Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы. Учебники. Все бесплатно

Кибернетика. Определения и понятия.

Кибернетика (от греч. kybernetike - искусство управления) – наука об управлении, связи и переработке информации. Основной объект исследования - кибернетические системы, рассматриваемые абстрактно, вне зависимости от их материальной природы. Примеры кибернетических систем - автоматические регуляторы в технике, ЭВМ, человеческий мозг, биологические популяции, человеческое общество. Каждая такая система представляет собой множество взаимосвязанных объектов (элементов системы), способных воспринимать, запоминать и перерабатывать информацию, а также обмениваться ею. Современная кибернетика состоит из ряда разделов, представляющих собой самостоятельные научные направления. Теоретическое ядро кибернетики составляют информации теория, теория алгоритмов, теория автоматов, исследование операций, теория оптимального управления, теория распознавания образов. Кибернетика разрабатывает общие принципы создания систем управления и систем для автоматизации умственного труда. Основные технические средства для решения задач кибернетики - ЭВМ. Поэтому возникновение кибернетики как самостоятельной науки (1948) связано с созданием в 40-х годах XX века этих машин, а развитие кибернетики в теоретических и практических аспектах - с прогрессом электронной вычислительной техники.

  1. Понятие о кодировании информации. Коды и форматы для обмена информацией.

Для определения количества информации нужно найти способ представить любую ее форму (символьную, текстовую, графическую) в едином виде - т.е. суметь эти формы информации преобразовать так, чтобы она получила единый стандартный вид. Таким видом стала так называемая двоичная форма представления информации. Она заключается в записи любой информации в виде последовательности только двух символов. Эти символы могут на бумаге обозначаться любым способом: буквами А, Б; словами ДА, НЕТ. Однако ради простоты записи взяты цифры 1 и 0. В электронном аппарате, хранящем либо обрабатывающем информацию, рассматриваемые символы могут также обозначаться по-разному: один из них - наличием в рассматриваемой точке электрического тока либо магнитного поля, второй - отсутствием в этой точке электрического тока либо магнитного поля. Вся информация, которая попадает в компьютер, преобразуется в последовательность электрических импульсов. Наличие импульса принято обозначать (1), а его отсутствие (0). Такая последовательность 1 и 0 называется машинным языком, а способ кодирования - двоичным (бинарным) языком. Минимальная "ячейка" памяти, которая может принимать одно из двух устойчивых состояний, 1 или 0 - называется 1 бит информации. Таким образом, количество информации в битах равно количеству цифр двоичного машинного кода. Рассмотренный процесс получения двоичной информации об объектах исследования называют кодированием информации. Кодирование информации перечислением всех возможных событий очень трудоемко. Поэтому на практике кодирование осуществляется более простым способом. Он основан на том, что один разряд последовательности двоичных цифр имеет уже вдвое больше различных значений - 00, 01, 10, 11,- чем одноразрядная (0 и 1). Трехразрядная последовательность имеет также вдвое больше значений - 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111, - чем двухразрядная, и т.д. Добавление одного разряда увеличивает число значений вдвое.

Таким образом, информация описывается многоразрядными последовательностями двоичных чисел. Поэтому для удобства эти последовательности объединяются в группы по 8 бит. Такая группа именуется байтом, например число - 11010011 - эта информация величиной один байт.

Компьютеры могут обрабатывать только информацию, представленную в специально закодированной числовой форме. При вводе документов, текстов вводимые символы кодируются определенными числами, а при выводе их для чтения человеком по каждому числу строится изображение символа. Соответствие между набором символов и их кодами называется кодировкой символов. Как правило, код символа храниться в одном байте, поэтому коды символов могут принимать значения от 0 до 255, Такие кодировки называются однобайтными, они позволяют использовать до 256 различных символов. Впрочем, в настоящее время все большее распространение приобретает двухбайтовая кодировка Unicode (256 х 256), в ней коды символов могут принимать значения от 0 до 65535. В этой кодировке имеются номера для практически всех применяемых символов. При разработке IBM РС фирма IBM заложила в эти компьютеры (точнее, в знакогенераторы видеоконтроллеров) кодировку символов. Так при выводе на экран символа с кодом 74 на экране изображалась буква j, при выводе символа с кодом 171 - дробь и т. д. Разумеется, производители принтеров и других устройств также стали следовать предложенной фирмой IBM кодировке, так что она стала фактически стандартом. В кодировке IBM символы с кодами 32-127 соответствовали общеупотребительной кодировке ASCII, содержащей латинские буквы, знаки препинания, скобки, специальные знаки и пробел. А на позициях 128-255 и 0-31 фирма IBM поместила символы западноевропейских алфавитов, символы псевдографики, позволяющие рисовать на экране рамке и диаграммы, некоторые греческие буквы и специальные символы. Поскольку в кодировке IBM отсутствуют символы кириллицы, то в нашей стране были созданы различные модификации таблицы кодов IBM, содержащие символы кириллицы. Некоторое время применялось несколько разных таблиц кодировок, что создавало значительные неудобства. Однако очень скоро подавляющим большинством пользователей стала применяться кодировка, так называемая «модифицированная альтернативная кодировка ГОСТа». В этой кодировке русские буквы расположены на тех позициях, где в кодировке IBM находятся относительно редко используемые символы национальных алфавитов и греческие буквы. А остальные символы имеют те же коды, что в кодировке символов IBM, что обеспечивает возможность использования зарубежных DOS-программ без изменений. В графической среде Windows кодовые таблицы, разработанные для IBM РС, являются во многом морально устаревшими. Действительно, в \ Windows, как правило, не требуются псевдографические символы, использовавшиеся в текстовом режиме DOS-программ для рисования линий и диаграмм: в Windows можно нарисовать любые линии непосредственно. С другой стороны, в кодовой таблице IBM РС не хватало многих символов европейских языков. Поэтому фирма Microsoft разработала для Windows новую кодовую таблицу. Эта кодировка называется ANSI-кодировкой, она используется для всех текстовых шрифтов в английской версии Windows. Для русскоязычных пользователей стандартная ANSI-кодировка тоже непригодна, так как она не содержит русских букв. Поэтому в русской версии Windows, разработанной фирмой Microsoft, а так же при использовании различных русификаторов Windows употребляется модифицированная, «русская» версия ANSI-таблицы. Данная кодировка используется в Windows для всех текстовых шрифтов, содержащих русские буквы.

В информационных документах широко используются не только русские, но и латинские буквы, цифры, математические знаки и другие специальные знаки - всего примерно 200-250 символов. Поэтому для кодировки всех указанных символов используется восьмиразрядная последовательность цифр 0 и 1. Следует отметить, что указанный способ кодирования используется тогда, когда к нему не предъявляются дополнительные требования. Допустим необходимо указать на возникшую ошибку, исправление ошибки, обеспечить секретность информации. В этих случаях применяют специальное кодирование, при использовании которого коды получаются несколько длиннее.

Для представления графической информации в двоичной форме используется так называемый поточечный способ. На первом этапе вертикальными и горизонтальными линиями делят изображение. Чем больше при этом получилось квадратов, тем точнее будет передана информация о картинке. Как известно из физики, любой цвет может быть представлен в виде суммы различной яркости зеленого, синего, красного цветов. Поэтому информация о каждой клетке будет иметь Довольно сложный вид. Перед тем как кодировать любую информацию, необходимо договориться о том, какие используются коды, в каком порядке они записываются, хранятся и передаются Это называется языком представления информации.

  1. Локальные компьютерные сети. Типы структур. Технические возможности.

Локальные вычислительные сети (ЛВС, англ. LAN – Lokal Агеа Network) это коммуникационная система, которая поддерживает в пределах одного здания или некоторой ограниченной территории один или несколько высокоскоростных каналов передачи информации, предоставляемых подключаемых абонентским системам для кратковременного пользования. Благодаря такому соединению пользователь может взаимодействовать с другими рабочими станциями, подключенными к этой ЛВС. В производственной практике ЛВС играют очень большую роль. Посредством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах, которые используют совместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему. Преимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров в виде вычислительной сети:

  • разделение ресурсов - позволяет экономно использовать ресурсы, например, управлять периферийными устройствами, такими как лазерные печатающие устройства, со всех присоединенных рабочих станций

  • разделение данных - предоставляет возможность доступа и управления базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся в информации.

  • разделение программных средств - предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств.

  • разделение ресурсов процессора - возможно использование вычислительных мощностей для обработки данных другими системами, входящими в сеть. На имеющиеся ресурсы, не "набрасываются" моментально, а только лишь через специальный процессор, доступный каждой рабочей станции.

  • многопользовательский режим – многопользовательские свойства системы содействуют одновременному использованию централизованных прикладных программных средств, ранее установленных и управляемых, например, если пользователь системы работает с другим заданием, то текущая выполняемая работа отодвигается на задний план.

Для объединения компьютеров в локальную сеть требуется вставить в каждый подключаемый к сети компьютер сетевой контроллер, который позволяет компьютеру получать информацию из локальной сети и передавать данные в сеть, и соединить компьютеры кабелями, по которым происходит передача данных между компьютерами, а также другими подключенными к сети устройствами.

Для обеспечения функционирования локальной сети часто выделяется специальный компьютер-сервер, или несколько таких компьютеров. На дисках серверов располагаются совместно используемые программы, базы данных и т.д. Остальные компьютеры локальной сети часто называются рабочими станциями. На тех рабочих станциях, где требуется обрабатывать только данные на сервере (например, вводить сведения в совместно используемую базу данных о заказах и продажах), часто для экономии (или по соображениям безопасности) не устанавливают жестких дисков. В сетях, состоящих более чем из 20-25 компьютеров, наличие сервера обязательно - иначе производительность сети будет неудовлетворительной. Сервер необходим и при совместной работе с какой-либо базой данных.

Иногда серверам назначается определенная специализация (хранение данных, программ, обеспечение модемной и факсимильной связи, вывод на печать и т. д.). Серверы, как правило, не используются в качестве рабочих мест пользователей. Серверы, обеспечивающие работу с ценными данными, часто размещаются в изолированном помещении, доступ в которое имеют только специально уполномоченные люди.

Все ЛВС работают в одном стандарте, принятом для компьютерных сетей - в стандарте Open Systems Interconnection (OSI).

Топология локальных сетей: Концепция топологии сети в виде звезды пришла из области больших ЭВМ, в которой головная машина получает и обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходит через центральный узел вычислительной сети, Пропускная способность сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Кабельное соединение довольно простое, так как каждая рабочая станция связана с узлом. Затраты на прокладку кабелей высокие, особенно когда центральный узел географически расположен не в центре топологии. При расширении вычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненные кабельные связи: к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный кабель из центра сети. Производительность вычислительной сети в первую очередь зависит от мощности центрального файлового сервера. Он может быть узким местом вычислительной сети. В случае выхода из строя центрального узла нарушается работа всей сети. Центральный узел управления - файловый сервер может реализовать оптимальный механизм защиты против несанкционированного доступа к информации. Вся вычислительная сеть может управляться из ее центра.

  1. Кольцевая топология - рабочие станции связаны одна с другой по кругу, т.е. рабочая станция 1 с рабочей станцией 2, рабочая станция 3 с рабочей станцией 4 и т.д. Последняя рабочая станция связана с первой. Коммуникационная связь замыкается в кольцо. Прокладка кабелей от одной рабочей станции до другой может быть довольно сложной и дорогостоящей, особенно если географически рабочие станции расположены далеко от кольца (например, в линию). Сообщения циркулируют регулярно по кругу. Рабочая станция посылает по определенному конечному адресу информацию, предварительно получив из кольца запрос. Пересылка сообщений является очень эффективной, так как большинство сообщений можно отправлять по кабельной системе одно за другим. Очень просто можно сделать кольцевой запрос на все станции. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций, входящих в вычислительную сеть. Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сеть парализуется. Неисправности в кабельных соединениях локализуются легко. Подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, так как во время установки кольцо должно быть разомкнуто. Ограничения на протяженность вычислительной сети не существует, так как оно, в конечном счете, определяется исключительно расстоянием между двумя рабочими станциями. Специальной формой кольцевой топологии является логическая кольцевая сеть. Физически она монтируется как соединение звездных топологий. Отдельные звезды включаются с помощью специальных коммутаторов - ХАБов (англ. HUB -концентратор). В зависимости от числа рабочих станций и длины кабеля между рабочими станциями применяют активные или пассивные концентраторы. Активные концентраторы дополнительно содержат усилитель для подключения от 4 до 16 рабочих станций. Пассивный концентратор является исключительно разветвительным устройством (максимум на три рабочие станции). Управление отдельной рабочей станцией в логической кольцевой сети происходит так же, как и в обычной кольцевой сети. Каждой рабочей станции присваивается соответствующий ей адрес, по которому передается управление (от старшего к младшему и от самого младшего к самому старшему). Разрыв соединения происходит только для нижерасположенного (ближайшего) узла вычислительной сети, так что лишь в редких случаях может нарушаться работа всей сети. Шинная топология - среда передачи информации представляется в форме коммуникационного пути, доступного для всех рабочих станций, к которому они все должны быть подключены. Все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочий станцией, имеющейся в сети. Рабочие станции в любое время, без прерывания работы всей вычислительной сети, могут быть подключены к ней или отключены. Функционирование вычислительной сети не зависит от состояния отдельной рабочей станции.

  1. Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы. Учебники. Все бесплатно (9)

    Реферат
    Предмет науки конституционного права — это исследование свойств конституционно-правовых норм, институтов и отношений, тенденций и закономерностей их организации, функционирования и развития, а также путей, форм и механизмов их реализации
  2. Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы. Учебники. Все бесплатно (10)

    Реферат
    Туризм играет все более заметную роль в мировой экономике. Начало нового тысячелетия было отмечено не только подъемом туристского движения, но и появлением новых тенденций в развитии данной отрасли.
  3. Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы. Учебники. Все бесплатно (21)

    Реферат
    С глубокой древности и до начала нынешнего столетия космос считали неизменным. Звездный мир олицетворял собой абсолютный покой, вечность и беспредельную протяженность.
  4. Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы. Учебники. Все бесплатно (22)

    Реферат
    В последние годы все более усиливается значение туризма в жизни современного общества. Этому способствуют рост доходов населения, увеличение количеству свободного времени, все большая открытость регионов и другие факторы.
  5. Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы. Учебники. Все бесплатно (24)

    Реферат
    6. Институт научной информации по общественным наукам (ИНИОН) Российской академии наук как ведущий информационный центр по социальным и гуманитарным наукам.
  6. Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы. Учебники. Все бесплатно (1)

    Реферат
    Туризм – это особый вид человеческой деятельности, который направлен на определенное перемещение человека в пространстве или же по какой-то отдельно взятой территории.
  7. Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы. Учебники. Все бесплатно (11)

    Реферат
    Русский язык – это национальный язык русского народа. Являясь средством общения – язык связан с жизнью общества, с народом – носителем данного языка. В нем выделяется его обработанная и нормированная часть, которая составляет основу
  8. Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы. Учебники. Все бесплатно (12)

    Реферат
    История - одна из древнейших наук, ей около 2500 лет. Обычно историю определяют как науку о прошлом - минувшей действительности, о том, что когда-то было с человеком, народом, обществом в целом.
  9. Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы. Учебники. Все бесплатно (19)

    Реферат
    Формы и методы эвристического обучения — это те, основной задачей которых является создание учащимися новых образовательных результатов: идей, сочинений, исследований, поделок, конкурсов, художественных произведений и др.
  10. Рефераты, контрольные, курсовые, дипломные работы. Учебники. Все бесплатно (5)

    Реферат
    Туризм - это особый вид человеческой деятельности, который направлен на определенное перемещение человека в пространстве или же по какой-то отдельно взятой территории.

Другие похожие документы..