Каждый пользователь сети имеет свой идентификатор. В одноранговой сети пользователи сами выбирают и устанавливают свои идентификаторы. Пользователи одноранговой сети самостоятельно выделяют ресурсы своих рабочих станций в коллективное пользование.

Вторая группа - сети, с так называемым, выделенным сервером или централизованные сети. В них один или несколько компьютеров (серверов) выделяют свои ресурсы в коллективное пользование. При этом рабочие станции имеют доступ к сетевым принтерам и дискам, подключенным к серверу, но не к принтерам и дискам других рабочих станций. По своей идеологии эта группа сетей противоположна первой, объединяющей ресурсы рабочих станций.

Сети третьей группы на самом деле есть не что иное, как комбинация одноранговых сетей с сетями второй группы, использующими выделенные серверы. При использовании такого конгломерата получается, с одной стороны, удобное взаимодействие между отдельными рабочими станциями, с другой - при необходимости - обращение ко всем участникам сети на равных возможностях.

Как отмечали, наиболее распространенными являются локальные вычислительные сети и микро сети.

3. Локальные вычислительные сети

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) - совокупность средств вычислительной техники, объединенных физической средой конкретного типа (коаксиальным или оптическим кабелем) и обеспечивающих на небольшой территории (до нескольких километров - 10-15) многочисленным пользователям доступ к распределенным по сети вычислительным и информационным ресурсам.

Развитие ЛВС является одним из перспективных сетевых направлений. Они изменяются сами, но в большинстве случаев становятся первичными звеньями глобальных иерархических сетей. Малые расстояния в ЛВС позволяют обеспечивать более дешевую и надежную обработку информации и создавать лучшие условия для интеграции обработки различной информации (административной, деловой, технологической и т.д.), а также эффективнее организовывать вычислительный процесс по сравнению с глобальными сетями. В ЛВС достаточно просто достигаются высокие скорости передачи данных, а включение в ее состав нескольких больших ЭВМ, представляет альтернативу традиционным информационно-вычислительным комплексам.

В сетевой архитектуре все системы (узлы) логически разделяются на ряд одинаковых строго унифицированных функциональных уровней, каждый из которых выполняет определенные функции. В 1978 г. Международная организация по стандартизации (ISO) предложила семиуровневую эталонную модель взаимодействия открытых систем.

Данная модель содержит следующие уровни:

- физический;

- канальный;

- сетевой;

- транспортный;

- сеансовый;

- представительный;

- прикладной.

Например, физический - это реальный канал передачи данных, обеспечивающий физический путь для электрических информационных сигналов. Канальный - устанавливает правила совместного использования физического уровня узлами связи. Аналогично определенные функции выполняются и на более высоких уровнях.

Для описания взаимодействия компонентов в сети используются протоколы и интерфейсы.

Протокол (в самом общем виде) - совокупность логических и процедурных характеристик механизма связи между функциональными компонентами одного функционального уровня.

Интерфейс - устанавливает правила взаимодействия между функциональными компонентами, расположенными в смежных уровнях и входящими в одну и ту же систему.

В связи с многоуровневым характером сетевой архитектуры имеется комплекс протоколов и интерфейсов, набор которых соответствует функциональным уровням архитектуры.

Наиболее важными функциями протоколов на всех уровнях сетевой телеобработки являются защита от ошибок, управление потоками данных в сети, защита сети от перегрузки и выполнение операций по маршрутизации сообщений и оптимизации использования ресурсов в сети.

4. Структура локальной вычислительной сети

Любая ЛВС, построенная по клиент-серверной архитектуре, например сети NetWare или MS Windows, состоят из следующих компонентов:

- сервер (их может быть несколько, например: контроллер домена, сервер баз данных, сервер приложений, файл-сервер и т.п.);

- рабочие станции;

- операционная система;

- сетевые адаптеры (карты) и кабели;

- периферийное оборудование ЛВС.

Сервер

Особенность современных сетей - постоянно возрастающий объем информации, передаваемый по ее каналами и жесткие требования к скорости передачи. Это предполагает обязательное выделение одного или нескольких компьютеров для работы в качестве сервера для управления сетью с помощью специальной операционной системы и специальных сервисных служб.

Для сервера используются компьютеры с двумя и более процессорами, большим объемом оперативной памяти, надежной дисковой системой (это, как правило, одни из самых мощных на мировом рынке компьютеров в текущем моменте). Сервер является основным определяющим звеном при обработке данных и функционировании программных средств. В частности, его временные характеристики по загрузке и сохранению данных - есть критерий скорости передачи информации в ЛВС.

Жесткий диск сервера хранит сетевую операционную систему для управления сетью, а также данные, которые централизованно запоминаются и/или предоставляются в распоряжение пользователей в зависимости от компетенции и приоритета последних.

Рабочая станция

Работа с вычислительной сетью предполагает подключение вашего персонального компьютера к другим компьютерам и периферийным устройствам для совместного использования файлов и ресурсов.

Рабочие (сетевые) станции - персональные компьютеры, подключенные к сети. Они могут быть различных типов и моделей.

Операционная система вычислительной сети

Как любая вычислительная система нуждается в программных средствах, объединенных в операционную систему, так и вычислительная сеть нуждается в собственной операционной системе. Напоминаем из темы об операционных системах, что современный рынок представлен лидерами: NetWare (фирмы Novell); Windows NT, Windows 2000, Windows XP (Microsoft), а также UNIX - системы.

Сетевые адаптеры и кабели

Большое значение для эффективной работы ЛВС имеет выбор конфигурации физических соединений файлового сервера и рабочих станций - т.е. топологии сети. Выбор, в конечном счете, зависит от мощности компьютера (компьютеров), выделяемого под сервер, удаленности рабочих мест от сервера и типа решаемых задач. Для подключения одного персонального компьютера к другому либо к серверу требуется специальное устройство сопряжения, называемое сетевым адаптером или сетевой картой. Оно устанавливается в специальное гнездо каждого персонального компьютера - рабочей станции.

Сетевые адаптеры соединяются специальным кабелем.

Периферийное оборудование ЛВС

Периферийное дорогостоящее оборудование (например, лазерные устройства печати, графопостроители, устройства факсимильной связи), подключенные к файловому серверу (или другому серверному устройству), можно использовать с любой рабочей станции.

5. Структура сетевой информации

Вся сетевая и управляющая информация хранится на жестком диске сервера. Управление этой информацией осуществляется серверной операционной системой.

Утилиты - вспомогательные системные обрабатывающие программы операционной системы, обеспечивающие пользователей различными средствами обращения с наборами данных.

Жесткий диск сервера при установке конфигурируется в одну или несколько областей, называемых томами. Разбиение одного диска на тома можно сравнить с выделением разделов на жестком диске. Каждый том имеет ряд каталогов, которые, в свою очередь, делятся на подкаталоги, содержащие файлы. Таким образом, система хранения файлов в ЛВС следующая:

- жесткие диски;

- тома;

- каталоги;

- подкаталоги;

- файлы.

В общем, древовидное, иерархическое построение структуры жесткого диска файлового сервера похоже на структуру файловой системы. Операционные системы ЛВС аналогичны системе Windows и идентифицирует большинство команд операционной системы. Поэтому при поиске данных должны быть заданы ветви дерева каталогов, как и в MS-DOS, например:

сервер\том:\каталог\...\подкаталог файл.

Для упрощения пути к искомому каталогу при конфигурировании файловой системы сети используется метод назначения логических дисков, который позволяет обозначить структуру любого подкаталога со всеми его ветвями как отдельный логический диск, например « D ». В этом случае пользователю для поиска нужного подкаталога необходимо использовать знакомую (например, в проводнике) процедуру выбора диска.

6. Пользователи сети

Прежде, чем приступить к работе в сети, каждому должно быть определено положение в качестве пользователя. Существует три квалификационных уровня:

- диспетчер сети (супервизор);

- оператор сети;

- постоянные пользователи сети.

Администратор сети - отвечает за четкую работы всей сети, перестраивает систему, следит за ее усовершенствованием, обновлением и техническим состоянием. Он является единственным пользователем, который определяет нового пользователя, устраняет из сети действующего, расширяет и ограничивает права других пользователей. Супервизора невозможно удалить из списка пользователей.

Операторы сети - это постоянные пользователи, которым выданы определенные привилегии. Например, оператор FCONSOLE - это потребитель сети с правом пользования сервисной программой FCONSOLE.

Постоянные пользователи - люди, пользующиеся сетью. Для удобства в работе пользователи могут объединяться в группы в зависимости от спецификации запрашиваемой ими информации или от типа выполняемых работ.

Haпpимep, студенты, обучающиеся по единой программе, могут стaть члeнaми гpyппы Study. Администратором им могут быть назначены единые полномочия, в пределах которых разрешается пользоваться программными и аппаратными ресурсами, что значительно упрощает процесс обмена данными между членами конкретной группы.

7. Информационные ресурсы глобальной сети Internet

В дословном переводе Internet - это межсеть. Тогда, в узком смысле Internet - это объединение сетей. Однако в последние годы у этого слова появился и более широкий смысл - Всемирная компьютерная сеть. Internet можно рассматривать в физическом смысле как миллионы компьютеров, связанных между собой всевозможными линиями связи. Но такой «физический» взгляд слишком узок. Лучше рассматривать Internet как некое информационное пространство.

Internet не является совокупностью прямых соединений между компьютерами. Так, например, если два компьютера, находящиеся на разных континентах, обмениваются данными в Internet, это совсем не значит, что между ними действует одно прямое соединение. Данные, которые они пересылают, разбиваются на пакеты, и даже в одном сеансе связи разные пакеты одного сообщения могут пройти разными маршрутами. Какими бы маршрутами ни двигались пакеты данных, они все равно достигнут пункта назначения и будут собраны вместе в целый документ. При этом, данные, отправленные позже, могут приходить раньше, но это не помешает правильно собрать документ, поскольку каждый пакет имеет свою маркировку.

Таким образом, Internet представляет собой как бы «пространство», внутри которого осуществляется непрерывная циркуляция данных. В этом смысле его можно сравнить с теле- и радио эфиром, хотя есть очевидная разница. Например, в том, что в эфире никакая информация хранится не может. В Internet же она перемещается между компьютерами, составляющими узлы сети, и может хранится на их жестких дисках заданное время.

Стек протоколов TCP/IP. В сущности, это целое семейство программно-реализованных протоколов (более 100), позволяющих подключать к сети и согласовывать технические характеристики самых разнообразных компьютеров.

Появившийся в начале 80-х г. XX в. протокол играет принципиально важную роль для современной сети. В чем же она состоит? Прежде всего, уточним, что в техническом понимании TCP/IP - это не один сетевой протокол, а два, лежащих на разных уровнях (поэтому и название стек протоколов).

Протокол TCP (Transfer Control Protocol) - протокол транспортного уровня (см. выше семиуровневую модель взаимодействия открытых систем). Он управляет тем, как происходит передача данных, контролирует целостность передаваемой информации. Иными словами, обеспечивает связь между двумя узлами с гарантированной доставкой информации.

Протокол IP (Internet Protocol) - адресный. Он принадлежит сетевому уровню и определяет, куда происходит передача данных. У каждого участника Всемирной сети должен быть свой уникальный адрес (IP - адрес). Без этого нельзя говорить о точной доставке TCP пакетов на нужное рабочее место.

Данный адрес выражается очень просто - четырьмя байтами, например: 202.139.6.124.

Поскольку один байт содержит до 256 различных значений (это рассматривалось в 1 теме), то теоретически с помощью 4 байт можно выразить более четырех миллиардов уникальных IP - адресов (256 в 4 степени за вычетом некоторого количества адресов, используемых в качестве служебных). На практике же из-за особенностей адресации к некоторым типам локальных сетей количество возможных адресов составляет порядка 2 млрд. Эта величина достаточно большая, но ее ограниченность проявляется с каждым днем. Как только широко разовьются службы, взаимодействующие с мобильными средствами связи (сотовыми радиотелефонами), узость поля IP - адресов может дать о себе знать.

По данному адресу каждый компьютер может определить, кому из ближайших «соседей» надо переслать пакет, чтобы он оказался «ближе» к получателю. В плане близость понимается не географическое расстояние, а условия связи и пропускная способность линии. Так, два компьютера на разных континентах, но связанные высокопроизводительной линией космической связи, считаются более «близкими», чем два компьютера из соседних поселков, связанные простым телефонным проводом. Решением вопросов, что считать ближе, а что дальше, занимаются специальные средства - маршрутизаторы.

8. Службы Internet

Работа во Всемирной сети реально связана с использованием одной или нескольких ее служб, в зависимости от конкретных целей и задач клиента.

В простейшем понимании служба - это пара программ, взаимодействующих по определенным правилам (протоколам). Одна из программ пары - сервер, другая - клиент. Первая обеспечивает взаимодействие серверного оборудования и его программного обеспечения. Вторая - клиентского оборудования и его программного обеспечения.

Разные службы имеют разные протоколы - прикладные протоколы. Их соблюдение обеспечивается и поддерживается работой специальных программ. Таким образом, чтобы воспользоваться какой-то из служб Internet, необходимо установить на компьютере клиентскую программу, способную работать по протоколу данной службы, и подключить ее к серверной программе. Например, для использования электронной почты, необходимо соблюсти протоколы отправки и получения сообщений, Для этого надо иметь программу (почтовый клиент) и становить связь с почтовым сервером. Аналогично работают и другие службы.

Терминальный режим (Telnet). Исторически одна из ранних служб удаленного управления компьютером, например для выполнения сложных расчетов на удаленных вычислительных центрах. Сейчас, с возрастанием мощностей персональных ЭВМ, подобных задач становится меньше, но служба продолжает работу. Допустим, для дистанционного управления техническими объектами (телескопами, промышленными роботами, видеокамерами, автоматизированными складами и др.).

Электронная почта (E-mail). Также одна из более ранних и сейчас распространенных служб, базирующаяся на почтовых серверах. Здесь и далее под сервером может пониматься не только сам компьютер, но и программное обеспечение. Тогда, один узловой универсальный компьютер может выполнять функции нескольких серверов. Почтовые серверы получают сообщения от клиентов и пересылают их по цепочке к почтовым серверам адресатов, где эти сообщения накапливаются. При установлении соединения между адресатом и его почтовым сервером происходит автоматическая передача поступивших сообщений на компьютер адресата.

Почтовая служба основана на двух прикладных протоколах SMTP (отправка корреспонденции на сервер) и POP3 (прием поступивших сообщений). Существует большое разнообразие клиентских почтовых программ, например Microsoft Outlook Express (Windows 98), Microsoft Outlook 2000, The Bat!, Eudora, Pegasus mail.

Списки рассылки (Mailing List). Обычная электронная почта предполагает наличие двух партнеров по переписке. Если же партнеров нет, то достаточно большой поток почтовой информации можно обеспечить, подписавшись на списки рассылки. Это специальные тематические (по самым разнообразным темам) серверы, собирающие информацию по определенным темам и переправляющие ее подписчикам в виде сообщений электронной почты.

Служба телеконференций (Usenet). Она похожа на циркулярную рассылку электронной почты, в ходе которой одно сообщение отправляется не одному корреспонденту, а сразу большой группе (называемой телеконференцией или группой новостей). Сообщения, направленные на сервер группы новостей, отправляются с него на все серверы, с которыми он связан, если на них данного сообщения еще нет. Процесс в целом похож на цепную реакцию.

Ежедневно в мире создается порядка миллиона сообщений для группы новостей. Поэтому вся информация разбита на тематические группы (порядка 50 000). Охват земного шара менее чем за сутки, хранение сообщений на серверах - порядка недели (для желающих познакомится). Предусматривается автоматизированный и автоматический отсев бесполезных или случайных (например, рекламы) сообщений - модерация.

Основной прием использования групп новостей состоит в том, чтобы задать вопрос, обращаясь ко всему миру по тематике телеконференции. Возможен регулярный просмотр сообщений тематических телеконференций по сфере своей деятельности - мониторинг информации.

При отправке сообщений указывается адрес своего основного почтового ящика или дополнительного, в связи с реальной угрозой переполнения основного. Как правило, дополнительные адреса арендуют на сервере одной из бесплатных анонимных почтовых служб, например www.hotmail.com.

Работают в телеконференциях также специальные клиентские программы, например указанные выше Microsoft Outlook. Программу настраивают на взаимодействие с сервером групп новостей, оформляют подписку на определенные тематические группы и периодически получают, как по электронной почте, все поступившие сообщения. Подписка здесь не предполагает со стороны клиента никаких обязательств или платежей - это лишь указание серверу о том, что какие тематические сообщения надо доставлять. Отменить подписку или изменить ее содержание можно в любой удобный момент.

Служба World Wide Web (WWW). Является одной из самых популярных служб Internet. Она относится к системам автоматизированного поиска информации. Среди этих систем, кстати, находятся еще две менее используемые службы, но также имеющими своеобразные сервисные возможности. Это - гипертекстовая служба Gopher (по ключевым словам и фразам) и система WAIS (для задач индексирования и последующего поиска в больших объемах неструктурированной информации - обычно текстовой).

World Wide Web - это единое информационное пространство. Оно состоит из взаимосвязанных электронных документов, хранящихся на Web - серверах. Отдельные его документы называются Web - страницами (насчитывающими уже несколько миллиардов со значительным темпом роста количества). Тематически объединенные группы являются Web - узлами.

Данные документы не привязаны к конкретному носителю, поэтому их можно просмотреть на различных типах компьютеров с помощью специальных программ - броузеров. Соответственно, подготовка таких документов выполняется с помощью других программ. Эти программы применяют язык разметки гипертекста - HTML (Hyper Text Markup Language). Таким образом, Web - документ представляет собой обычный текстовый документ, размеченный командами (тегами) HTML. Подобная разметка заставляет, например текст конкретной строки выравниваться по центру или другим точкам экрана любого типа компьютера. Поэтому такие документы называют HTML - документами или документами в формате HTML. При отображении его на экране с помощью броузера теги не показываются, и мы видим только текст, графику, мультимедийные объекты (звук, музыка, видео клипы), составляющие документ.

Современной сервисной возможностью является применение так называемых активных компонент. Это тоже объекты, но содержащие кроме мультимедийных и иных типовых данных еще и программные коды. Последние могут выполнять определенные действия на компьютере клиента. При этом большое значение имеет настройка броузера и политики безопасности конкретного компьютера, чтобы подобная внедренная программа не совершила каких-либо разрушительных операций (подобно компьютерным вирусным атакам). Соответственно, для компьютеров с повышенными требованиями безопасности прием активных компонент может полностью исключаться.

Следует подчеркнуть, что отмеченные черты сервиса (внедрение с помощью HTML различных видов данных) отражают лишь эффектную оформительскую сторону Web - страниц. Но сама основная идея WWW предполагает и более важную информационную возможность.

Речь идет о гипертекстовых ссылках Web - страниц, реализуемых также тегами HTML. С любым фрагментом текста или, например, с рисунком с помощью тегов можно связать иной Web - документ, т.е. установить гиперссылку.

В этом случае при щелчке левой кнопкой мыши на тексте или рисунке, являющемся гиперссылкой, отправляется запрос на доставку нового документа. Он, в свою очередь, тоже может иметь гиперссылки на другие документы.

В результате образующаяся совокупность огромного числа подобных документов образует определенное гиперпространство, в котором можно перемещаться двумя вариантами. Произвольное перемещение между документами называют Web - серфингом (позволяет провести ознакомительный просмотр). Напротив, целенаправленное перемещение составляет Web - навигацию (поиск конкретной информации).

Гипертекстовая связь между миллиардами документов является основой существования логического пространства WWW. Она была бы невозможна без наличия уникального адреса у каждого документа (напомним, что каждый компьютер сети также имеет уникальный адрес, как и каждый его файл).

Таким образом, образуется понятие уникального полного имени файла. Оно включает в себя как путь доступа, так собственное имя с расширением. Можно развернуть данное преставление и до размеров Всемирной сети. Адрес любого файла во всемирном масштабе определяется унифицированным указателем ресурса - URL.

Адрес URL состоит из трех частей.

1. Указание службы, которая осуществляет доступ к данному ресурсу (обычно обозначается именем прикладного протокола, соответствующего данной службе). Так, например, для WWW прикладным является протокол HTTP (Hyper Text Transfer Protocol - протокол передачи гипертекста). После имени протокола ставится двоеточие и два знака «/» (косая черта - слеш):

http:// . . .

2. Указание доменного имени компьютера (сервера), на котором хранится данный ресурс:

http://www/abcde.com . . .

3. Указания полного пути доступа к файлу на данном компьютере. В качестве разделителя используется символ «/» (косая черта - слеш):

http://www/abcde.com/Files/New/abcdefg.zip

При записи URL - адреса важно точно соблюдать регистр символов. В отличие от правил работы в MS-DOS и Windows, в Internet строчные и прописные символы считаются разными.

Именно в форме URL и связывают адрес ресурса с гипертекстовыми ссылками на Web - страницах. При щелчке на гиперссылке броузер посылает запрос для поиска и доставки ресурса, указанного в ссылке. Если по каким-то причинам он не найден, выдается сообщение о том, что ресурс недоступен (возможно, что сервер временно отключен или изменился адрес ресурса).

Служба имен доменов (DNS). Напомним, что в рассказе о протоколах Internet мы говорили об уникальности адреса любого компьютера во Всемирной сети. Он выражается четырьмя байтами, допустим: 164.29.142.94

Чуть выше было указано, что каждый компьютер имеет уникальное доменное имя, например: www.abcdef.com

Имеется ли здесь противоречие?

Нет. Это две разные формы записи адреса одного и того же сетевого компьютера. Человеку бывает неудобно работать с числовым представлением IP -адреса. Напротив, доменное имя запомнить легче, особенно когда оно имеет содержательную окраску. Например, Web - сервер компании Microsoft имеет имя www.microsoft.com, а Web - сервер компании Космос - ТВ - www.kosmostv.ru (домен .ru в конце имени говорит о том, что данный сервер принадлежит российскому сектору Internet). Аналогично, нетрудно «реконструировать» и имена для других компаний.

С другой стороны, автоматическая работа серверов сети организована с использованием четырехзначного числового адреса. Благодаря нему промежуточные серверы могут осуществлять передачу запросов и ответов в нужном направлении, не зная, где конкретно находится отправитель и получатель. Поэтому необходим перевод доменных имен в связанные с ними IP - адреса. Этим и занимаются серверы службы имен доменов DNS. Таким образом, запрос пользователя на получение одной из страниц конкретного сервера сначала обрабатывается сервером DNS, и далее он направляется по IP - адресу, а не по доменному имени.

Служба передачи файлов (FTP). Прием и передача файлов составляют значительный процент от прочих Internet - услуг. Необходимость в передаче файлов возникает, например, при приеме файлов программ, при пересылке крупных документов, при передаче архивных файлов с большим объемом свернутой информации.

Служба FTP имеет свои серверы в мировой сети, на которых хранятся архивы данных. Со стороны клиента для работы с серверами FTP может быть установлено специальное программное обеспечение, хотя в большинстве случаев броузеры WWW обладают встроенными возможностями, реализующими простейшие операции протоколов FTP, например загрузку файлов с сервера.

Протокол FTP работает одновременно с двумя TCP - соединениями между сервером и клиентом. По одному соединению идет передача данных, а второе используется как управляющее. Протокол FTP также предоставляет серверу средства для идентификации обратившегося клиента. Этим часто пользуются коммерческие серверы и серверы ограниченного доступа, поставляющие информацию только зарегистрированным клиентам, - они выдают запрос на ввод имени пользователя и связанного с ним пароля. Однако существуют и десятки тысяч FTP - серверов с анонимным доступом для всех желающих. В этом случае в качестве имени пользователя надо ввести слово anonymous, а в качестве пароля задать адрес электронной почты. В большинстве случаев программы-клиенты FTP делают это автоматически.

Служба IRC (Internet Relay Chat). Она предназначена для прямого общения нескольких человек в режиме реального времени. Иногда службу IRC называют чат-конференциями или просто чатом. В отличие от системы телеконференций, в которой общение между участниками обсуждения темы открыто всему миру, в системе IRC общение происходит только в пределах одного канала, в работе которого принимают участие лишь несколько человек. Каждый пользователь может создать собственный канал и пригласить в него участников «беседы» или присоединиться к одному из открытых в данный момент каналов.

Существуют несколько популярных клиентских программ для работы с серверами и сетями, поддерживающих сервис IRC. Одна из наиболее популярных - программа mIRC.exe.

Служба ICQ. Эта служба предназначена для поиска сетевого IP -адреса человека, подключенного в данный момент к Internet. Необходимость в подобной услуге связана с тем, что большинство пользователей не имеют постоянного IP - адреса. Название службы является акронимом выражения I seek you - я ищу тебя. Для пользования этой службой надо зарегистрироваться на ее центральном сервере (http://www.isu.com) и получить персональный идентификационный номер UIN (Universal Internet Number). Данный номер можно сообщить партнерам по контактам, и тогда служба ICQ приобретает характер Internet-пейджера. Зная номер UIN партнера, но, не зная его текущий IP - адрес, можно через центральный сервер службы отправить ему сообщение с предложением установить соединение.

Как уже указывалось, каждый компьютер в мировой сети должен иметь четырехзначный IP - адрес. Этот адрес может быть постоянным или динамическим (временным). Те компьютеры, которые включены в Internet на постоянной основе, имеют постоянные IP - адреса. Большинство же пользователей подключаются к сети лишь на время сеанса. Им выдается динамический IP - адрес, действующий только в течение данного сеанса. Этот адрес выдает тот сервер, через который происходит подключение. В разных сеансах динамический адрес может быть различным и заранее неизвестно каким.

При каждом подключении к Internet программа ISQ, установленная на компьютере пользователя, определяет текущий IP - адрес и сообщает его центральной службе. Служба, в свою очередь, оповещает требуемых партнеров по контактам. Далее партнеры (если они являются клиентами данной службы) могут установить с инициатором прямую связь. Программа предоставляет возможность выбора режима связи («готов к контакту»; «прошу не беспокоить, но готов принять срочное сообщение»; «закрыт для контакта» и т.д.). После установления контакта, связь происходит в режиме, аналогичном сервису IRC (чату).

Таким образом, мы рассмотрели основные понятия компьютерных сетевых технологий, привели их классификацию с указанием особенностей и распространенности в мировой практике. Особое внимание было уделено локальным вычислительным сетям, как наиболее применяемым так называемыми типовыми пользователями. Логическое обобщение возможностей сетевых технологий представлено в материале об информационных ресурсах глобальной сети Internet.

ТЕМА 9. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО СПЕЦИАЛИСТА

1. Понятие автоматизированного рабочего места (АРМ)

Ярко выраженный информационный характер работы специалистов в юридической деятельности, возможность систематизации, типизации, формализации выполнения многих операций по обработке документальной информации, составляющей большой удельный вес в общем объеме циркулирующих потоков, свидетельствует о необходимости применения методов автоматизации для повышения результативности и эффективности принимаемых решений. Компьютерные информационные технологии предлагают для решения данной проблемы один из основных возможных вариантов: применение автоматизированных рабочих мест, способных обеспечить требуемые уровни производительности, сервиса и других характеристик.

Автоматизированное рабочее место (АРМ) - автономный диалоговый (интерактивный) комплекс, система или устройство на базе ЭВМ, предназначенный для автоматизации работ, производимых на рабочем месте.

В общем виде такая рабочая станция должна содержать пять технологических подсистем обеспечения:

- деловой (административной) деятельности;

- профессиональной деятельности;

- принятия решений;

- рутинных работ;

- коммуникаций.

Информационным фундаментом указанных подсистем являются базы данных и знаний, а технологическая основа поддерживается следующим набором программных средств:

- деловым пакетом оперативной деятельности, в состав которого должны входить различные оперативные средства поддержки («электронный» календарь, «электронный» еженедельник, «электронная» записная книжка, личный архив, картотека поручений и пр.);

- средствами поиска и анализа информации, включающими различные информационно-справочные системы, аналитические картотеки, средства экранной графики;

- средствами моделирования управленческих и экономических процессов, включающими экономико-математические модели, «электронные» таблицы, модели принятия решений;

- экспертными системами, поддерживаемыми базами знаний;

- средствами решения различных расчетно-логических задач;

- средствами обработки формализованной и текстовой информации.

По форме своей технической реализации АРМ может представлять собой единое программное средство (так называемый «интегрированный пакет»), обеспечивающее выполнение всех перечисленных выше функций, либо набор из нескольких самостоятельных программ, ориентированных на выполнение конкретных задач пользователя.

В юридической деятельности можно выделить три основных класса типовых АРМ: руководителя, специалиста, технических исполнителей или вспомогательного персонала. Для инструментальной поддержки этих видов деятельности при создании АРМ могут быть использованы различные прикладные программные средства. Их состав зависит от функциональных задач и видов работ: административно-организационной (управленческой); профессионально-творческой; технической (как правило, во многом рутинной).

1.1 АРМ руководителя

Руководитель в повседневной деятельности имеет дело с людьми, идеями и предметами, которые отражаются в задачах понятийного мышления. Основная форма деятельности руководителя - деловое общение. Для руководителей учреждений характерно следующее распределение времени в течение дня: деловые контакты - 47 %; работа с документами - 29%; телефонные переговоры - 9 %; командировки (поездки) - 6 %; анализ проблем и принятие решений - 4 %; прочее - 5 % .

Видно, что основное время руководитель тратит на деловые контакты и работу с документами. На анализ проблем и принятие решений у современного руководителя времени практически не остается, хотя очевидно, что ряд решений руководитель принимает в ходе делового контакта. Исходя из этого, программное обеспечение АРМ руководителя должно содержать, как минимум, подсистемы:

- обработки деловой информации;

- принятия решений;

- рутинных работ;

- коммуникаций.

1.2 АРМ специалистов

Вторая группа - это специалисты в конкретных направлениях юридической деятельности - работники юридических учреждений, которые формируют интеллектуальный базис учреждений. Для таких специалистов характерно следующее распределение времени в течение рабочего дня: деловые контакты - 23 %; работа с документами - 42 %; телефонные переговоры - 17 %; аналитическая работа - 12 %; прочее - 6 %.

Эффективность функционирования учреждения в основном определяется продуктивностью деятельности специалистов, особенно в вопросах создания новой информации. Творческий аспект в работе специалистов высокий и варьируется в достаточно широких пределах в зависимости от конкретного содержания текущих задач.

Специалисты обеспечивают практически всю информационную подготовку для принятия решений руководителем. Они являются основными исполнителями документов, определяют их качество. Доля рутинной работы различна и при рациональной технологии должна быть очень незначительной (хотя на практике это происходит не всегда).

Таким образом, основу АРМ специалиста ОВД должны составлять следующие подсистемы:

- обработки деловой информации;

- обеспечения профессиональной деятельности;

- рутинных работ;

- коммуникаций.

1.3 АРМ технических работников

Третью группу представляют - технические работники (обслуживающий персонал), которые выполняют всю рутинную работу. В эту группу входят младшие специалисты (clerks) - секретари, инспектора и т.п., работа которых регламентирована, но требует понимания обрабатываемой информации. К этой же группе относятся работники, обладающие чисто производственными навыками (машинистки, стенографистки и т.п.), ведущие регламентированную работу, не требующую полного понимания обрабатываемой информации. Основной критерий продуктивности их работы - оперативность и своевременность информационной обработки, а также поддержание высокой пропускной способности учреждения с минимальным количеством сбоев и ошибок.

Наиболее многофункциональными работниками данной группы являются секретари. Они подготавливают письма, памятные записки и другие документы, копируют и рассылают документы, ведут файлы документов, осуществляют телефонные, факсимильные, сетевые контакты и т.д.

Для этой группы работников характерен следующий расклад времени: работа с документами (файловые операции, копирование, составление писем, подшивка документов, составление таблиц и др.) - 68 %; телефонные и иные связные переговоры - 20 %; ведение учетов - 6 %; прочее - 6 %.

В общем случае АРМ технического работника включает подсистемы:

- обработки деловой информации;

- рутинных работ;

- коммуникаций.

2. Процесс подготовки и принятия решений

Профессиональная деятельность человека направлена на достижение определенных целей в функционировании организаций, в бытовой сфере и т.д. При этом постоянно могут изменяться исходные данные, влияющие на развитие конкретного процесса, а также возникают разнообразные проблемы и ситуации, требующие принятия определенных решений для поддержания выбранного направления действий. В обобщенном виде отметим, что в основе каждого практического (физического) действия лежит то или иное решение. Таким образом, процесс подготовки и принятия решений является основным содержанием информационного уровня деятельности человека.

Можно обозначить этот процесс как заранее не определенную последовательность (систему) действий, которая позволяет перейти от исходных данных к требуемому результату.

В зависимости от круга (объема) разрешаемых вопросов различают общие, частные и локальные решения. Общие (или глобальные) охватывают всю управляющую или управляемую систему (или обе сразу). Частные относятся к отдельным направлениям деятельности. Локальные касаются функционирования конкретных элементов системы - подразделений, групп, некоторых работников.

Управленческими называются решения, обеспечивающие достижение целей, к которым стремится организация или подразделение.

Практика свидетельствует, что, несмотря на разновидности решений, процесс их подготовки и принятия имеет общие черты, осуществляется в определенной последовательности и состоит из ряда стадий (или этапов):

1) выявление и формулирование проблемы, задачи;

2) сбор и анализ информации для решения;

3) подготовка вариантов (проектов) решения;

4) выбор окончательного варианта (принятие решения). Процесс подготовки и принятия решений является многоступенчатым и использует множество различных информационных функций, таких как: сбор, накопление и хранение информации в различной форме, расчет разнообразных статистических показателей, оценка критериев эффективности решения, разработка план-графиков для выполнения решения, оформление текстовых документов и т.д. В сложных системах и ситуациях процесс принятия решения требует значительных трудозатрат и времени. В тоже время, например в юридической деятельности, напротив имеются существенные ограничения по времени принятия решения и по трудозатратам на его подготовку.

Кардинальным направлением разрешения этого противоречия является использование современных компьютерных технологий. Применяемое и перспективное программное обеспечение позволяет в различной степени автоматизировать значительную часть информационных функций, образующих процесс подготовки и принятия решений.

Этап выявления и формулирования проблемной ситуации, ее первичной оценки является наименее формализуемым и мало поддающимся автоматизации. Это связано с тем, что для «опознания» и определения последующих целевых установок человек использует значительный объем общих, но неявных (часто, подсознательных) сведений. Это знания о мире в целом, о данной предметной области, о мотивации человеческой деятельности, об объективной и субъективной значимости отдельных параметров проблемной ситуации и т.д.

На этапе сбора и анализа информации для подготавливаемого решения имеется больше возможностей для формализации, в частности, с использованием систем управления базами данных, о которых говорилось выше. Они обеспечивают автоматизацию функций сбора информации и ее первичного (элементарного) анализа. Из наиболее популярных и массовых программ такого рода можно отметить следующие: 1) D:base и ее более мощные аналоги - FoxBase и FoxPro; 2) Paradox; 3) Clarion; 4) Clipper. В последние годы приобретают популярность более мощные СУБД, например Oracle, Sybase, Informix, поддерживающие распределенные базы данных из миллионов записей.

СУБД позволяют: вводить, накапливать и корректировать информацию, представленную в виде различных документов (карточек, текстов) или изображений (фотографий, отпечатков пальцев, чертежей и т.п.); производить поиск по запросу пользователя; выдавать найденные объекты в удобной форме на различные носители (экран, бумага, магнитные диски). Развитые системы имеют средства для работы одновременно с несколькими базами данных. При этом в процессе ввода, корректировки или поиска отслеживаются разнообразные логические и семантические связи как между реквизитами одного документа, так и между документами из различных баз данных.

Часть данного этапа, т.е. анализ данных с использованием математических и статистических методов - это наиболее формализуемая часть процесса принятия решения. Для этих целей разработан обширный раздел программного обеспечения, состоящий из «электронных таблиц» и программ для сложного статистического анализа. Программы электронных таблиц обеспечивают создание сложной табличной структуры данных из числовой и текстовой информации, осуществление различных расчетов и вычисление ряда статистических показателей. Наиболее популярная из них - Excel.

Программы для сложного статистического анализа позволяют специалисту производить оценку собранной информации методами математической статистики. При этом технология работы требует только подстановки имеющихся данных в подготовленный сложный формульный аппарат. Разумеется, пользователь должен понимать содержательную сторону используемого метода, смысл исходных и полученных данных. Интерпретацию результатов производит субъект, подготавливающий и принимающий решение. Среди таких программных продуктов отметим: 1) Stadia (Россия); 2) Statgraphics.

Этап подготовки вариантов решения является в существенной степени творческим и субъективным. Здесь специалист активно применяет индивидуальный профессиональный опыт, типовые рекомендации о деятельности в подобных случаях и т.д. Но и использование компьютерных технологий может оказать заметную помощь. В последнее десятилетие активно разрабатывается класс программ, называемых «экспертными системами». Они позволяют за ограниченное время предложить наиболее эффективные варианты решения и, при необходимости, прокомментировать и обосновать каждый из предлагаемых вариантов. Этот класс программ будет ниже рассмотрен подробнее.

Последний этап - выбор окончательного решения - является полностью субъективным, но применение ЭВМ может быть полезным для оформления принятого решения. Во-первых, итогом большинства управленческих (и иных общих и частных) решений является некоторый нормативный документ, определяющий общий порядок и сроки исполнения решений. Для оформления такого документа удобно использовать программы - редакторы текстов. Во-вторых, для многих решений разрабатываются подробные план-графики их исполнения, содержащие сведения о мероприятиях, сроках, исполнителях. В этом случае достаточно эффективными являются программы типа «time-line», которые позволяют быстро и удобно составить и оформить план-график мероприятий.

Таким образом, грамотное использование современных компьютерных технологий может существенно повысить эффективность процесса подготовки и принятия решения.

3. Системы искусственного интеллекта. Экспертные системы, их классификация и возможности

За последние несколько десятилетий сформировалась и бурно развивается область информатики под общим названием «искусственный интеллект». Она пытается определить основные правила человеческого мышления, применяя кибернетику, математику, психологию и собственные многочисленные исследования.

Глобальной целью этого научного направления является создание средств, которые позволили бы компьютерам, роботам, или иным искусственным системам самостоятельно строить процесс выработки и принятия решения при возникновении какой-либо проблемы. Эта цель оказалась настолько сложной, что сформировалась группа относительно самостоятельных (хотя и взаимосвязанных) разделов науки и практики, например, таких как:

- распознавание образов;

- понимание естественного языка и машинный перевод;

- автоматизация логических рассуждений (допустим, доказательство теорем, вычисление интегралов в символьной форме);

- представление знаний о мире в формализованном виде;

- управление сложными производственными процессами и автономными техническими устройствами (луноход, военная техника и пр.).

Задача создания «искусственного интеллекта» является сложнейшей научно-технической задачей из всех решаемых человечеством. Но пока процесс ее решения породил больше вопросов, чем ответов. Однако по некоторым разделам этого направления достигнуты впечатляющие результаты, имеющие в настоящее время и практическое применение.

В области автоматизации процесса принятия решений большое развитие получила «инженерия знаний», одной из задач которой является разработка экспертных систем. Цель этого направления - создание автоматизированных систем, выполняющих те же функции, что и творческая личность, или имитация процесса принятия решения специалистом с помощью аппаратно-программных средств.

Экспертные системы - это компьютерные программы, способные накапливать знания из различных источников и моделировать процесс экспертизы, т.е. решение неформализуемых задач специалистами той или иной области на основе своего профессионального опыта.

Экспертная система предназначается, прежде всего, для решения трудно формализуемых задач, связанных с проведением логических умозаключений, основанных на обработке данных, представленных в символьной форме.

К неформализуемым относятся задачи, которые обладают одной или несколькими из следующих характеристик:

- задачи не могут быть заданы в числовой форме;

- цели не могут быть выражены в терминах точно определенной целевой функции;

- не существует алгоритмического решения задач. Неформализуемые задачи обладают рядом особенностей: ошибочностью, неполнотой, неоднозначностью и противоречивостью исходных данных, динамикой ситуаций.

Экспертные системы могут быть полезны для разрешения многих проблем, связанных с эффективным применением средств вычислительной техники, в том числе и в юридической деятельности. Например:

- обеспечение возможности обращения к применяемым в работе базам данных (например, справочным правовым системам) на профессиональном языке;

- использование сложных математических моделей и соответствующих прикладных программ юридическими специалистами, не являющимися программистами и специалистами в области прикладной математики, для решения своих профессиональных задач;

- проведение в реальном масштабе времени анализа различных ситуаций профессиональной деятельности, информация о которых представлена в символьной форме;

- конструирование планов проведения требуемых мероприятий с учетом опыта работы ведущих специалистов;

- прогнозирование развития качественных показателей социально-правовых процессов на основе знания причинно-следственных связей и др.

Согласно определению идеальная экспертная система должна обладать способностями: рассуждать на основе символьных преобразований; использовать как общие, так и частные схемы рассуждения; решать трудные задачи из сложных реальных предметных областей; переформулировать запросы и задачи; метарассуждать, т.е. рассуждать о собственной работе и структуре.

Это характеризует экспертную систему как определенный класс вычислительных систем, в составе которых обязательно наличие базы знаний и некой схемы рассуждений, называемой обычно системой (машиной) логического вывода. Кроме того, любая экспертная система должна иметь в своем составе ряд подсистем: приобретения знаний, отображения и принятия решений, а также интерфейс пользователя.

База знаний - хранит в символьном виде общую информацию об известной части предметной области. Основу базы знаний составляют долгосрочные данные (факты) и правила, описывающие их целесообразные преобразования. Например, факты и правила, их применения.

Факт 1. Тихие, темные улицы опасны.

Факт 2. Пожилые люди обычно не совершают дерзких действий.

Факт 3. Милиция защищает людей от преступников.

Правило 1. ЕСЛИ на тихой, темной улице встретился пожилой человек, ТО можно не очень беспокоиться.

Правило 2. ЕСЛИ на тихой, темной улице Вы видите милиционера, ТО можно чувствовать себя в безопасности.

Заметим, что в приведенных примерах все правила выражены условным отношением ЕСЛИ-ТО, т.е. ЕСЛИ выполняется некоторое условие, ТО последует определенное действие или какая-либо другая реакция. Факты и правила могут быть разной сложности. Обычно при достижении цели связывают сложные совокупности фактов и правил.

Машина логического вывода на основе входных данных и знаний о проблемной области (из базы знаний) формирует решение задачи, т.е. выполняет заключение на основании некоторых правил и генерирует новые факты, которые добавляются к знаниям субъекта.

Интерфейс пользователя осуществляет преобразование естественно-языковых данных параметров ситуации в представление на внутреннем языке системы.

Функция модуля приобретения знаний состоит в обеспечении возможности переноса знаний о некоторой предметной области в базу знаний экспертной системы. Как правило, эти знания, носящие эмпирический характер, накапливаются экспертом в результате длительного опыта. Задача модуля приобретения знаний - обеспечить отражение этих знаний на программно-аппаратных средствах ЭВМ.

С помощью модуля отображения и объяснения решений происходит отображение промежуточных и окончательных решений и объяснение пользователю действий системы. Как правило, такая подсистема отвечает на вопросы типа: «Как достигнуто то или иное заключение», «Почему оно было достигнуто или почему были отброшены другие альтернативы». Многие специалисты полагают, что наличие модуля объяснения является той важной особенностью экспертной системы, которая обеспечивает необходимый уровень доверия пользователя.

...