Файл: Цифровая экономика средствами компьютерных сетей, Internet, киберфизические систем, виртуальных облачных.pdf

Цифровая экономика средствами
компьютерных сетей, Internet,
киберфизические систем, виртуальных облачных
вычислений
Цифровая экономика
Цели изучения темы:
- сформировать понимание понятийного аппарата компьютерных сетей и интернета.
- изучить эволюцию и классификацию информационных технологий для киберфизических систем и виртуальных облачных вычислений.
Задачи изучения темы:
 освоение основных понятий информационных технологий, сетей и программ;
 изучение информационного пространства современного предприятия;
 изучение преимуществ использования ИТ и компьютерных сетей;
 изучение классификации каналов связи, SaaS, облачных решений.
В результате изучения данной темы вы будете
Знать:
 понятие компьютерной программы;
 функциональное назначение компьютерной программы;
 понятие базы данных, как объекта авторского права;
 права авторов компьютерных программ и баз данных;
 принципы построения, архитектуры компьютерных сетей;
 понятие инфокоммуникационной среды;
 понятие виртуализации, saas и облачных решений.
Уметь:
 классифицировать информационные технологии для компьютерных сетей и интернета;
 выделять компоненты киберфизических систем и виртуальных облачных вычислений.
Владеть:
 знаниями в области использования компьютерных программ и баз данных.

Учебные вопросы темы:
1. Понятие компьютерной программы. Функциональное назначение компьютерной программы. Компьютерная программа – как объект авторского права.
2. Понятие базы данных. База данных – как объект авторского права. Права авторов компьютерных программ и баз данных. Особенности использования компьютерных программ и баз данных.
3. Принципы построения, архитектура компьютерных сетей. (КС)
Назначение. Классификация КС. Технология открытых сетей: OSI/ISO. 7-ми уровневая модель. Протоколы, иерархия протоколов, режимы работы.
Инфокоммуникационная среда.
4. Глобальные сети. Назначение. InterNet. IntraNet. ExtraNet. Каналы связи, модемы.
5. Виртуализация, SaaS и облачные решения.
Вопрос 1. Понятие компьютерной программы. Функциональное назначение
компьютерной программы. Компьютерная программа – как объект
авторского права
В основу работы любого компьютера положен программный принцип управления, состоящий в том, что компьютер выполняет действия по заранее заданной программе.
Программа – это запись алгоритма решения задачи в виде последовательности команд или операторов на языке, который понимает компьютер.
Конечная цель любой компьютерной программы – управление аппаратными средствами. Даже если на первый взгляд программа не взаимодействует с оборудованием, не требует никакого ввода данных с устройств ввода и не осуществляет вывод данных на устройства вывода, все равно ее работа основана на управлении аппаратными устройствами компьютера. Работа компьютерной системы осуществляется в непрерывном взаимодействии аппаратных и программных средств.
Программное обеспечение (ПО, Software) – это совокупность программ и соответствующей документации, позволяющая использовать вычислительную технику для решения различных задач.
В английском языке для программного обеспечения выбрано (а точнее, создано) очень удачное слово – software (буквально – «мягкое изделие»), которое подчеркивает равнозначность программного обеспечения и самой машины
(«железки» – hardware) и вместе с тем говорит о его гибкости, способности модифицироваться, приспосабливаться, развиваться. Именно эти черты программное обеспечение демонстрирует на протяжении всего периода своего существования.
Программное обеспечение выполняет следующие основные функции:
 обеспечивает работоспособность ЭВМ, так как без соответствующего
ПО компьютеры не могут осуществлять никакие операции;
 расширяет ресурсы вычислительной системы и повышает эффективность их использования;
 облегчает взаимодействие пользователя с ЭВМ и повышает производительность его труда, т. е. обеспечивает пользовательский интерфейс.
Состав программного обеспечения вычислительной системы называют
программной конфигурацией. Между программами, как и между физическими узлами и блоками, существует взаимосвязь – многие программы работают, опираясь на другие программы более низкого уровня, то есть можно говорить

о программном интерфейсе.
Программный интерфейс – функциональность, которую некоторый программный компонент предоставляет другим программным компонентам.
Возможность существования такого интерфейса тоже основана на существовании технических условий и протоколов взаимодействия. На практике он обеспечивается распределением программного обеспечения на несколько взаимодействующих между собой уровней.
Уровни программного обеспечения можно представить в виде пирамидальной конструкции (рис. 1), каждый вышестоящий уровень которой опирается на программное обеспечение предшествующих уровней, а сам, в свою очередь, повышает функциональность всей системы.
Рис. 1. Уровни программного обеспечения
Базовый уровень. Самый низкий уровень программного обеспечения составляет базовое программное обеспечение.
Базовое ПО отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами.
Как правило, базовые программные средства непосредственно входят в состав базового оборудования и хранятся в специальных микросхемах, называемых постоянными запоминающими устройствами (ПЗУ). Программы и данные записываются («прошиваются») в микросхемы ПЗУ на этапе производства и не могут быть изменены в процессе эксплуатации. К этому уровню
ПО относится базовая система ввода-вывода (BIOS).
BIOS (Basic Input-Output System, базовая система ввода-вывода) – реализованная в виде микропрограмм часть программного обеспечения, которая предназначается для обеспечения доступа к аппаратуре компьютера и подключенным к нему устройствам.
В том случае, когда изменение базовых программных средств во время эксплуатации является технически целесообразным, вместо микросхем ПЗУ применяют перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ
– Erasable and Programmable Read Only Memory, EPROM).
Системный уровень является переходным. Программы, работающие на этом уровне, составляют системное программное обеспечение.
Программы системного уровня обеспечивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением, то есть выполняют
«посреднические» функции.
От программного обеспечения этого уровня во многом зависят

эксплуатационные показатели всей вычислительной системы в целом. Так, например, при подключении к вычислительной системе нового оборудования на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для других программ взаимосвязь с этим оборудованием. Конкретные программы, отвечающие за взаимодействие с этим оборудованием, называются драйверами
устройств – они входят в состав ПО системного уровня.
Другой класс программ системного уровня отвечает за взаимодействие с пользователем. Именно благодаря им он получает возможность вводить данные в вычислительную систему, управлять ее работой и получать результат в удобной для себя форме. Эти программные средства называют средствами обеспечения
пользовательского интерфейса.
Интерфейс пользователя – совокупность средств, при помощи которых пользователь взаимодействует с различными программами и устройствами.
Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядро
операционной системы компьютера.
Наличие ядра операционной системы – непременное условие для возможности практической работы человека с вычислительной системой.
Операционная система ОС (англ. operating system, OS) – комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для управления ресурсами компьютера и организации взаимодействия с пользователем.
Служебный
уровень.
Программное обеспечение этого уровня взаимодействует как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Основное назначение служебных программ (их называют
утилитами) состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Во многих случаях используются для расширения или улучшения функций системных программ. Некоторые служебные программы
(программы обслуживания) изначально включают в состав операционной системы
(например, Восстановление системы, Дефрагментация диска, Монитор ресурсов), но большинство служебных программ являются для операционной системы внешними и служат для расширения ее функций.
Большинство программ служебного уровня служат для расширения функций ОС.
Прикладной уровень. Программное обеспечение прикладного уровня представляет собой комплекс программ, предназначенных для выполнения конкретных задач пользователей. Огромный функциональный диапазон возможных приложений средств вычислительной техники обусловлен наличием прикладных программ для разных видов деятельности.
Поскольку между прикладным ПО и системным существует непосредственная взаимосвязь (первое опирается на второе), то можно утверждать, что универсальность вычислительной системы, доступность прикладного программного обеспечения и широта функциональных возможностей компьютера напрямую зависят от типа операционной системы, от того, какие системные средства содержит ядро ОС, как она обеспечивает взаимодействие триединого комплекса человек – программы – оборудование.
1. Классификация программного обеспечения по назначению
Широкое распространение получила общая классификация программного обеспечения по назначению или области использования программных средств. При этом ПО условно делится на три группы:
 системное (общее) программное обеспечение необходимо для управления ресурсами компьютера и их распределения между разными

потребителями, организации и контроля вычислительного процесса, выполнения пользовательских программ и предоставления пользователю набора различных услуг (тестирование и подготовка оборудования к работе, создание архивных копий используемой информации и др.). Программные продукты данной группы носят общий характер применения, независимо от специфики предметной области.
Системное ПО (System Software) – совокупность программ и программных комплексов, предназначенных для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ.
 прикладное (специальное) программное обеспечение (пакеты
прикладных программ, ППП) предназначено для обеспечения решения задач пользователя в различных сферах человеческой деятельности (редактирование текстов, создание таблиц, рисование картинок и др.).
Пакеты прикладных программ – комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса конкретной области.
 инструментальное
программное
обеспечение
(системы
программирования) предназначено для создания новых программ, в том числе общего и специального программного обеспечения.
Инструментальное ПО – программные средства поддержки (обеспечения) технологии программирования.
2. Классификация прикладного ПО
Прикладные программы являются наиболее развивающейся частью ПО и обеспечивают выполнение конкретных задач пользователя. Структура и принципы построения прикладной программы зависят от класса ЭВМ и операционной системы, в рамках которой это приложение будет функционировать. По функционально-организационному признаку прикладное
ПО делится на две группы: проблемно-ориентированные программы и
интегрированные пакеты.
Проблемно-ориентированные программы
Это наиболее многочисленная часть ПО. Сегодня для использования на компьютере разработаны сотни тысяч различных прикладных программ для всевозможных сфер деятельности человека.
Интегрированные пакеты
Представляют собой пакет нескольких программных продуктов, функционально дополняющих друг друга и поддерживающих единую технологию работы. Типичными представителями таких пакетов являются: Microsoft Office,
OpenOffice.org. В базовой и профессиональной редакциях этих пакетов обязательно присутствуют следующие приложения: текстовый процессор, табличный процессор, программа демонстрационной графики (система подготовки презентаций), и СУБД (не всегда для базовой редакции).
3. Классификация служебного ПО
Диспетчеры файлов (файловые менеджеры). Используются для выполнения операций, связанных с обслуживанием файловой структуры: копирование, перемещение и переименование файлов, создание каталогов (папок), удаление файлов и каталогов, поиск файлов и навигация в файловой структуре.
Базовые программные средства, предназначенные для этой цели, обычно входят в состав программ системного уровня и устанавливаются вместе с операционной системой. Однако для повышения удобства работы с компьютером большинство пользователей устанавливают дополнительные служебные программы.
Средства сжатия данных (архиваторы). Предназначены для создания архивов. Архивирование упрощает их хранение за счет того, что большие группы файлов и каталогов сводятся в один архив. При этом повышается и эффективность использования носителя за счет того, что архивные файлы имеют повышенную

плотность записи информации. Архиваторы часто используют для создания резервных копий данных.
Средства просмотра и воспроизведения. Обычно для работы с файлами данных необходимо загрузить их в «родительскую» прикладную систему, с помощью которой они были созданы. Это дает возможность просматривать документы и, при необходимости, редактировать. В случае, когда требуется только просмотр (воспроизведение в случае звукозаписи или видеозаписи), удобно использовать более простые и универсальные средства, позволяющие просматривать документы разных типов.
Средства диагностики. Предназначены для автоматизации процессов диагностики программного и аппаратного обеспечения. Они выполняют необходимые проверки и выдают собранную информацию в удобном и наглядном виде. Их используют не только для устранения неполадок, но и для оптимизации работы компьютерной системы.
Средства контроля (мониторинга). Программные средства контроля иногда называют мониторами. Они позволяют следить за процессами, происходящими в компьютерной системе либо в режиме реального времени, либо в режиме записи результатов в специальном протокольном файле. В последнем случае результаты мониторинга можно передать службе технической поддержки для установления причин конфликта в работе программного и аппаратного обеспечения.
Мониторы установки. Предназначены для контроля над установкой программного обеспечения. Следят за состоянием и изменением окружающей программной среды, отслеживают и протоколируют образование новых связей
(между различными категориями программного обеспечения) и позволяют восстановить связи, утраченные в результате удаления ранее установленных программ. Простейшие средства управления установкой программ обычно входят в состав операционной системы и размещаются на системном уровне программного обеспечения, однако они редко бывают достаточными. Поэтому в вычислительных системах, требующих повышенной надежности, используют дополнительные служебные программы.
Средства коммуникации (коммуникационные программы). Позволяют устанавливать соединения с удаленными компьютерами, обслуживают передачу сообщений электронной почты, работу с телеконференциями, обеспечивают пересылку факсимильных сообщений и других операций в компьютерных сетях.
Средства обеспечения компьютерной безопасности. К ним относятся средства пассивной и активной защиты данных от повреждения, а также средства защиты от несанкционированного доступа, просмотра и изменения данных.
В качестве средства пассивной защиты используют служебные программы, предназначенные для резервного копирования. В качестве средств активной
защиты применяют антивирусное программное обеспечение. Для защиты данных от несанкционированного доступа, их просмотра и изменения служат специальные системы, основанные на криптографии.
4. «Рыночная» классификация ПО
Существует еще одна классификация ПО, связанная со способом распространения программы и теми условиями, приняв которые, потребитель получает возможность ею пользоваться.
Способ распространения и варианта лицензии:
 Бесплатное ПО (freeware);
 Условно-бесплатное ПО (shareware);
 «Рекламно-оплачиваемые программы» (adware), ПО с рекламой;
 Коммерческое ПО (commercial ware);

 OEM-версии (англ. original equipment manufacturer – «оригинальный производитель оборудования»);
 «Условно-платные» программы (donationware, от англ. donation –
«пожертвование»);
 «Открыточные» версии (postcardware, cardware);
 Заброшенное ПО (Abandonware) программное обеспечение.
Совокупность установленных на компьютере программ, называется его
программной конфигурацией. Совокупность оборудования, подключенного к компьютеру, называется его аппаратной конфигурацией. На каждом рабочем месте программно-аппаратная конфигурация создается такой, чтобы наиболее эффективно решать конкретные практические задачи, характерные для данного рабочего места.
Вопрос 2. Понятие базы данных. База данных – как объект авторского права.
Права авторов компьютерных программ и баз данных. Особенности
использования компьютерных программ и баз данных
База данных – это совокупность самостоятельных материалов, систематизированных таким образом, чтобы эти материалы могли быть найдены и обработаны с помощью электронной вычислительной машины (ЭВМ). Таким образом, есть следующие признаки базы данных:
 наличие совокупности материалов. При этом не имеет значения, охраняются ли сами материалы авторским правом. В их числе могут быть статьи, правовые акты, изображения, справочные сведения и т.п.;
 наличие системы расположения материалов (систематизации);
 техническая возможность работать с базой с помощью ЭВМ. При этом программы, обеспечивающие работу с базой данных (СУБД), охраняются как самостоятельные объекты авторского права.
Особенности баз данных как объектов авторского права:
 могут быть зарегистрированы по желанию правообладателя;
 охране подлежит творческая систематизация материалов, составляющих базу данных, а не сами материалы. Иными словами, с точки зрения авторского права, в базе данных главное – набор таблиц, связей между ними, а также критерии систематизации материалов внутри таблиц базы данных.
 особые случаи свободного использования базы данных. В частности, запрет воспроизведения базы данных даже в личных целях. Вместе с тем допускается декомпиляция в целях синхронизации с другими программами и базами данных и изготовление архивного экземпляра базы данных.
Авторское право на базу данных
Любому объекту авторского права присущ творческий характер, который всегда презюмируется (т.е. доказать его отсутствие можно только через суд). Это правило распространяется и на базы данных, что неудивительно, тем более, закон раскрывает, что сущность творческой деятельности создателя баз данных состоит в правильной подборке и размещении информации.