекам HTML или Java;

• поддержка разработки распределенных или двух- и трех- звенных клиент-серверных систем (работа с CORBA, DCOM, Internet).

Основные требования к блоку реализации:

• генерация кода полностью из диаграмм;

• возможность доработки приложений в клиент-серверных CASE-средствах типа Power Builder;

• реинжиниринг кодов и внесение соответствующих измене­ний в модель системы;

• наличие средств контроля, которые позволяют выявлять не­соответствие между диаграммами и генерируемыми кодами и обна­руживать ошибки как на стадии проектирования, так и на стадии реализации.

Основные требования к блоку инфраструктуры:

• наличие репозитория на основе базы данных, отвечающего за генерацию кода, реинжиниринг, отображение кода на диаграммах, а также обеспечивающего соответствие между моделями и про­граммными кодами;

• обеспечение командной работы (многопользовательской ра­боты и управление версиями) и реинжиниринга.

Сравнительный анализ CASE-систем показывает, что на сего­дняшний день одним из наиболее приближенных к идеальному ва­рианту CASE-средств является семейство Rational Rose фирмы Rational Software Corporation. Следует отметить, что именно здесь работают авторы унифицированного языка моделирования Г. Буч, Д. Рамбо и И. Джекобсон, под руководством которых ведется раз­работка нового CASE-средства, поддерживающего UML.

Выделим основные критерии оценки и выбора CASE-средств.

1. Функциональные характеристики:

• среда функционирования: проектная среда, программное обеспечение / технические средства, технологическая среда;

• функции, ориентированные на фазы жизненного цикла: мо­делирование, реализация, тестирование;

• общие функции: документирование, управление конфигура­цией, управление проектом;

2. Надежность;

3. Простота использования;

4. Эффективность;

5. Сопровождаемость;

6. Переносимость;

7. Общие критерии (стоимость, затраты, эффект внедрения, ха­рактеристики поставщика).

 

Телекоммуникационные технологии

По мере эволюции вычислительных систем сформировались следующие разновидности архитектуры компьютерных сетей:

• одноранговая архитектура;

• классическая архитектура «клиент-сервер»;

• архитектура «клиент—сервер» на основе Web-технологии.

При одноранговой архитектуре (рис. 5) все ресурсы вычис­лительной системы, включая информацию, сконцентрированы в центральной ЭВМ, называемой еще мэйнфреймом (main frame — центральный блок ЭВМ). В качестве основных средств доступа к информационным ресурсам использовались однотипные алфавитно-цифровые терминалы, соединяемые с центральной ЭВМ кабелем. При этом не требовалось никаких специальных дей­ствий со стороны пользователя по настройке и конфигурированию программного обеспечения.

 

Рисунок 5. Одноранговая архитектура компьютерных сетей

Явные недостатки, свойственные одноранговой архитектуре и развитие инструментальных средств привели к появлению вы­числительных систем с архитектурой «клиент-сервер». Особен­ность данного класса систем состоит в децентрализации архитек­туры автономных вычислительных систем и их объединении в глобальные компьютерные сети. Создание данного класса сис­тем связано с появлением персональных компьютеров, взявших на себя часть функций центральных ЭВМ. В результате появи­лась возможность создания глобальных и локальных вычисли­тельных сетей, объединяющих персональные компьютеры (кли­енты или рабочие станции), использующие ресурсы, и компью­теры (серверы), предоставляющие те или иные ресурсы для об­щего использования. На рис. 6 представлена типовая архитек­тура «клиент-сервер», однако различают несколько моделей, от­личающихся распределением компонентов программного обес­печения между компьютерами сети.

Рисунок 6. Типовая архитектура «клиент - сервер»

 

Любое программное приложение можно представить в виде структуры из трех компонентов:

• компонент представления, реализующий интерфейс с пользо­вателем;

• прикладной компонент, обеспечивающий выполнение при­кладных функций;

• компонент доступа к информационным ресурсам, или менед­жер ресурсов, выполняющий накопление информации и управле­ние данными.

На основе распределения перечисленных компонентов между рабочей станцией и сервером сети выделяют следующие модели архитектуры «клиент-сервер»:

• модель доступа к удаленным данным;

• модель сервера управления данными;

• модель комплексного сервера;

• трехзвенная архитектура «клиент-сервер».

Рабочая станция Компьютер-сервер

Компонент представления	Прикладной компонент	Менеджер ресурсов (СУБД)		Данные

Рисунок 7. Модель доступа к удаленным данным

Модель доступа к удаленным данным (рис. 7), при которой на сервере расположены только данные, имеет следующие особен­ности:

• невысокая производительность, так как вся информация об­рабатывается на рабочих станциях;

• снижение общей скорости обмена при передаче больших объемов информации для обработки с сервера на рабочие станции.

При использовании модели сервера управления данными (рис. 8) кроме самой информации на сервере располагается менеджер информационных ресурсов (например, система управления базами данных). Компонент представления и прикладной компонент совме­щены и выполняются на компьютере-клиенте, который поддерживает как функции ввода и отображения данных, так и чисто прикладные функции. Доступ к информационным ресурсам обеспечивается либо операторами специального языка (например, SQL в случае использо­вания базы данных), либо вызовами функций специализированных программных библиотек. Запросы к информационным ресурсам на­правляются по сети менеджеру ресурсов (например, серверу базы данных), который обрабатывает запросы и возвращает клиенту блоки данных. Наиболее существенные особенности данной модели:

• уменьшение объемов информации, передаваемых по сети, так как выборка необходимых информационных элементов осуществ­ляется на сервере, а не на рабочих станциях;

• унификация и широкий выбор средств создания приложений;

• отсутствие четкого разграничения между компонентом пред­ставления и прикладным компонентом, что затрудняет совершенствование вычислительной системы.

Рабочая станция Компьютер-сервер

 

Рисунок 8. Модель сервера управления данными

 

Модель сервера управления данными целесообразно использо­вать в случае обработки умеренных, не увеличивающихся со време­нем объемов информации. При этом сложность прикладного ком­понента должна быть невысокой.

Модель комплексного сервера (рис. 9) строится в предполо­жении, что процесс, выполняемый на компьютере-клиенте, огра­ничивается функциями представления, а собственно прикладные функции и функции доступа к данным выполняются сервером.

Преимущества модели комплексного сервера:

• высокая производительность;

• централизованное администрирование;

• экономия ресурсов сети.

Модель комплексного сервера является оптимальной для круп­ных сетей, ориентированных на обработку больших и увеличиваю­щихся со временем объемов информации.

Рабочая станция Компьютер-сервер

Рисунок 9. Модель комплексного сервера

Архитектура «клиент-сервер», при которой прикладной компо­нент расположен на рабочей станции вместе с компонентом пред­ставления (модели доступа к удаленным данным и сервера управ­ления данными) или на сервере вместе с менеджером ресурсов и данными (модель комплексного сервера), называют двухзвенной архитектурой.

При существенном усложнении и увеличении ресурсоемкое прикладного компонента для него может быть выделен отдельный сервер, называемый сервером приложений. В этом случае говорят о трехзвенной архитектуре «клиент-сервер» (рис. 10). Первое зве­но - компьютер-клиент, второе - сервер приложений, третье - сер­вер управления данными. В рамках сервера приложений могут быть реализованы несколько прикладных функций, каждая из ко­торых оформляется как отдельная служба, предоставляющая неко­торые услуги всем программам. Серверов приложения может быть несколько, каждый из них ориентирован на предоставление неко­торого набора услуг.

Рабочая станция Сервер приложения Компьютер-сервер

Рисунок 10. Трехзвенная архитектура «клиент-сервер»

 

Наиболее ярко современные тенденции телекоммуникационных технологий проявились в Интернете. Архитектура «клиент-сервер», основанная на Web-технологии, представлена на рис. 11.

Рабочая станция Компьютер-сервер

Рисунок 11. Архитектура «клиент—сервер», основанная на Web-технологии

 

В соответствии с Web-технологией на сервере размещаются так называемые Web-документы, которые визуализируются и ин­терпретируются программой навигации (Web-навигатор, Web-браузер), функционирующей на рабочей станции. Логически Web-документ представляет собой гипермедийный документ, объ­единяющий ссылками различные Web-страницы. В отличие от бу­мажной Web-страница может быть связана с компьютерными программами и содержать ссылки на другие объекты. В Web - тexнологии существует система гиперссылок, включающая ссылки на следующие объекты:

• другую часть Web-документа;

• другой Web-документ или документ другого формата (напри­мер, документ Word или Excel), размещаемый на любом компьюте­ре сети;

• мультимедийный объект (рисунок, звук, видео);

• программу, которая при переходе на нее по ссылке, будет пе­редана с сервера на рабочую станцию для интерпретации или за­пуска на выполнение навигатором;

• любой другой сервис — электронную почту, копирование файлов с другого компьютера сети, поиск информации и т.д.

Передачу с сервера на рабочую станцию документов и других объектов по запросам, поступающим от навигатора, обеспечивает функционирующая на сервере программа, называемая Web - cepвером. Когда Web-навигатору необходимо получить документы или другие объекты от Web - cepвepa, он отправляет серверу соответст­вующий запрос. При достаточных правах доступа между сервером и навигатором устанавливается логическое соединение. Далее сер­вер обрабатывает запрос, передает Web-навигатору результаты об­работки и разрывает установленное соединение. Таким образом, Web - cepвep выступает в качестве информационного концентрато­ра, который доставляет информацию из разных источников, а по­том в однородном виде предоставляет ее пользователю.

Дальнейшим развитием Интернета явилась Интернет-технология. Интернет — бурно разросшаяся совокупность компьютерных сетей, опутывающих земной шар, связывающих правительствен­ные, военные, образовательные и коммерческие институты, а так­же отдельных граждан.

Как и многие другие великие идеи, «сеть сетей» возникла из проекта, который предназначался совершенно для других целей: из сети ARPAnet, разработанной и созданной в 1969 г. по заказу Агентства передовых исследовательских проектов (ARPA — Advanced Research Project Agency) Министерства обороны США. ARPAnet была сетью, объединяющей учебные заведения, военных и военных подрядчиков; она была создана для помощи исследова­телям в обмене информацией, а также (что было одной из главных целей) для изучения проблемы поддерживания связи в случае ядер­ного нападения.

В модели ARPAnet между компьютером-источником и компью­тером-адресатом всегда существует связь. Сама сеть считается не­надежной; любой ее отрезок может в любой момент исчезнуть (после бомбежки или в результате неисправности кабеля). Сеть была построена так, чтобы потребность в информации от компьютеров-клиентов была минимальной. Для пересылки сообщения по сети компьютер должен был просто помещать данные в конверт, называемый «пакетом межсетевого протокола» (IP, Internet Protocol), правильно «адресовать» такие пакеты. Взаимодействую­щие между собой компьютеры (а не только сама сеть) также несли ответственность за обеспечение передачи данных. Основополагаю­щий принцип заключался в том, что каждый компьютер в сети мог общаться в качестве узла с любым другим компьютером с широким выбором компьютерных услуг, ресурсов, информации. Комплекс сетевых соглашений и общедоступных инструментов «сети сетей» разработан с целью создания одной большой сети, в которой ком­пьютеры, соединенные воедино, взаимодействуют, имея множество различных программных и аппаратных платформ.

В настоящее время направление развития Интернета в основ­ном определяет «Общество Internet», или ISOC (Internet Society). ISOC — это организация на общественных началах, целью которой является содействие глобальному информационному обмену через Интернет. Она назначает совет старейшин LAB (Internet Architecture Board), который отвечает за техническое руководство и ориентацию Интернета (в основном это стандартизация и адреса­ция в Интернете). Пользователи Интернета выражают свои мнения на заседаниях инженерной комиссии IETF (Internet Engineering Task Force). IETF — еще один общественный орган, он собирается регулярно для обсуждения текущих технических и организацион­ных проблем Интернета.

Финансовая основа Интернета заключается в том, что каждый платит за свою часть. Представители отдельных сетей собираются и решают, как соединяться и как финансировать эти взаимные со­единения. Учебное заведение или коммерческое объединение пла­тит за подключение к региональной сети, которая, в свою очередь, платит за доступ к Интернету поставщику на уровне государства. Таким образом, каждое подключение к Интернету кем-то оплачива­ется.

Рассмотрим кратко основные компоненты Интернета.

World Wide Web (WWW, просто Web, Всемирная паутина) представляет совокупность Web-серверов, на которых хранятся данные, реализованные в виде текстовых и/или графических страниц с ги­пертекстовыми ссылками на другие страницы или Web-серверы. Если ссылка заинтересовала пользователя, то он может перейти на нужную страницу, независимо от ее местонахождения, вернуться на предыдущую просмотренную, поставить закладку. В этом заключается основное преимущество WWW. Пользователя не интересует, как организовано и где находится огромное структурированное хранилище данных. Графическое представление подключения различных серверов представляет собой сложную невидимую электронную паутину.

Серверы Web — специальные компьютеры, осуществляющие хранение страниц с информацией и обработку запросов от других лиц. Пользователь, попадая на какой-нибудь сервер Web, полу­чает страницу с данными. На компьютере пользователя специальная программа (браузер) преобразует полученный документ в удобный для просмотра и чтения вид, отображаемый на экране. Серверы Web устанавливаются, как правило, в фирмах и организациях, желающих распространить свою информацию среди многих поль­зователей, и отличаются специфичностью информации. Организация и сопровождение собственного сервера требует значительных затрат. Поэтому в WWW встречаются «разделяемые» (shared) серверы которых публикуют свои данные различные пользователи и организации. Это самый дешевый способ опубликования своей информации для обозрения. Такие серверы зачастую представляют своеобразные информационные свалки.

Серверы FTP представляют собой хранилища различных файлов и программ в виде архивов. На этих серверах может находиться как полезная информация (дешевые условно бесплатные утилиты, программы, картинки), так и информация сомнительного характера, например порнографическая.

Электронная почта является неотъемлемой частью Интернета и одной из самых полезных вещей. С ее помощью можно посылать и получать любую корреспонденцию (письма, статьи, деловые бумаги и др.). Время пересылки зависит от объема, обычно занимает минуты, иногда часы. Каждый абонент электронной почты имеет свой уникальный адрес. Надо отметить, что подключение к электронной почте может быть организовано и без подключения к Интернету. Необходимый интерфейс пользователя реализуется с помощью браузера, который, получив от него запрос с Интернет- адресом преобразовывает его в электронный формат и посылает на определенный сервер. В случае корректности запроса, он достигает Web - сервера, и последний посылает пользователю в ответ информацию, хранящуюся по заданному адресу. Браузер, получив информацию, делает ее читабельной и отображает на экране. Современные браузеры имеют также встроенную программу для электронной почты.

Среди наиболее распространенных браузеров необходимо выде­лить Microsoft Internet Explorer и Netscape Navigator.

Подсоединение к Интернету для каждого конкретного пользо­вателя может быть реализовано различными способами: от полного подсоединения по локальной вычислительной сети (ЛВС) до дос­тупа к другому компьютеру для работы с разделением и использо­ванием программного пакета эмуляции терминала.

Диапазон услуг, предлагаемых Интернетом, достаточно широк. Можно воспользоваться: электронной почтой, электронными дос­ками объявлений, пересылкой файлов, удаленным доступом, ката­логизирующими программами и т.д. Для получения полного набо­ра услуг у пользователя должно быть подсоединение по протоколу TCP/IP. Это необходимо для того, чтобы компьютер пользователя был частью сети и мог устанавливать контакт с любой сервисной программой, имеющейся в Интернете.

Фактически выход в Интернет может быть реализован неско

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: