Понятие телекоммуникации и компьютерной сети
Классификация баз данных и виды моделей данных
По технологии обработки данных базы подразделяются на централизованные и распределенные. Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы (машины). Такой способ использования часто применяется в локальных сетях. Распределенная база состоит из нескольких, возможно пересекающихся и даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных ЭВМ сети.
По способу доступа базы разделяются на базы данных с локальным доступом и базы данных с сетевым (удаленным) доступом.
При разработке БД на этапе концептуального проектирования подробно рассматривается предметная область, данные, их свойства и связи между ними. При этом применяются две методологии моделирования: семантическая и объектно-ориентированная. При семантическом моделировании главное внимание уделяется структуре данных, объектно-ориентированный подход нацелен на описание поведения объектов данных и способах манипулирования с ними. Сближение этих двух подходов привело к понятию объектно-ориентированных баз данных. Большинство существующих БД используют понятия и идеи объектно-ориентированных БД.
Предметная область баз данных рассматривается как объектная система и имеет следующие составляющие:
· объект;
· средство;
· время;
· связь.
Объект — это то, о чем накапливается информация в БД и что может быть однозначно идентифицировано. Объекты могут быть атомарными и составными. Для составного объекта определяется его внутренняя структура. Каждый объект в текущий момент времени взаимодействует с другими объектами определенным набором средств и связей.
Атрибут — это поименованная характеристика объекта, с помощью которой моделируется какое-то свойство объекта. Каждый объект имеет свои атрибуты, которые могут быть простыми и составными. Простые атрибуты не могут быть разделены на более мелкие компоненты, а остальные могут.
Атрибуты, с помощью которых можно идентифицировать экземпляр объекта, называются ключами. В качестве ключей иногда можно использовать несколько атрибутов, один из которых выбирается в качестве первичного ключа. Идентификацию некоторых объектов приходится осуществлять с помощью составных ключей, которые включают несколько атрибутов.
Объекты могут быть связаны между собой. Существует несколько типов связей, для характеристик которых, так же как и для объектов, можно использовать атрибуты.
Структурными элементами наиболее распространенных баз данных являются поля, записи и файлы. Полем называется элементарная единица логической организации данных, которая имеет имя, тип, длину, точность и соответствует неделимой единице информации — реквизиту. Запись — совокупность логически связанных полей. Файлом называется совокупность экземпляров записей одной структуры (рис. 4.1). Другими словами файл — это чаще всего таблица, поле — столбец, а запись — строка этой таблицы.
Рис. 4.1. Основные структурные единицы базы данных
Основой СУБД являются два языка — язык описания данных (ЯОД) и язык манипулирования данными (ЯМД). С помощью языка описания данных программисты описывают структуру и содержимое базы данных. Язык манипулирования данными является средством, которое применяется пользователями для выполнения операций над данными, хранящимися в базе.
В основе любой базы данных лежит модель данных, т.е. их информационная структура. Модель базы данных — это множество структур данных и операций манипулирования с этими структурами. Если БД не содержит никаких внешних данных, в ней все равно имеется информация. Эта информация — структура самой базы. Структура определяет методы занесения данных и хранения их в базе.
Итак, модель данных — это некоторая абстракция, в которой отражаются самые важные аспекты функционирования выделенной предметной области. Описано много разнообразных моделей, используемых в базах данных. Все их можно разделить на три категории:
· объектные модели данных;
· модели данных на основе записей;
· физические модели данных.
Наибольшее распространение получили модели данных на основе записей. В них БД состоит из нескольких записей фиксированного формата и разных типов. Информационные модели данных на основе записей подразделяются на:
· теоретико-графовые (ТГ):
- иерархические модели;
- сетевые модели;
· теоретико-множественные (ТМ):
- реляционные модели.
В теоретико-графовых моделях предусматривается одновременная обработка только одиночных объектов данных из БД. Доступ к БД поддерживается созданием соответствующих прикладных программ с собственным интерфейсом. Механизмы доступа к данным и навигации по структуре данных в таких моделях достаточно сложны, особенно в сетевой модели.
Теоретико-множественные модели используют математический аппарат реляционной алгебры (знаковой обработки множеств). Данные в таких БД представлены в виде совокупностей таблиц, над которыми могут выполняться операции, сформулированные в терминах реляционной алгебры.
В иерархической БД существует упорядоченность элементов в записи. Объекты, связанные иерархическими отношениями, образуют ориентированный граф — дерево. Для этой структуры характерна подчиненность объектов нижнего уровня объектам верхнего уровня (рис. 4.2). Иерархическую базу данных образует, например, каталог файлов, хранимых на диске, а дерево каталогов — наглядная демонстрация ее структуры.
Первые системы управления базами данных использовали иерархическую модель данных. Самой известной СУБД, использующей модель данных этого типа, является система фирмы IBM — Information Management System (IMS), первая версия которой появилась в 1968 году.
Рис. 4.2. Иерархическая БД
Основными информационными единицами в иерархической системе данных являются сегмент и поле. Поле данных определяется как наименьшая неделимая единица данных, доступная пользователю. Сегмент образуется из значений полей данных. В иерархической модели вершине графа-дерева соответствует сегмент, а дугам — типы связей "предок-потомок". Каждый сегмент-потомок должен иметь в точности одного предка.
В целом иерархическая БД состоит из упорядоченного набора нескольких экземпляров одного типа дерева. При этом граф-дерево обладает следующими свойствами:
· имеется только одна вершина графа — корень, в которую не заходит ни одно ребро;
· в вершины 
-го уровня заходит одно ребро 
-го уровня, исходят из этих вершин ноль, один или несколько порожденных вершин, называемых потомками;
· единственный проход к порожденной вершине лежит через ее исходную вершину;
· каждый потомок имеет только одного предка;
· нет замкнутых петель и циклов;
· сегмент, у которого нет потомков, называется листовым сегментом.
При работе с древовидной структурой используются два метода доступа ко всем вершинам внутри дерева: прямой порядок обхода дерева (от корня с нисходящим обходом поддеревьев до нужного уровня) и обратный порядок обхода дерева ( от -го уровня с восходящим обходом поддеревьев до корня).
Рис. 4.3. Сетевая БД
Сетевая БД отличается большей гибкостью, т.к. в ней существует возможность дополнительно к вертикальным иерархическим связям добавить горизонтальные связи. Сетевая структура представляет собой произвольный граф, здесь каждый элемент может быть связан с любым другим элементом (рис. 4.3).
Произвольный граф состоит из вершин (узлов), соединенных ребрами. В сетевой модели узлы представляют собой объекты в виде типов записей данных, а ребра — связи между объектами. Основное отличие графовых форм представления данных в сетевой структуре от данных в иерархической структуре состоит в том, что потомок в графе может иметь любое число предков.
Типичным представителем СУБД, использующих сетевую модель данных, является Integrated Database Management System (IDMS) компании Cullinet Software, Inc., предназначенная для использования на машинах фирмы IBM.
Рис. 4.4. Основные структуры сетевой модели данных
Основными типами структур данных в сетевых моделях являются элементы данных, агрегаты данных, записи и наборы (рис. 4.4). Элемент данных — это наименьшая поименованная информационная единица данных, доступная пользователю. Следующему уровню обобщения соответствует агрегат данных — поименованная совокупность элементов данных внутри записи или другого агрегата. Запись — конечный уровень композиции элементов данных. Каждая запись представляет собой именованную структуру, содержащую один или более элементов данных. Тип записи — это совокупность логически связанных экземпляров записей. Тип записей моделирует некоторый класс объектов реального мира. Наконец, набор — это поименованная двухуровневая иерархическая структура, содержащая запись владельца и записи членов. Наборы выражают связи между типами записей.
Сетевой граф БД устроен значительно сложнее иерархического и имеет следующие свойства:
· БД может содержать любое количество наборов и записей;
· между двумя типами записей может быть любое количество наборов;
· тип записи может быть владельцем в одних типах наборов и членом в других типах наборов, а может и не быть членом какого-то типа набора;
· только один тип записи может быть владельцем в каждом наборе;
· типы наборов могут образовывать циклическую структуру;
· один и тот же тип записи может быть владельцем нескольких типов наборов и одновременно может быть членом нескольких типов наборов.
Недостатком сетевой модели является сложность ее реализации.
Реляционными (от англ. relation) являются БД, содержащие информацию, организованную в виде прямоугольных таблиц. Реляционные БД характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений.
Создатель реляционной модели — сотрудник фирмы IBM Э.Ф. Кодд[1]. Одним из основных преимуществ реляционной модели является ее однородность. Все данные рассматриваются как хранимые в таблицах и только в таблицах. Каждая строка такой таблицы имеет один и тот же формат.
В настоящее время реляционный подход к построению баз данных наиболее распространен. Этот подход имеет следующие достоинства:
· использование сравнительно небольшого набора абстракций, позволяющих моделировать большинство предметных областей;
· наличие простого математического аппарата, опирающегося на теорию множеств и математическую логику и обеспечивающего теоретический базис реляционного подхода;
· возможность навигации по БД без знания конкретной физической организации данных на внешних носителях.
Основные теоретические результаты реляционного подхода были получены в 70-е годы XX столетия. Большой вклад в развитие реляционной алгебры и нормализации отношений внес Э.Ф. Кодд. В частности в статье, опубликованной в журнале "Computer Word" он сформулировал двенадцать правил, которым должна соответствовать настоящая реляционная база данных.
Реляционные системы не сразу получили широкое распространение. Даже сейчас не существует такой реляционной БД, в которой поддерживались бы все до единой возможности реляционной технологии. К настоящему времени основными недостатками реляционной технологии являются:
· ограниченность реляционных БД при использовании, например, в системах автоматического проектирования (САПР), в которых используются очень сложные структуры;
· ограниченные возможности адекватного отражения семантики предметной области.
Итак, реляционная БД — это конечный набор отношений. Отношения используются для представления объектов и для представления связей между объектами. Каждое отношение — это двумерная таблица, состоящая из строк и столбцов, причем строки соответствуют записям, а столбцы атрибутам.
Атрибут — это поименованный столбец отношения. Свойства объекта, его характеристики определяются значениями атрибутов.
Хотя понятия "отношение" и "таблица" иногда рассматриваются как синонимы, их следует различать: отношением является не любая таблица, а лишь таблица, обладающая определенными свойствами. Будем в последующем изложении употреблять термин "таблица" с учетом этого замечания.
Каждая реляционная таблица, представляя двумерный массив (см. рис. 4.1), обладает следующими свойствами:
· каждый элемент таблицы — один элемент данных;
· все столбцы однородны, т.е. все элементы в столбце имеют одинаковый тип и длину;
· каждый столбец имеет уникальное имя;
· одинаковые строки в таблице отсутствуют;
· порядок следования строк и столбцов произвольный.
Рассмотрим основные свойства полей БД и используемые типы данных на примере реляционной СУБД Microsoft Access. В ней все поля имеют следующие основные свойства:
· имя поля — определяет обращение к данным этого поля, используется в качестве заголовков столбцов таблиц;
· тип поля — определяет тип данных, содержащихся в данном поле;
· размер поля — задает предельную длину поля (в символах);
· формат поля — определяет способ форматирования данных в адресах памяти, принадлежащих полю;
· значение по умолчанию — это значение вводится в адреса поля автоматически и является средством автоматизации вода данных;
· условие на значение — ограничение, используемое для проверки правильности ввода данных;
· сообщение об ошибке — текстовое сообщение, выдаваемое при попытке ввода в поле ошибочных данных;
· обязательное поле — свойство, определяющее обязательность заполнения данных этого поля;
· индексированное поле — свойство, ускоряющее операции по поиску и сортировке записей и проверяющее записи на наличие дублирования данных.
Так как в разных полях могут храниться данные разного типа, то свойства полей зависят от типа хранимых данных. Таблицы баз данных допускают работу с большим количеством разных типов данных по сравнению с другими программами стандартных Windows-приложений. Основные типы данных, используемые в Microsoft Access следующие:
· текстовый — тип, используемый для хранения текста длиной до 255 символов;
· поле MEMO — специальный тип для хранения больших объемов текста (до 65 535 символов). Физически такой текст хранится не в поле, а в другом месте базы данных, в поле же хранится лишь указатель на этот текст;
· числовой — тип для хранения действительных чисел;
· дата/время — тип данных для хранения календарных дат и текущего времени;
· денежный — тип для хранения денежных сумм. Данные этого типа имеют некоторые особенности по сравнению с действительными числами и хранятся отдельно;
· счетчик — специальный тип данных для натуральных чисел с автоматическим наращиванием. Используется для порядковой нумерации записей;
· логический — тип для хранения логических величин;
· поле объекта OLE — специальный тип данных, предназначенный для хранения мультимедийных объектов. Эти объекты, как и объекты полей MEMO, хранятся в специальном месте БД, а в поле объекта OLE хранится лишь ссылка на этот адрес;
· гиперссылка — специальное поле для хранения адресов Web-объектов Интернета. При щелчке на ссылке происходит запуск браузера и воспроизведение объекта в его окне.
Во всех базах данных реализован особый способ сохранения данных, отличный от способа сохранения данных в файловых системах. В части операций, как обычно, участвует операционная система компьютера, но некоторые операции сохранения происходят в обход операционной системы.
Операции изменения структуры базы данных, создание новых таблиц или иных объектов происходят при сохранении файла базы данных, т.е. об этих операциях СУБД предупреждает пользователя. С другой стороны, операции по изменению содержания данных, не затрагивающие структуру базы, выполняются автоматически и без предупреждения. Все изменения, вносимые в таблицы базы, сохраняются на диске без нашего ведома, т.е. происходит работа с жестким диском напрямую, вне операционной системы.
Контрольные вопросы
1. Дайте краткую характеристику основных типов баз данных.
2. Сформулируйте подходы к проектированию баз данных?
3. Что такое СУБД и каковы ее стандарты?
4. Укажите способы реализации СУБД.
5. Опишите содержание процесса проектирования баз данных.
6. Какие существуют критерии оценки баз данных?
7. Назовите основные элементы окна СУБД Access.
8. Перечислите основные объекты окна базы данных.
9. Какие режимы работы используются для работы с таблицей, формой, отчетом?
10. Для чего нужен запрос?
11. Основные приемы работы с данными
12. Создание и редактирование формы. Сортировка данных
13. Организация поиска
14. Элементы управления
15. Создание отчета
16. Организация работы с данными
17. Управление данными
18. Создание и редактирование формы с рисунком
19. Правила создания базы данных
РАздел 5. ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ КОММУНИКАЦИИ. СЕТЕВОЙ СЕРВИС И СЕТЕВЫЕ СТАНДАРТЫ
5.1. Internet/Intranet-технологии
Internet и реализующие его технологии – сетевые технологии поиска, сбора, обработки, обработки, анализа, распространения и защиты данных и информации – являются неотъемлемым атрибутом информационного общества и его базовым основанием. Сегодня эти технологии, о которых впервые заговорили в последней трети прошлого века, работают практически во всех областях экономики, науки, культуры, социальных преобразований. Internet в настоящее время объединяет десятки тысяч компьютерных локальных, региональных, федеральных сетей и миллионы пользователей во всем мире. При этом сетью объединены компьютеры тысяч различных типов, оснащенных самым разным программным обеспечением.
Существует много толкований термина Internet, однако он имеет два основных значения:
· глобальное сообщество произвольно объединяемых мировых сетей, которые используются для свободного обмена данными;
· совокупность технологий, реализующих обмен данными на основе использования семейства протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol), называемых Internet-технологиями, или технологиями Internet.
В основе создания Internet лежит история развития обособленной сети ARPAnet – первой экспериментальной компьютерной сети национального масштаба. Она была создана в конце 60-х годов в целях поддержки научных исследований Министерства обороны США (Advanced Research Project Agency – ARPA) и объединила сотни компьютеров нескольких крупных научных и университетских центров[2]. Узлы сети были связаны физическими выделенными линиями, а передачи и прием данных обеспечивались специальными программами, работающими на узловых компьютерах. Сеть изначально предполагалась ненадежной – исследовалась возможность передачи данных в сети, отдельные фрагменты которой могут перестать функционировать в любой произвольный момент. Программные системы, в которые были заложены принципы искусственного интеллекта, должны были отыскивать работающие сегменты сети и «прокладывать» новые маршруты передачи данных. Выход из строя любого канала связи не должен был вывести такую сеть из строя. При этом общий алгоритм был основан на допущении, что любой компьютер мог связаться с любым «ответившим» компьютером как «равный с равным». Реально сеть стала использоваться для обмена сообщениями (E-mail) и файлового обмена (File-oriented Interchange).
Примерно в это же время появились локальные вычислительные сети (Local Area Network – LAN) и компьютеры с операционной системой UNIX, которые помимо чисто вычислительных задач стали обслуживать эти сети. Они получили название рабочие станции. OC UNIX была выбрана потому, что в неё была заложена возможность работать с IP-протоколами, которые содержали:
- правила инициализации и поддержания работы в сети;
- описание информационных сетевых пакетов (пакетов данных) семейства IP;
- привила обращения с IP-пакетами (идентификация, проверка целостности, обработка, пересылка, прием и т.д.).
Эти решения оказались успешными, стандартизация протоколов позволила подключать к сети компьютеры с различным базовым программным обеспечением. Появилось понятие «трафик», трактуемое в единицах обмена информацией, которым стали измерять реальную загрузку сети. Технология передачи данных IP-пакетами оказалась чрезвычайно перспективно в техническом отношении, однако в чисто пользовательском плане её необходимо было дорабатывать, так как скорость передачи данных не могла компенсировать значительные затраты времени на поиск нужной информации в огромных массивах данных.
В марте 1989 года Тим Бернерс-Ли (Tim Berners-Lee, Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire – CERN, Женева) предложил концепцию распределенной информационной системы с целью «объединения знаний человечества», которую он назвал «всемирной паутиной» (World Wide Web – WWW). Для её создания он объединил две существующие технологии – технологию применения IP-протоколов (Internet Protocol) для передачи данных и технологию гипертекста (Hypertext Technology). Эта технология основана на реализации быстрого перехода от одного фрагмента текста к другому по выделенным ссылкам (Dedicated Links), при этом указанные фрагменты могут располагаться на физически разделенных компьютерных носителях. Информационная система, построенная на этих принципах, могла объединить множество информационных ресурсов, разбросанных по многочисленным открытым базам данных. Основная метафора Web-гипертекста – это «электронная книга» с автоматически поддерживаемыми мгновенными переходами по ссылкам. Сам же термин гипертекст был впервые предложен Тедом Нельсоном в 1965 году, а первую работающую гипертекстовую систему создал в 1968 году Дуг Энгельбард.
В 1991 году был создан первый браузер (Browser) – компьютерная программа просмотра гипертекста, работавший в режиме командной строки. Его применение позволило уже в 1992 году успешно реализовать предложенный проект, направленный в конечном итоге на создание «бесшовного информационного пространства» (Seamless Informational Area – SIA), охватывающего всю планету.
С точки зрения пользователя информационное пространство «Всемирной паутины» состоит их документов различного формата (мультемедиа-документов), предметных указателей и ссылок. Для перехода по ссылке или поиска по указателю пользователь применяет соответствующий браузер, «понимающий» язык разметки гипертекста. Поисковая система отыскивает по ссылке или ключевым словам в «паутине» нужный каталог, читает его структуру, считывает нужный документ и пересылает его пользователю. Web-сервер автоматически генерирует гипертекстовое представление требуемых файлов по запросам пользователя.
В сентябре 1994 году Оливер Мак-Брайан (Oliver McBryan) из Колорадского университета (США) разработал одно из первых автоматических средств составления предметного указателя для WWW, названное WWWWorm. За несколько минут Worm формировал базу данных из десятков тысяч мультимедийных объектов, которые стало возможным находить по ключевым словам[3]. Можно считать, что с этого момента информационное пространство World Wide Web было, в принципе, сформировано. Дальнейшее развитие шло по линии совершенствования технологий поиска, передачи, обеспечения безопасности, разработки и стандартизации различных Web-интерфейсов, повышающих комфорт использования Web-технологий. С середины 90-х годов эти технологии стали находить всё более широкое применение во многих сферах человеческой деятельности.
Основными элементами технологии WWW являются[4]:
- язык гипертекстовой разметки документов (Markup Language – HTML);
- протокол обмена гипертекстовой информацией (Hypertext Transfer Protocol – HTTP);
- универсальный способ адресации ресурсов в сети (Universal Resource Identifier – URI и Universal Resource Locator – URL);
- система доменных имен (Domain Name System – DNS);
- универсальный интерфейс шлюзов (Common Gateway Interface – CGI), добавленный позже сотрудниками Национального центра суперкомпьютерных приложений (National Center for Supercomputing Applications – NCSA).
Язык гипертекстовой разметки HTML создан на опыте использования редактора TeX и системно- и аппаратно-независимых методов представления текста в электронной форме (Standard Generalized Markup Language – SGML, стандарт ISO 8879). Основная идея гипертекста заключается в присутствии внутри ASCII-текста форматирующих полей и ссылок как на части внутри документа, так и на другие документы. Благодаря этому можно просматривать документы в том порядке, в каком требуется, а не последовательно, как при чтении книг. База данных гипертекста является частью файловой системы, которая содержит текстовые файлы в формате HTML и связанные с ними графику, мультимедиа и другие ресурсы.
Для получения файла из Internet браузер нужно знать, где находится файл и как общаться с компьютером, на котором этот файл находится. Программа-клиент WWW передает имя необходимого файла, его местоположение в Internet (адрес хоста) и метод доступа (обычно протокол HTTP или FTP). Комбинация этих элементов формирует универсальный идентификатор ресурса (URI). URI определяет способ записи адресов различных информационных ресурсов. В основу URI были заложены идеи расширяемости, полноты и читаемости. Реализация URI для WWW является способом адресации в сети (URL). Общий формат ссылки URL: протокол://узел/путь/файл [#метка].
Internet является совокупностью эффективных методов коммуникации на базе современных стандартизированных протоколов связи и работы с информацией, находящейся на удаленных носителях. Кроме непосредственных функций по транзиту данных любых типов технологии Internet обеспечивают широкий спектр разнообразных информационных услуг, реализуемых различными службами:
· служба пересылки и приёма сообщений (E-mail);
· служба гипертекстовой среды (WWW);
· служба передачи файлов (File Transfer Protocol – FTP);
· служба удаленного управления компьютером (Teletype Network – Telnet);
· служба имен доменов (Domain Name System – DNS);
· служба телеконференций (Users Network – Usenet) и чат-конференций (Internet Relay Chat – IRC).
Для быстрого поиска информации в Internet разработаны специальные программы, которые по заданным адресам и ссылкам мгновенно отыскивают нужную информацию. При этом число обработанных информационных ресурсов может достигать сотен тысяч. Совокупность поисковых и сервисных программ образует мощные общедоступные и коммерческие поисковые службы – в зарубежном секторе Internet это: Alta Vista, Excite, Google, HotBot, Infoseek (Go)Light, Lycos, Magellan, Norbern, Yahoo!, Open Text, Web Crawler. В русскоязычном секторе основными полнотекстовыми поисковыми системами считаются Апорт, «Иван Сусанин», «Кирилл и Мефодий», «Россия-Он-Лайн», Rambler, List.ru, Russia on the Net, FTPSearch, Яndex.
Программная индустрия для Web испытывает сейчас настоящий бум: сотни компаний – разработчиков программного обеспечения для Web – создают новые технологии и инструментальные средства для навигации, работы в Сети и разработки пользовательских приложений. К их числу можно отнести:
· программы просмотра и навигации (браузеры);
· средства поиска и доставки информации (поисковые машины);
· программное обеспечение Internet и Web-серверов, серверные приложения и расширения;
· средства администрирования в сетях;
· клиентские приложения и расширения (Web- сервисы);
· инструментальные средства разработки;
· средства обеспечения безопасности.
Инструментальные средства разработки Internet-приложений разнообразны и включают:
· редакторы гипертекста и графические редакторы;
· средства разметки карт изображений и конверторы изображений;
· средства мультимедиа (аудио, анимация, видео);
· средства генерации виртуальной реальности;
· средства и языки программирования серверных и клиентских приложений и расширений.
Редакторы гипертекста формируют HTML-файлы в режимах программирования или WYSIWYG (What You See Is What You Get). Можно использовать и обычные текстовые редакторы, а также средства, встроенные в браузеры. К этой же группе относятся конверторы, «перегоняющие» офисные документы в гипертекст.
Графические редакторы служат для создания изображений, включаемых в гипертекст.
Средства разметки карт изображений позволяют разбить изображение на участки и связать гиперссылки с каждым из них. Такие средства могут быть встроены в графический редактор. Конверторы изображений обеспечивают преобразование форматов, размеров и цветов, создание специальных эффектов.
Средства мультимедиа предназначены для создания звукового и музыкального сопровождения, анимационных и видеороликов. Часто воспроизведение файлов мультимедиа осуществляется клиентскими расширениями или специальными Helper-программами.
Средства генерации виртуальной реальности позволяют запрограммировать трехмерные сцены и управление ими на языке VRML (Virtual Reality Modeling Language). Ввиду того, что процесс воспроизведения виртуальной реальности достаточно сложен, могут потребоваться дополнительные средства автоматизированного проектирования и анимации. Для просмотра Web-страниц с VRML-изображениями необходимо использовать соответствующие браузеры, например, WebSpace от Silicon Graphics или VRML-расширения для Internet Explorer или Netscape Navigator.
Системы программирования клиентских приложений предназначены для разработки и отладки сценариев (на языках VBScript или JavaScript) и мобильных приложений (на языке Java), выполняемых на стороне клиента. Наибольшие удобство и производительность разработки дают средства визуального программирования. В качестве средств программирования серверных приложений могут использоваться как обычные системы программирования (VisualBasic, C/C++, Java), так и интерпретаторы команд (UNIX-shell, REXX и др.), интерпретаторы и компиляторы сценариев на JavaScript, VBScript и Perl. Для создания клиентских и серверных расширений используются системы программирования, позволяющие создавать компоненты с использованием механизмов ActiveX или Plugin, представленных в виде встроенных или дополнительных библиотек интерфейсов.
Средства администрирования, как правило, поставляются в составе программного обеспечения Web-сервера и служат для конфигурирования, активации и мониторинга Web-сервисов, для контроля актуальности гиперссылок и связности гипертекстовой структуры, для учета и протоколирования использования серверов, для настройки и сопровождения системы безопасности.
Средства обеспечения безопасности данных и самих сетей могут быть встроены в программное обеспечение Internet-серверов или представлены в виде дополнительных компонентов: комплексов Firewall и Proxy-серверов, выполняющих фильтрацию данных на различных уровнях.
До недавнего времени Internet был своеобразной «улицей с односторонним движением», так как информация с Web-страниц поступала к пользователю от Web-сервера только при наличии запроса пользователя. С появлением в языке HTML диалоговых свойств пользователь получил обратную связь с Web-сервером. Обмен параметров при этом осуществляется через специальный графический интерфейс (Computer Graphical Interface – CGI).
В последнее время все большее распространение получает механизм согласования запускаемых программ через многоцелевые расширения почтовой службы Internet (Multipurpose Internet Mail Extensions – MIME). Современные браузеры – помимо взаимодействия с Web-серверами через протокол HTTP – могут взаимодействовать с различными типами серверов и служб с использованием протоколов FTP, File, Gopher, Mailto, NNTP, Telnet, WAIS. В состав URL входит информация о методе доступа, требующаяся браузеру, чтобы использовать любой из этих протоколов[5].
Если Internet включает в себя необозримое внешнее информационное пространство и соответствующие ресурсы, то Intranet – это внутреннее информационное пространство организации, реализуемое в локальной сети (Local Area Network – LAN), но обладающей всеми возможностями Internet, ориентированной, как правило, на применение в рамках одной организации. Отличается высокой безопасностью и скоростью работы. Используется для решения задач по автоматизации документооборота, информационному сопровождению бизнес-процессов, поиска и совместного доступа к данным и документам организации и имеет шлюзы для подключения в Internet.
Для примера можно привести Intranet-сети, реализованные на основе технологии Dashboard от Microsoft. Рабочие места в сети на базе Dashboard строятся с помощью Microsoft Office, очень тесно интегрируясь с ним. Пользователь ищет и работает с данными в привычном интерфейсе, пользуясь Microsoft Outlook для доступа к сетевым данным. Об этом красноречиво говорит высказывание главы корпорации Microsoft Б.Гейтса (W.Gates): «Меня убедил опыт собственной компании. В Microsoft мы опубликовали в своей сети Intranet тысячи документов для использования внутри корпорации, но я с удивлением обнаружил, что с вводом у нас сети Intranet число обращений к данным возросло в несколько раз. Это весьма примечательный факт, если учесть, что и раньше ко многим из таких файлов добраться было нетрудно, а пользующиеся ими сотрудники неплохо владеют компьютером и весьма заинтересованы в изучении хранящейся в них информации».
Отметим, что сеть Intranet – отличная платформа для работы с информацией внутри предприятия. Современный Web-браузер доступен для любой клиентской системы, Web-серверы не требуют аппаратных средств такой большой мощности, которая требуется, например, для классических пакетов групповой работы типа LotusNotesDomino. Рынок программного обеспечения для Web-серверов весьма разнообразен – пользователи не «привязаны» к одному поставщику. Большинство приложений разработано на базе принципа открытых систем и прекрасно взаимодействуют. Технология Web обладает свойством наращиваемости и может использоваться в любых вычислительных сетях. Средства разработки приложений в комплексах прикладных программ для пользовательских персональных компьютеров облегчают создание HTML-страниц для Web-серверов.
Многообразие протоколов, служб, клиентских приложений, возможностей работы практически с любыми серверными платформами (Linux, Windows, Solaris, BSD и др.) и операционными системами превратили Internet в мощный инструмент, широко использующийся в бизнесе. Распределенные информационные системы, построенные на Internet/Intranet-технологиях – в том числе и с применением спутниковых систем – стали обычным явлением. Многие сферы бизнеса получили приставку «е» – e-Business, что означает «электронный бизнес».
В настоящее время сеть Internet является базовой основой перехода к информационному обществу, а сам он становится глобальной индустрией в информационном, экономическом и социальном пространствах. По оценкам различных международных служб общий оборот в Internet-индустрии к 2010 году составил более 12 трлн долларов.
Выше упоминалось, что Internet в настоящее время объединяет множество компьютерных локальных (Local Area Net – LAN), региональных и федеральных (Wide Area Net – WAN) сетей и миллионы пользователей во всем мире. Таким образом, базовой единицей всемирной компьютерной сети (World Wide Web – WWW) является выделенная компьютерная сеть общего или специализированного назначения для решения широкого круга задач. Рассмотрим общие принципы использования таких сетей и для начала дадим несколько определений.
Коммуникация – в широком смысле это общение (взаимодействие) между людьми, организациями и системами, осуществляемое при помощи различных средств (речь, символьные системы, системы связи). Как развитие понятия «коммуникация» появилось понятие телекоммуникация.
Телекоммуникация – организация и передача информации на «дальнее» расстояние с помощью технических средств (телефон, телеграф, радио, телевидение, компьютерная техника и т.п.).
Благодаря возникновению и развитию цифровых технологий и сетей передачи данных появился новый высокоэффективный способ взаимодействия, обеспечивающий реализацию принципа распространения и получения информации {7 х 24} – «в любом месте и в любое время – семь дней в неделю, двадцать четыре часа в сутки».
Компьютерная сеть представляет собой совокупность электронно-вычислительных устройств, объединенных средствами хранения и передачи данных (коммуникациями, телекоммуникациями), технического, организационного и технологического обслуживания и обеспечения (рис. 5.1). Основное назначение компьютерных сетей – предоставление различных информационных и вычислительных компьютерных услуг пользователям сети путем организации их доступа к ресурсам, распределенным в этой сети. Цель – обеспечить эффективность сбора, распределенной обработки и анализа данных, повысить информационную надежность управленческих решений.
Рис. 5.1. Состав базовых компонентов обеспечения компьютерной сети
Компьютерные сети применяются в различных областях и затрагивают почти все сферы человеческой деятельности, они являются эффективным инструментом связи между предприятиями, организациями, информационными системами и потребителями.
Сеть обеспечивает более быстрый доступ к различным источникам информации. Использование сети уменьшает избыточность локальных ресурсов за счет рационального механизма их объединения или разделения (например, создание общего многопользовательского вычислительного Web-ресурса или ресурса хранения данных, одновременное использование одного сервера или периферийных устройств несколькими пользователями одновременно и т.д.). Сеть обеспечивает новый уровень производительности труда сотрудников и обеспечивает эффективную связь компании с производителями и клиентами.
Принципы построения и функционирования аппаратного и программного обеспечения элементов сети определяются архитектурой компьютерной сети. Архитектура компьютерной сети определяет основные элементы сети, характер и топологию взаимодействия этих элементов, логическую, функциональную и физическую организацию технических, программных, организационных и информационных средств сети.
Контрольные вопросы
1. Какие два основных значения имеет термин Internet?
2. Какие информационные услуги реализуют Internet-службы?
3. Что такое пространство Intranet и чем оно отличается от пространства Internet?
4. Перечислите основные архитектуры компьютерных сетей.
5. Приведите классификацию компьютерных сетей по различным классификационным признакам.
6. Какие топологии локальных компьютерных сетей существуют? Определите преимущества и недостатки каждой топологии.
7. Назовите основные физические архитектуры локальных компьютерных сетей.
8. Что такое протокол глобальной компьютерной сети?
раздел 6. правовые информационные системы
Значение эффективной системы распространения правовой информации для современного общества трудно переоценить. Очевидно, что никакая реформа экономического уклада и политического устройства в стране в принципе невозможна без доступа к правовой информации как отдельных граждан, так и организаций.
Владение гражданами страны правовой информацией позволяет обществу эффективно развиваться. Не случайно в статье 29 Конституции РФ записано, что «каждый имеет право свободно искать, получать, передавать, производить и распространять информацию любым законным способом». А в статье 15 сказано, что «любые нормативные правовые акты, затрагивающие права, свободы и обязанности человека и гражданина, не могут применяться, если они не опубликованы официально для всеобщего сведения».
Однако юристы со стажем могут рассказать, что еще менее пятидесяти лет назад в СССР нормативные документы вообще почти не публиковались. Еще пятнадцать лет назад обращение в органы власти с просьбой передавать документы для дальнейшего распространения очень часто вызывало просто удивление - разработчики СПС хорошо это помнят по первым годам своей работы. А сейчас даже силовые ведомства сами обращаются к разработчикам СПС с идеями создания совместных информационных систем для распространения своей информации.
За прошедшие годы произошел существенный поворот в отношении государства и общества к вопросам распространения правовой информации, и в немалой степени этому способствовали процессы компьютеризации, развития информационных технологий и, в частности, широкое распространение компьютерных справочных правовых систем.
История развития справочных правовых систем в нашей стране берет свое начало с 1975 года, когда руководством Советского Союза было принято решение о развитии правовой информатизации - 25 июня 1975 года вышло Постановление Совета министров СССР № 558 «О мерах по дальнейшему совершенствованию хозяйственного законодательства». Пункт 7 этого документа звучал так:
«Признать необходимым ввести государственный учет нормативных актов СССР и союзных республик, а также организовать централизованную информацию о таких актах. В этих целях создать при Всесоюзном научно-исследовательском институте советского законодательства Министерства юстиции СССР научно-информационный центр, оснащенный современными техническими средствами для поиска и выдачи информации».
В результате в 1976 году при Министерстве юстиции СССР был создан Научный центр правовой информации (НЦПИ), который стал первой в стране организацией, предпринявшей попытку решить на современном научно-техническом уровне проблему поиска правовой информации. Однако пользоваться информационной базой НЦПИ могли только государственные органы.
С началом реформ спрос на электронные базы данных стал активно расти, и государственные организации оказались не в состоянии удовлетворить этот спрос ни количественно, ни качественно. Поэтому именно на рубеже 80-х и 90-х годов прошлого века одновременно с появлением в стране персональных компьютеров появились негосударственные, коммерческие СПС.
Стремительный рост числа специалистов (руководителей, юристов, экономистов, бухгалтеров, управленцев), которым требуется постоянный доступ к правовой информации, и развитие парка персональных компьютеров в совокупности привели к перевороту в области распространения правовой информации.
Можно без преувеличения сказать, что меньше чем за два десятка лет в России произошло чудо. В начале 90-х годов вряд ли кто-нибудь мог поверить, что за 10-15 лет разработка и обслуживание СПС превратятся в передовую отрасль информационного бизнеса, в которой ныне заняты десятки тысяч работников, и их услугами пользуются сотни тысяч организаций и миллионы специалистов.
Сегодня использование справочных правовых систем (СПС) окончательно стало стандартом работы с правовой информацией, привычным инструментом специалистов различных областей.
Превзойдя в последние годы по тиражам печатные издания юридической и бухгалтерской направленности, справочные правовые системы предоставляют своим пользователям максимум удобств при поиске и работе с информацией, обеспечивают экономическую безопасность ведения бизнеса.
Можно утверждать, что в России успешно реализован крупный общенациональный проект в высокотехнологичной сфере - создание в стране эффективной системы распространения правовой информации. Значимость проекта не исчерпывается новыми технологическими разработками, организационными решениями и экономическим эффектом от применения справочных правовых систем тысячами российских организаций. Не менее важно, что для российского бизнеса все привычней становится работа в рамках правового поля в соответствии с действующим законодательством. Только на таком пути наше государство может стать действительно правовым, «где и власть, и общество хорошо знают и уважают законы своей страны. А уровень правового сознания людей настолько высок, что позволяет эффективно контролировать действия чиновников обществом»[6].
Чтобы эффективно использовать в работе правовую информацию, в том числе полученную с помощью справочных правовых систем, надо иметь представление о видах правовой информации, ее структуре, знать условия и порядок применения правовых актов.
Под автоматизированной информационно-справочной системой (АИСС) в области права будем понимать автоматизированную информационную систему, предназначенную для сбора, систематизации, хранения и поиска правовой информации по запросам пользователей.
Наиболее известными системами, относящимися к данному виду, являются: информационная система «Эталонный банк правовых актов», созданная в НТЦ «Система» при Государственном правовом управлении Президента РФ; база данных по законодательству «Эталон», разработанная Научным центром правовой информации; справочно-правовые системы семейства «КонсультантПлюс», созданные ЗАО «КонсультантПлюс»; справочная правовая система «Гарант», разработанная научно-производственным объединением «Гарант-Сервис» (МГУ); информационная правовая система «Кодекс», созданная в «Центре компьютерных разработок» (Санкт-Петербург).
АИСС используются для накопления и постоянного корректирования больших массивов информации о лицах, фактах и предметах, представляющих интерес. Эти системы работают преимущественно по принципу «запрос — ответ», поэтому обработка информации в них связана в основном не с преобразованием первичных данных, а с их поиском.
Принципиальную особенность АИСС составляет понятие «информационный поиск». Информационный поиск — это процесс отыскания в каком-то множестве тех сведений, которые посвящены указанной в информационном запросе теме (предмету), информация о которой необходима пользователю.
Большое количество автоматизированных информационно-справочных систем создано и функционирует в правоохранительной и судебной сферах: «Убийство», «Следователь», «Рэкет», «Разбой», «Хищение оружия из хранилищ», «Расследование» — по организации расследования отдельных видов преступлений; «Сейф» — по информационному обеспечению расследования хищений из сейфов; «Девиз-М» — по расследованию поддельных денежных знаков; «Рецепт» — по расследованию поддельных рецептов на получение наркотических средств; «Досье» — по автоматизированному учету особо опасных преступников (рецидивистов, гастролеров, организаторов преступных групп, авторитетов уголовной среды и т.п.); «Папилон» — по проверке отпечатков пальцев и дактилокарт; «Криминал-И» — по учету правонарушений и преступлений, совершенных иностранными гражданами и гражданами России за рубежом; «Автопоиск» — по учету и организации поиска угнанного и бесхозного автотранспорта; «Антиквариат» — по учету похищенных культурных ценностей; «Наказание» — об отбывающих наказание; «Кортик» — по экспертизе холодного оружия и др.
Использование информационно-справочных систем правовой информации в различных областях деятельности имеет свои особенности и соответственно определяет специфические задачи и требования, которые позволяют говорить о них не только как о поисковом инструменте.
Можно выделить четыре основные сферы применения этих систем:
а) систематизация и исследование проблем законодательства;
б) законотворчество;
в) правоприменительная практика;
г) правовое образование.
Рассмотрим их более подробно.
Для успешного решения проблем систематизации законодательства необходима предварительная классификация правового материала. Особую роль при этом играет предметная классификация нормативных актов. Работа эта осуществляется на основе специальных тематических классификаторов (например, общеправовой классификатор отраслей законодательства).
Следует отметить неоспоримое преимущество автоматизированных информационно-поисковых систем при анализе связей между различными нормативными правовыми актами. Эта работа, достаточно кропотливая, если ее проводить вручную, становится простой и быстрой благодаря наличию во многих современных системах гипертекстовых ссылок между документами.
Велико значение автоматизированных информационно-поисковых систем при проведении основных видов систематизации правового материала: инкорпорации, кодификации и консолидации.
Хронологическая и предметная инкорпорации существенно упрощаются с помощью автоматизированных информационно-поисковых систем, имеющих специальные хронологические и предметные классификаторы.
Облегчается работа по внесению официальных изменений в текст нормативных правовых актов.
В законотворческой деятельности использование автоматизированных информационно-поисковых систем также имеет большое значение. Эти системы играют роль незаменимого помощника для учета предшествующего законодательства на этапе разработки новых нормативных актов. Необходимость увязки всех вновь создаваемых нормативных актов с уже действующими, недопущение повторений одних и тех же норм в различных правовых актах, признание определенных нормативных актов утратившими силу — работа очень трудоемкая. Ручной отбор необходимых правовых документов может не только занять достаточно длительное время, но и привести к тому, что многие нормативные акты останутся вне поля зрения специалистов. Машинный поиск существенно повышает оперативность подготовки новых нормативных актов и перечней нормативных актов, утративших силу.
Наибольшее применение автоматизированные информационно-поисковые системы находят в правоприменительной деятельности.
Как уже отмечалось, значительно выросло число специалистов, в своей деятельности сталкивающихся с необходимостью работы с правовой информацией. Получение необходимых нормативных правовых документов из средств массовой информации требует больших временных затрат. Эта задача становится еще более сложной, если речь идет о различных ведомственных нормативных актах, которые далеко не всегда издаются в периодической печати. С использованием информационно-поисковых систем задача быстрого подбора необходимых документов существенно упрощается. Более того, среди людей, работающих с правовой информацией, в последнее время сильно выросло число специалистов, не имеющих специального юридического образования. При необходимости решения конкретного правового вопроса многие из них не знают, какие конкретно нормативные правовые акты регулируют этот вопрос. Такие проблемы нередко возникают и перед юристами, не являющимися специалистами в рассматриваемой правовой области. Этих трудностей можно избежать, воспользовавшись различными поисковыми возможностями, предоставляемыми современными автоматизированными системами правовой информации. Системы классификации (хронологические, тематические, по реквизитам документов и т.п.) таких компьютерных баз позволяют на хорошем уровне решать многие задачи.