Эволюция информационных технологий.
- Аспекты эволюции информационных технологий:
- С точки зрения эволюции носителей информации;
- С точки зрения эволюции критериев разработки программного обеспечения (ПО);
- С точки зрения технологий управления данными.
Эволюция носителей информации.
- Наскальные рисунки, символы (20 тыс.лет);
- Письменность (6 тыс. лет): камень,кость, дерево, глина, папирус, щелк, бумага;
- Книгопечатание – эпоха массового тиражирования информации и пассивного хранения знаний (1445 год);
- Кино, радио, телевидение, аудио- и видеотехника (20 век);
- Компьютеры (с 1946г.);
- Интернет – эпоха активного включения формализованных знаний в производственный процесс (80% трудовых ресурсов США занято в сфере ИТ).
Эволюция критериев разработки ПО.
- «Машинные ресурсы» (до середины 60-ых годов): экономия времени и памяти, фаза «кустарного производства» программ и пакетной обработки.
- «Программирование» (до начала 80-ых годов): экономия человеческих ресурсов, появление БИС и СБИС, микропроцессоров, систем программирования и операционных систем типа ОС UNIX.
- «Формализация знаний»(до 90-ых годов): расширение сферы применения, появление систем автоматизации (САПР, АСУ, АСУ ТП, ГАП) для непрограммистов-профессионалов.
- «Интернет-технологии» (н.вр.): приложения для широкого круга пользователей-непрограммистов.
Системный взгляд на эволюцию ИТ:
Эволюция с точки зрения развития технологий управления данными.
Фаза 1: Ручная обработка информации.
В течение 6 тыс. лет (с 4000 г. до н.э. – 1900г.) наблюдалась эволюция носителей информации (от глиняных таблиц к папирусу, а затем к бумаге), информация обрабатывалась вручную.
Наиболее значимые достижения этого периода связаны с появлением книгопечатания (1445г.).
Фаза 2: Технология перфокарт.
Технология перфокарт (1900-1955 гг.), когда запись данных производилась в двоичной системе счисления, а для их сбора и обработки использовались электромеханические устройства и компьютеры (первый компьютер появился в 1946г.).
Фаза 3: Технология магнитных лент.
Технология магнитных лент (1955-1980 гг.) использовала программируемое оборудование обработки информации – электронные компьютеры с хранимыми программами.
- Особенности технологии:
- Последовательная организация наборов данных.
- Пакетная обработка транзакций.
Фаза 4: Технология оперативных БД на магнитных дисках и барабанах.
Технология оперативных БД на магнитных дисках и барабанах (1965-1980 гг.) связана с внедрением оперативного доступа к данным (доли секунды для доступа к любому элементу) в интерактивном режиме, с использованием систем БД с оперативными транзакциями.
- Особенности технологии:
- Интерактивное подключение к компьютеру.
- Прямая и индексно-последовательная организация наборов данных.
- Модели БД (от простых иерархических – к сетевым и простейшим реляционным).
- Виды схем для независимости данных в БД.
- Логическая;
- Физическая;
- Подсхема для программных приложений
Проблема – отсутствие навигационного программного интерфейса.
Фаза 5: Технология реляционной БД с архитектурой «клиент-сервер».
Технология реляционных БД с архитектурой «клиент-сервер» (1980-1995гг.) явилась откликом на проблему низкоуровневого интерфейса и широким распространением технологий компьютерных сетей.
- Характерной особенностью таких БД является наличие унифицированного языка SQL – стандарта для:
- определения данных,
- навигации по данным,
- манипулирования данными.
- Реляционная модель вместе с повышением продуктивности и простотой использования оказалась очень удобной для ее использования:
- в архитектуре «клиент-сервер»,
- в параллельной обработке данных,
- в разработке графических пользовательских интерфейсов.
Что такое компьютерная сеть?
Компьютерная сеть (Computer NetWork: net – сеть, work –работа) – это система обмена информацией между компьютерами.
Главная цель – обеспечение доступа для пользователя к локальным ресурсам любого из компьютеров сети.
- Основные компоненты компьютерной сети
- Компьютеры: ПК, ноутбуки, мэйнфреймы...
- Телекоммуникационное оборудование: коммутаторы, маршрутизаторы, линии связи...
- Операционные системы – WinNT, Novell NetWare, Unix...
- Сетевые приложения – сетевые принтеры и диски, базы данных...
Классификация компьютерных сетей
- ...по «географии» распространения:
- Локальные сети LAN (Local Area Network)
- Глобальные сети WAN(Wide Area Network)
- Городские сети MAN(Metropolitan Area Network)
- ...по масштабу производственного подразделения:
- Сети отделов
- Сети кампусов
- Корпоративные сети
- ...по способу управления:
- Сети «клиент-сервер»: сервер– поставщик услуг, клиент– потребитель услуг.
- Одноранговые сети.
- ...по структуре (топологии) связей:
- С топологией «Общая шина»;
- С топологией «Звезда»;
- С топологией «Кольцо»;
- С древовидной топологией
- Со смешанной топологией
Наиболее распространенные виды сетей.
Интернет (Internet) – сообщество международных и национальных компьютерных сетей.
Интранет (Intranet) – внутренняя сеть организации, использующая протоколы, службы и технологии интернета.
Экстранет (Extranet) – корпоративная интранет, имеющая доступ к части ресурсов извне только для ограниченного числа пользователей.
Технология «Клиент-Сервер».
Общая схема взаимодействия:

- Адресация компьютеров:
- Аппаратные адреса: 810005е24а08;
- Символьные адреса (доменные имена): de.ifmo.ru;
- Числовые составные адреса: 192.145.156.056.
Основные понятия технологии «Клиент-Сервер».
Сервер – это программный модуль, который обслуживает запрос на доступ к ресурсам своего компьютера, а также компьютер, который предоставляет свои ресурсы другим компьютерам сети.
Клиент – это программный модуль, который вырабатывает запросы на доступ к удаленным ресурсам и передает их по сети на нужный компьютер, а также компьютер, который потребляет локальные ресурсы других компьютеров сети.
Служба – пара модулей «клиент-сервер», обеспечивающая совместный доступ к определенному типу ресурсов.
Сервис – это описание набора услуг конкретной службы.
Распределенная программа – это программа, состоящая из нескольких частей: каждая часть выполняется, как правило, на отдельном компьютере сети (по аналогии обмена почтой между директорами организаций через своих секретарей).
Протокол – это правила взаимодействия между системами одного уровня (по аналогии взаимодействия по почте между секретарями).
Интерфейс – это набор функций, который предоставляет данный элемент вышестоящему элементу системы (по аналогии с функциями секретаря по отношению к своему директору).
Стек протоколов – это набор протоколов разных уровней, достаточных для функционирования системы.
Способы соединения компьютеров в сеть (топология).
Оборудование для формирования физической структуры связей:
-
- линии связи:
- беспроводные (спутниковые и радиоканалы);
- кабельные (витая пара, толстый и тонкий коаксиал);
- сетевые адаптеры;
- повторители (repeater);
- концентраторы (hub).
- Оборудование для формирования логической структуры связей:
- Коммутаторы (switch);
- Маршрутизаторы (router);
- Шлюзы (gateway).
Что такое приложение «клиент-сервер»?
Приложение «клиент-сервер» разбивается на две части. Клиентская часть отвечает за поддержку ввода и представление выходных данных, а серверная – за хранение БД, обработку клиентских запросов к БД, возврат клиенту результатов.
ПО для технологии «клиент-сервер».
- Технологии на стороне клиента:
- сценарии или скрипты на языке JavaScript,
- апплеты на языке Java,
- программы по технологии ActiveX (MS).
- Технологии на стороне сервера:
- CGI-скрипты,
- PHP-сценарии,
- ASP-технология,
- JSP-технология,
- Java-сервлеты
Фаза 6: Технология мультимедийных БД.
Технология мультимедийных БД (с 1995 г.) связана с переходом к объектно-реляционным БД.
Название технологии происходит от «мультимедиа» (от англ. multimedia – многие средства).
Технология позволяет хранить, обрабатывать и манипулировать объектами со сложным поведением (карты, видео-ролики и т.п.).
Клиенты и серверы строятся с использованием апплетов и «хелперов», которые сохраняют, обрабатывают и отображают данные того или иного типа (звук, графика, видео, электронные таблицы, графы).
- КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
- В каких аспектах можно рассматривать эволюцию ИТ?
- Почему сегодня эволюцию ИТ не рассматривают как эволюцию носителей информации?
- Назовите основные этапы в эволюции критериев разработки ПО.
- Сколько этапов (фаз) насчитывает эволюция ИТ с точки зрения смены технологий управления данными?
- Какие фазы эволюции ИТ связаны с эволюцией носителей информации?
- Каким образом осуществлялось управление данными в технологии магнитных лент?
- Каким образом осуществлялось управление данными в технологии оперативных БД на основе магнитных дисков и барабанов?
- Каким образом в этой технологии обеспечивалась независимость данных?
- Какая проблема вызвала переход к следующей фазе в развитии ИТ?
- Что такое «компьютерная сеть» (КС)? Назовите основную цель функционирования КС?
- Назовите основные признаки, используемые для классификации КС.
- Назовите и определите основные виды КС.
- Опишите общую схему взаимодействия в КС по технологии «клиент-сервер».
- Назовите и определите основные понятия технологии «клиент-сервер».
- Каким образом строится приложение «клиент-сервер»?
- Назовите технологии программирования на стороне сервера.
- Назовите технологии программирования на стороне клиента.
- Назовите основные признаки технологии мультимедийных БД.