Для чего нужен компьютер выберите наиболее полный ответ

Обновлено: 21.11.2024

Информатика и области, связанные с вычислительной техникой: что это такое и в чем разница?

Широкая общественность не понимает, что такое информатика (иногда называемая просто "вычислениями") и чем она отличается от смежных областей, связанных с вычислительной техникой, таких как информационные системы и вычислительная техника. Это разные области, с разными направлениями обучения и разными карьерами и карьерными перспективами. Важно, чтобы учащийся, планирующий заняться одной из этих областей, знал различия, чтобы он или она могли найти область, которая лучше всего соответствует его или ее способностям, интересам и карьерным целям.

На этой странице рассматривается вопрос "Что такое информатика?" и обсуждается ее место в наборе областей, связанных с информатикой, которые обычно называют "вычислениями".

Короткий ответ

Следующие краткие определения основаны на определениях, используемых профессиональными сообществами в соответствующих областях. Более подробное обсуждение представлено в следующем разделе.

Информатика – это изучение теории, проектирования, реализации и производительности компьютерного программного обеспечения и компьютерных систем, включая изучение вычислимости и самих вычислений.

Компьютерная инженерия связана с проектированием компьютерного оборудования и компьютерных устройств. В той степени, в которой CE включает программное обеспечение, это программное обеспечение, тесно взаимодействующее с оборудованием для встроенных систем и компьютерных устройств.

Информационные системы как область деятельности связаны с применением современных информационных технологий для решения современных проблем, как правило, в сфере бизнеса и других предприятий

Длинный ответ

В оставшейся части этой страницы будет дано более полное описание трех областей вычислительной техники, представленных в кампусе UMaine. Из этих трех информатика (CS) является самой старой и обширной. Действительно, информационные системы (ИС) можно рассматривать как производные от КС, а вычислительная техника (КЭ) сформировалась на стыке КС и электротехники.

Тот факт, что на самом деле существует три отдельных области, каждая из которых имеет свою область изучения, подтверждается как минимум тремя вещами. Во-первых, эти три области обычно изучаются отдельно в университетах по всей стране и, как правило, реализуются на разных факультетах. Во-вторых, у них есть отдельные профессиональные сообщества. Основным профессиональным обществом компьютерных наук является Ассоциация вычислительной техники (ACM). Основным профессиональным сообществом компьютерной инженерии является Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE). Для информационных систем основными обществами являются Ассоциация информационных систем (AIS) и Ассоциация специалистов по информационным технологиям (AITP). В-третьих, три поля должны соответствовать разным критериям аккредитации.

Лучше всего искать определения полей в информации, предоставленной самими профессиональными сообществами. Наиболее лаконично это изложено в различных документах, созданных в рамках совместного проекта обществ Computing Curricula 2001 (CC2001) (совместный проект IEEE и ACM с участием других профессиональных обществ). Приведенные ниже определения основаны на обзорном документе этого проекта: Computing Curricula 2005: The Overview Report (подготовлен Объединенной целевой группой по вычислительным программам 2005 г., совместный проект Ассоциации вычислительной техники, Ассоциации информационных систем и Компьютерной Общество IEEE, сентябрь 2005 г.). Это называется CC2005. Другие документы из этой серии также существуют и полезны для понимания различий между полями:

CS2001: Computing Curricula 2001: Computer Science, Объединенная рабочая группа по вычислительным программам, Компьютерное общество IEEE и Ассоциация вычислительной техники, декабрь 2001 г.
CE2004: Рекомендации по учебным программам для программ бакалавриата в области вычислительной техники: Отчет в серии учебных программ по вычислительной технике, Объединенная рабочая группа по учебным программам компьютерной инженерии, Компьютерное общество IEEE и Ассоциация вычислительной техники, декабрь 2004 г. Ассоциация вычислительной техники, Ассоциация информационных систем и Ассоциация специалистов по информационным технологиям, 2002 г.; часть проекта Computing Curricula 2001.

Еще один документ, SE2004, также существует для разработки программного обеспечения, но мы придерживаемся стандартной точки зрения, согласно которой разработка программного обеспечения может считаться частью информатики; это, безусловно, имеет место в этом кампусе, как и в крупных школах разработки программного обеспечения.

Для удобства CC2005 и другие документы доступны здесь.

Информатика

Компьютерная наука занимается изучением теории, дизайна, реализации и производительности компьютеров и компьютерного программного обеспечения, включая изучение вычислимости и самих вычислений. В CC2005 ACM и IEEE говорят:

Компьютерные науки охватывают широкий спектр: от теоретических и алгоритмических основ до передовых разработок в области робототехники, компьютерного зрения, интеллектуальных систем, биоинформатики и других интересных областей. Мы можем разделить работу ученых-компьютерщиков на три категории.

Они разрабатывают и внедряют программное обеспечение. Ученые-компьютерщики берутся за сложную работу по программированию. Они также контролируют других программистов, информируя их о новых подходах.
Они изобретают новые способы использования компьютеров. Прогресс в таких областях CS, как сеть, база данных и человеко-компьютерный интерфейс, способствовал развитию Всемирной паутины. Теперь исследователи CS работают с учеными из других областей, чтобы превратить роботов в практичных и умных помощников, использовать базы данных для создания новых знаний и использовать компьютеры для расшифровки секретов нашей ДНК.

Они разрабатывают эффективные способы решения вычислительных задач. Например, ученые-компьютерщики разрабатывают наилучшие возможные способы хранения информации в базах данных, отправки данных по сети и отображения сложных изображений. Их теоретический опыт позволяет им определять максимально возможную производительность, а изучение алгоритмов помогает им разрабатывать новые подходы, обеспечивающие более высокую производительность.

Информатика охватывает весь диапазон от теории до программирования. Учебные программы, отражающие эту широту, иногда критикуют за то, что они не готовят выпускников к конкретным профессиям. В то время как другие дисциплины могут дать выпускникам более актуальные для работы навыки, информатика предлагает всеобъемлющую основу, которая позволяет выпускникам адаптироваться к новым технологиям и новым идеям. [CC2005, с. 13]

В 2013 году была опубликована рекомендуемая учебная программа по компьютерным наукам, опубликованная в качестве Руководства по учебной программе для программ бакалавриата в области компьютерных наук, подготовленная Объединенной целевой группой по вычислительным учебным программам Ассоциации вычислительной техники (ACM) и IEEE Computer Society.

Компьютерная инженерия

Компьютерная инженерия, с другой стороны, связана с проектированием компьютерного оборудования и проектированием компьютерных устройств, но не с программными системами, общими вычислениями или общими вычислительными системами. ACM и IEEE в CC2005 говорят:

Компьютерная инженерия связана с проектированием и созданием компьютеров и компьютерных систем. Он включает в себя изучение аппаратного и программного обеспечения, коммуникаций и взаимодействия между ними. Его учебная программа сосредоточена на теориях, принципах и практике традиционной электротехники и математики и применяет их к проблемам проектирования компьютеров и компьютерных устройств. Студенты, изучающие компьютерную инженерию, изучают проектирование цифровых аппаратных систем, включая системы связи, компьютеры и устройства, содержащие компьютеры. Они изучают разработку программного обеспечения, уделяя особое внимание программному обеспечению для цифровых устройств и их интерфейсам с пользователями и другими устройствами. Исследование CE может делать упор на аппаратное обеспечение больше, чем на программное обеспечение, или может быть сбалансированный акцент. CE имеет сильный инженерный оттенок. В настоящее время доминирующей областью вычислительной техники являются встроенные системы, разработка устройств со встроенным программным и аппаратным обеспечением. Например, такие устройства, как сотовые телефоны, цифровые аудиоплееры, цифровые видеомагнитофоны, системы сигнализации, рентгеновские аппараты и лазерные хирургические инструменты, требуют интеграции аппаратного и встроенного программного обеспечения, и все они являются результатом компьютерной инженерии. [CC2005, с. 13]

Как сообщает Департамент ECE UMaine на своем веб-сайте:

Между CS и CE часто существует законное совпадение. Например, компьютерная архитектура довольно часто преподается и изучается как CE, так и CS, как это происходит в UMaine. Нейронные сети, компьютерное зрение и низкоуровневая робототехника, использующие в основном аппаратные или программно-аппаратные решения, также часто находятся в отделе CE, как это имеет место в UMaine. Дизайн СБИС, с другой стороны, было бы неразумно найти на кафедре информатики, и нельзя было бы ожидать найти базовые дисциплины информатики в CE или IS, такие как ИИ, графика и визуализация, высокопроизводительные вычисления (помимо из соображений аппаратного обеспечения), компьютерных сетей, систем баз данных (кроме приложений), разработки программного обеспечения и т. д.

Информационные системы

ACM и IEEE в CC2005 говорят:

Специалисты по информационным системам сосредоточены на интеграции решений в области информационных технологий и бизнес-процессов для удовлетворения информационных потребностей предприятий и других предприятий, что позволяет им достигать своих целей эффективным и действенным способом.Взгляд этой дисциплины на информационные технологии делает упор на информацию и рассматривает технологию как инструмент для создания, обработки и распространения информации. Профессионалов в этой дисциплине в первую очередь интересует информация, которую компьютерные системы могут предоставить, чтобы помочь предприятию в определении и достижении его целей, а также процессы, которые предприятие может внедрить или улучшить с помощью информационных технологий. […] Большинство программ информационных систем (ИС) находятся в бизнес-школах. Все степени IS сочетают в себе курс по бизнесу и информатике. Существует множество программ ИС под разными названиями, которые часто отражают характер программы. Например, программы по компьютерным информационным системам обычно имеют самую сильную технологическую направленность, в то время как программы по информационным системам управления делают акцент на организационных и поведенческих аспектах ИС. Названия программ на получение степени не всегда совпадают. [CC2005, стр. 14]

Другие связанные области

Новые медиа

Четвертая область в кампусе, New Media, вообще не является компьютерной дисциплиной, а скорее пересекается с вычислениями как пользователем компьютерных технологий:

Программа новых медиа Университета штата Мэн предлагает междисциплинарный курс обучения системам, технологиям, истории, дизайну и теории информации. Учебная программа позволяет студентам исследовать творческие и прикладные процессы, необходимые для этой области обучения. Он готовит студентов к технологическим способностям, ясному мышлению и творческим специалистам в области средств массовой информации. [Новые медиа UMaine]

Информационные технологии (ИТ)

Есть некоторая путаница в отношении другой, весьма прикладной области вычислительной техники, информационных технологий. (Обратите внимание, что «информационные технологии» (ИТ) здесь отличается по значению от термина, используемого в Стратегическом плане UMaine, где авторы в основном имеют в виду «вычисления».)

ACM и IEEE в CC2005 различают ИС и ИТ следующим образом. В то время как с точки зрения ИС основное внимание уделяется информации, технология рассматривается как инструмент для создания, обработки и распространения информации:

Информационные технологии делают акцент на самих технологиях больше, чем на информации, которую они передают. ИТ — это новая и быстро развивающаяся область, которая началась как ответ на практические повседневные потребности бизнеса и других организаций. Сегодня организации любого типа зависят от информационных технологий. Они должны иметь соответствующие системы на месте. Эти системы должны работать должным образом, быть безопасными, обновляться, обслуживаться и заменяться по мере необходимости. Сотрудникам всей организации требуется поддержка со стороны ИТ-специалистов, которые разбираются в компьютерных системах и их программном обеспечении и привержены решению любых проблем, связанных с компьютерами, которые у них могут возникнуть. Выпускники программ информационных технологий удовлетворяют эти потребности. Программы на получение степени в области информационных технологий возникли потому, что программы на получение степени в других компьютерных дисциплинах не производили достаточного количества выпускников, способных справиться с этими вполне реальными потребностями. ИТ-программы существуют для подготовки выпускников, которые обладают правильным сочетанием знаний и практического опыта, чтобы заботиться как об инфраструктуре информационных технологий организации, так и о людях, которые ее используют. ИТ-специалисты берут на себя ответственность за выбор аппаратных и программных продуктов, подходящих для организации, интеграцию этих продуктов с потребностями и инфраструктурой организации, а также за установку, настройку и обслуживание этих приложений для пользователей компьютеров организации. Примеры этих обязанностей включают установку сетей; сетевое администрирование и безопасность; дизайн веб-страниц; разработка мультимедийных ресурсов; установка коммуникационных компонентов; надзор за системами электронной почты; а также планирование и управление жизненным циклом технологии, посредством которого технология организации поддерживается, обновляется и заменяется. [CC2005, стр. 14]

Информационные технологии не представлены в кампусе UMaine. На самом деле есть некоторый вопрос относительно пригодности такой специальности в кампусе университета (в отличие от технического колледжа).

Информатика

С термином "информатика" связана дополнительная путаница. Это в своем первоначальном смысле относится к конкретной области, изучающей свойства информации как таковой, например, работа Шеннона по теории информации. Этот термин, который иногда используется как синоним термина «вычисления», стал обозначать академическое исследование представления, хранения и использования информации в отличие от вычислительной обработки этой информации или в дополнение к ней.

Школа вычислительной техники и информатики – это центр информационных наук в UMaine. Помимо компьютерных наук, школа уделяет большое внимание исследованиям в области информатики и последипломному образованию, в частности, в области географической информатики.

Из этого введения в работу с сетями вы узнаете, как работают компьютерные сети, какая архитектура используется для проектирования сетей и как обеспечить их безопасность.

Что такое компьютерная сеть?

Компьютерная сеть состоит из двух или более компьютеров, соединенных между собой кабелями (проводными) или WiFi (беспроводными) с целью передачи, обмена или совместного использования данных и ресурсов. Вы строите компьютерную сеть, используя оборудование (например, маршрутизаторы, коммутаторы, точки доступа и кабели) и программное обеспечение (например, операционные системы или бизнес-приложения).

Географическое расположение часто определяет компьютерную сеть. Например, LAN (локальная сеть) соединяет компьютеры в определенном физическом пространстве, например, в офисном здании, тогда как WAN (глобальная сеть) может соединять компьютеры на разных континентах. Интернет — крупнейший пример глобальной сети, соединяющей миллиарды компьютеров по всему миру.

Вы можете дополнительно определить компьютерную сеть по протоколам, которые она использует для связи, физическому расположению ее компонентов, способу управления трафиком и ее назначению.

Компьютерные сети позволяют общаться в любых деловых, развлекательных и исследовательских целях. Интернет, онлайн-поиск, электронная почта, обмен аудио и видео, онлайн-торговля, прямые трансляции и социальные сети — все это существует благодаря компьютерным сетям.

Типы компьютерных сетей

По мере развития сетевых потребностей менялись и типы компьютерных сетей, отвечающие этим потребностям. Вот наиболее распространенные и широко используемые типы компьютерных сетей:

Локальная сеть (локальная сеть). Локальная сеть соединяет компьютеры на относительно небольшом расстоянии, позволяя им обмениваться данными, файлами и ресурсами. Например, локальная сеть может соединять все компьютеры в офисном здании, школе или больнице. Как правило, локальные сети находятся в частной собственности и под управлением.

WLAN (беспроводная локальная сеть). WLAN похожа на локальную сеть, но соединения между устройствами в сети осуществляются по беспроводной сети.

WAN (глобальная сеть). Как видно из названия, глобальная сеть соединяет компьютеры на большой территории, например, из региона в регион или даже из одного континента в другой. Интернет — это крупнейшая глобальная сеть, соединяющая миллиарды компьютеров по всему миру. Обычно для управления глобальной сетью используются модели коллективного или распределенного владения.

MAN (городская сеть): MAN обычно больше, чем LAN, но меньше, чем WAN. Города и государственные учреждения обычно владеют и управляют MAN.

PAN (персональная сеть): PAN обслуживает одного человека. Например, если у вас есть iPhone и Mac, вполне вероятно, что вы настроили сеть PAN, которая позволяет обмениваться и синхронизировать контент — текстовые сообщения, электронные письма, фотографии и многое другое — на обоих устройствах.

SAN (сеть хранения данных). SAN – это специализированная сеть, предоставляющая доступ к хранилищу на уровне блоков — общей сети или облачному хранилищу, которое для пользователя выглядит и работает как накопитель, физически подключенный к компьютеру. (Дополнительную информацию о том, как SAN работает с блочным хранилищем, см. в разделе «Блочное хранилище: полное руководство».)

CAN (сеть кампуса). CAN также известен как корпоративная сеть. CAN больше, чем LAN, но меньше, чем WAN. CAN обслуживают такие объекты, как колледжи, университеты и бизнес-кампусы.

VPN (виртуальная частная сеть). VPN – это безопасное двухточечное соединение между двумя конечными точками сети (см. раздел "Узлы" ниже). VPN устанавливает зашифрованный канал, который сохраняет личность пользователя и учетные данные для доступа, а также любые передаваемые данные, недоступные для хакеров.

Важные термины и понятия

Ниже приведены некоторые общие термины, которые следует знать при обсуждении компьютерных сетей:

IP-адрес: IP-адрес — это уникальный номер, присваиваемый каждому устройству, подключенному к сети, которая использует для связи Интернет-протокол. Каждый IP-адрес идентифицирует хост-сеть устройства и местоположение устройства в хост-сети. Когда одно устройство отправляет данные другому, данные включают «заголовок», который включает IP-адрес отправляющего устройства и IP-адрес устройства-получателя.

Узлы. Узел — это точка подключения внутри сети, которая может получать, отправлять, создавать или хранить данные. Каждый узел требует, чтобы вы предоставили некоторую форму идентификации для получения доступа, например IP-адрес. Несколько примеров узлов включают компьютеры, принтеры, модемы, мосты и коммутаторы. Узел — это, по сути, любое сетевое устройство, которое может распознавать, обрабатывать и передавать информацию любому другому сетевому узлу.

Маршрутизаторы. Маршрутизатор — это физическое или виртуальное устройство, которое отправляет информацию, содержащуюся в пакетах данных, между сетями. Маршрутизаторы анализируют данные в пакетах, чтобы определить наилучший способ доставки информации к конечному получателю. Маршрутизаторы пересылают пакеты данных до тех пор, пока они не достигнут узла назначения.

Коммутаторы. Коммутатор – это устройство, которое соединяет другие устройства и управляет обменом данными между узлами в сети, обеспечивая доставку пакетов данных к конечному пункту назначения.В то время как маршрутизатор отправляет информацию между сетями, коммутатор отправляет информацию между узлами в одной сети. При обсуждении компьютерных сетей «коммутация» относится к тому, как данные передаются между устройствами в сети. Три основных типа переключения следующие:

Коммутация каналов, которая устанавливает выделенный канал связи между узлами в сети. Этот выделенный путь гарантирует, что во время передачи будет доступна вся полоса пропускания, что означает, что никакой другой трафик не может проходить по этому пути.

Коммутация пакетов предполагает разбиение данных на независимые компоненты, называемые пакетами, которые из-за своего небольшого размера предъявляют меньшие требования к сети. Пакеты перемещаются по сети к конечному пункту назначения.

Переключение сообщений отправляет сообщение полностью с исходного узла, перемещаясь от коммутатора к коммутатору, пока не достигнет узла назначения.

Порты: порт определяет конкретное соединение между сетевыми устройствами. Каждый порт идентифицируется номером. Если вы считаете IP-адрес сопоставимым с адресом отеля, то порты — это номера люксов или комнат в этом отеле. Компьютеры используют номера портов, чтобы определить, какое приложение, служба или процесс должны получать определенные сообщения.

Типы сетевых кабелей. Наиболее распространенными типами сетевых кабелей являются витая пара Ethernet, коаксиальный и оптоволоконный кабель. Выбор типа кабеля зависит от размера сети, расположения сетевых элементов и физического расстояния между устройствами.

Примеры компьютерных сетей

Проводное или беспроводное соединение двух или более компьютеров с целью обмена данными и ресурсами образует компьютерную сеть. Сегодня почти каждое цифровое устройство принадлежит к компьютерной сети.

В офисе вы и ваши коллеги можете совместно использовать принтер или систему группового обмена сообщениями. Вычислительная сеть, которая позволяет это, вероятно, представляет собой локальную сеть или локальную сеть, которая позволяет вашему отделу совместно использовать ресурсы.

Городские власти могут управлять общегородской сетью камер наблюдения, которые отслеживают транспортный поток и происшествия. Эта сеть будет частью MAN или городской сети, которая позволит городским службам экстренной помощи реагировать на дорожно-транспортные происшествия, советовать водителям альтернативные маршруты движения и даже отправлять дорожные билеты водителям, проезжающим на красный свет.

The Weather Company работала над созданием одноранговой ячеистой сети, которая позволяет мобильным устройствам напрямую взаимодействовать с другими мобильными устройствами, не требуя подключения к Wi-Fi или сотовой связи. Проект Mesh Network Alerts позволяет доставлять жизненно важную информацию о погоде миллиардам людей даже без подключения к Интернету.

Компьютерные сети и Интернет

Провайдеры интернет-услуг (ISP) и поставщики сетевых услуг (NSP) предоставляют инфраструктуру, позволяющую передавать пакеты данных или информации через Интернет. Каждый бит информации, отправленной через Интернет, не поступает на каждое устройство, подключенное к Интернету. Это комбинация протоколов и инфраструктуры, которая точно указывает, куда направить информацию.

Как они работают?

Компьютерные сети соединяют такие узлы, как компьютеры, маршрутизаторы и коммутаторы, с помощью кабелей, оптоволокна или беспроводных сигналов. Эти соединения позволяют устройствам в сети взаимодействовать и обмениваться информацией и ресурсами.

Сети следуют протоколам, которые определяют способ отправки и получения сообщений. Эти протоколы позволяют устройствам обмениваться данными. Каждое устройство в сети использует интернет-протокол или IP-адрес, строку цифр, которая однозначно идентифицирует устройство и позволяет другим устройствам распознавать его.

Маршрутизаторы – это виртуальные или физические устройства, облегчающие обмен данными между различными сетями. Маршрутизаторы анализируют информацию, чтобы определить наилучший способ доставки данных к конечному пункту назначения. Коммутаторы соединяют устройства и управляют связью между узлами внутри сети, гарантируя, что пакеты информации, перемещающиеся по сети, достигают конечного пункта назначения.

Архитектура

Архитектура компьютерной сети определяет физическую и логическую структуру компьютерной сети. В нем описывается, как компьютеры организованы в сети и какие задачи возлагаются на эти компьютеры. Компоненты сетевой архитектуры включают аппаратное и программное обеспечение, средства передачи (проводные или беспроводные), топологию сети и протоколы связи.

Основные типы сетевой архитектуры

В сети клиент/сервер центральный сервер или группа серверов управляет ресурсами и предоставляет услуги клиентским устройствам в сети. Клиенты в сети общаются с другими клиентами через сервер. В отличие от модели P2P, клиенты в архитектуре клиент/сервер не делятся своими ресурсами. Этот тип архитектуры иногда называют многоуровневой моделью, поскольку он разработан с несколькими уровнями или ярусами.

Топология сети

Топология сети — это то, как устроены узлы и каналы в сети. Сетевой узел — это устройство, которое может отправлять, получать, хранить или пересылать данные. Сетевой канал соединяет узлы и может быть как кабельным, так и беспроводным.

Понимание типов топологии обеспечивает основу для построения успешной сети. Существует несколько топологий, но наиболее распространенными являются шина, кольцо, звезда и сетка:

При топологии шинной сети каждый сетевой узел напрямую подключен к основному кабелю.

В кольцевой топологии узлы соединены в петлю, поэтому каждое устройство имеет ровно двух соседей. Соседние пары соединяются напрямую; несмежные пары связаны косвенно через несколько узлов.

В топологии звездообразной сети все узлы подключены к одному центральному концентратору, и каждый узел косвенно подключен через этот концентратор.

сетчатая топология определяется перекрывающимися соединениями между узлами. Вы можете создать полносвязную топологию, в которой каждый узел в сети соединен со всеми остальными узлами. Вы также можете создать топологию частичной сетки, в которой только некоторые узлы соединены друг с другом, а некоторые связаны с узлами, с которыми они обмениваются наибольшим количеством данных. Полноячеистая топология может быть дорогостоящей и трудоемкой для выполнения, поэтому ее часто используют для сетей, требующих высокой избыточности. Частичная сетка обеспечивает меньшую избыточность, но является более экономичной и простой в реализации.

Безопасность

Безопасность компьютерной сети защищает целостность информации, содержащейся в сети, и контролирует доступ к этой информации. Политики сетевой безопасности уравновешивают необходимость предоставления услуг пользователям с необходимостью контроля доступа к информации.

Существует много точек входа в сеть. Эти точки входа включают аппаратное и программное обеспечение, из которых состоит сама сеть, а также устройства, используемые для доступа к сети, такие как компьютеры, смартфоны и планшеты. Из-за этих точек входа сетевая безопасность требует использования нескольких методов защиты. Средства защиты могут включать брандмауэры — устройства, которые отслеживают сетевой трафик и предотвращают доступ к частям сети на основе правил безопасности.

Процессы аутентификации пользователей с помощью идентификаторов пользователей и паролей обеспечивают еще один уровень безопасности. Безопасность включает в себя изоляцию сетевых данных, чтобы доступ к служебной или личной информации был сложнее, чем к менее важной информации. Другие меры сетевой безопасности включают обеспечение регулярного обновления и исправления аппаратного и программного обеспечения, информирование пользователей сети об их роли в процессах безопасности и информирование о внешних угрозах, осуществляемых хакерами и другими злоумышленниками. Сетевые угрозы постоянно развиваются, что делает сетевую безопасность бесконечным процессом.

Использование общедоступного облака также требует обновления процедур безопасности для обеспечения постоянной безопасности и доступа. Для безопасного облака требуется безопасная базовая сеть.

Ознакомьтесь с пятью основными соображениями (PDF, 298 КБ) по обеспечению безопасности общедоступного облака.

Ячеистые сети

Как отмечалось выше, ячеистая сеть — это тип топологии, в котором узлы компьютерной сети подключаются к как можно большему количеству других узлов. В этой топологии узлы взаимодействуют друг с другом, чтобы эффективно направлять данные к месту назначения. Эта топология обеспечивает большую отказоустойчивость, поскольку в случае отказа одного узла существует множество других узлов, которые могут передавать данные. Ячеистые сети самонастраиваются и самоорганизуются в поисках самого быстрого и надежного пути для отправки информации.

Тип ячеистых сетей

Существует два типа ячеистых сетей — полная и частичная:

В полной ячеистой топологии каждый сетевой узел соединяется со всеми остальными сетевыми узлами, обеспечивая высочайший уровень отказоустойчивости. Однако его выполнение обходится дороже. В топологии с частичной сеткой подключаются только некоторые узлы, обычно те, которые чаще всего обмениваются данными.
беспроводная ячеистая сеть может состоять из десятков и сотен узлов. Этот тип сети подключается к пользователям через точки доступа, разбросанные по большой территории.

Балансировщики нагрузки и сети

Балансировщики нагрузки эффективно распределяют задачи, рабочие нагрузки и сетевой трафик между доступными серверами. Думайте о балансировщиках нагрузки как об управлении воздушным движением в аэропорту. Балансировщик нагрузки отслеживает весь трафик, поступающий в сеть, и направляет его на маршрутизатор или сервер, которые лучше всего подходят для управления им. Цели балансировки нагрузки – избежать перегрузки ресурсов, оптимизировать доступные ресурсы, сократить время отклика и максимально увеличить пропускную способность.

Полный обзор балансировщиков нагрузки см. в разделе Балансировка нагрузки: полное руководство.

Сети доставки контента

Сеть доставки контента (CDN) – это сеть с распределенными серверами, которая доставляет пользователям временно сохраненные или кэшированные копии контента веб-сайта в зависимости от их географического положения.CDN хранит этот контент в распределенных местах и предоставляет его пользователям, чтобы сократить расстояние между посетителями вашего сайта и сервером вашего сайта. Кэширование контента ближе к вашим конечным пользователям позволяет вам быстрее обслуживать контент и помогает веб-сайтам лучше охватить глобальную аудиторию. CDN защищают от всплесков трафика, сокращают задержки, снижают потребление полосы пропускания, ускоряют время загрузки и уменьшают влияние взломов и атак, создавая слой между конечным пользователем и инфраструктурой вашего веб-сайта.

Прямые трансляции мультимедиа, мультимедиа по запросу, игровые компании, создатели приложений, сайты электронной коммерции — по мере роста цифрового потребления все больше владельцев контента обращаются к CDN, чтобы лучше обслуживать потребителей контента.

Компьютерные сетевые решения и IBM

Компьютерные сетевые решения помогают предприятиям увеличить трафик, сделать пользователей счастливыми, защитить сеть и упростить предоставление услуг. Лучшее решение для компьютерной сети, как правило, представляет собой уникальную конфигурацию, основанную на вашем конкретном типе бизнеса и потребностях.

Сети доставки контента (CDN), балансировщики нагрузки и сетевая безопасность — все это упомянуто выше — это примеры технологий, которые могут помочь компаниям создавать оптимальные компьютерные сетевые решения. IBM предлагает дополнительные сетевые решения, в том числе:

— это устройства, которые дают вам улучшенный контроль над сетевым трафиком, позволяют повысить производительность вашей сети и повысить ее безопасность. Управляйте своими физическими и виртуальными сетями для маршрутизации нескольких VLAN, для брандмауэров, VPN, формирования трафика и многого другого. обеспечивает безопасность и ускоряет передачу данных между частной инфраструктурой, мультиоблачными средами и IBM Cloud. — это возможности безопасности и производительности, предназначенные для защиты общедоступного веб-контента и приложений до того, как они попадут в облако. Получите защиту от DDoS, глобальную балансировку нагрузки и набор функций безопасности, надежности и производительности, предназначенных для защиты общедоступного веб-контента и приложений до того, как они попадут в облако.

Сетевые сервисы в IBM Cloud предоставляют вам сетевые решения для повышения трафика, обеспечения удовлетворенности ваших пользователей и легкого предоставления ресурсов по мере необходимости.

Развить сетевые навыки и получить профессиональную сертификацию IBM, пройдя курсы в рамках программы Cloud Site Reliability Engineers (SRE) Professional.

Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.

Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.

Компьютер — это машина, которая может хранить и обрабатывать информацию. Большинство компьютеров полагаются на двоичную систему, в которой используются две переменные, 0 и 1, для выполнения таких задач, как хранение данных, расчет алгоритмов и отображение информации. Компьютеры бывают разных форм и размеров: от карманных смартфонов до суперкомпьютеров весом более 300 тонн.

Многим людям на протяжении всей истории приписывают разработку ранних прототипов, которые привели к созданию современного компьютера. Во время Второй мировой войны физик Джон Мочли, инженер Дж. Преспер Эккерт-младший и их коллеги из Пенсильванского университета разработали первый программируемый электронный цифровой компьютер общего назначения — электронный числовой интегратор и компьютер (ENIAC).

По состоянию на ноябрь 2021 года самым мощным компьютером в мире является японский суперкомпьютер Fugaku, разработанный компаниями RIKEN и Fujitsu. Он использовался для моделирования симуляций COVID-19.

Популярные современные языки программирования, такие как JavaScript и Python, работают с несколькими формами парадигм программирования. Функциональное программирование, использующее математические функции для получения выходных данных на основе введенных данных, является одним из наиболее распространенных способов использования кода для предоставления инструкций для компьютера.

Самые мощные компьютеры могут выполнять чрезвычайно сложные задачи, такие как моделирование экспериментов с ядерным оружием и прогнозирование изменения климата. Разработка квантовых компьютеров, машин, способных выполнять большое количество вычислений посредством квантового параллелизма (полученного из суперпозиции), позволит выполнять еще более сложные задачи.

Способность компьютера обретать сознание — широко обсуждаемая тема. Некоторые утверждают, что сознание зависит от самосознания и способности мыслить, а это означает, что компьютеры обладают сознанием, потому что они распознают свое окружение и могут обрабатывать данные. Другие считают, что человеческое сознание никогда не может быть воспроизведено физическими процессами. Прочитайте точку зрения одного исследователя.

компьютер, устройство для обработки, хранения и отображения информации.

Компьютер когда-то означал человека, выполняющего вычисления, но теперь этот термин почти повсеместно относится к автоматизированному электронному оборудованию.Первый раздел этой статьи посвящен современным цифровым электронным компьютерам, их конструкции, составным частям и приложениям. Второй раздел посвящен истории вычислительной техники. Подробную информацию об архитектуре компьютера, программном обеспечении и теории см. в см. информатике.

Основы вычислений

Первые компьютеры использовались в основном для численных расчетов. Однако, поскольку любая информация может быть закодирована в числовом виде, люди вскоре поняли, что компьютеры способны обрабатывать информацию общего назначения. Их способность обрабатывать большие объемы данных расширила диапазон и точность прогнозов погоды. Их скорость позволяет им принимать решения о маршрутизации телефонных соединений через сеть и управлять механическими системами, такими как автомобили, ядерные реакторы и роботизированные хирургические инструменты. Они также достаточно дешевы, чтобы их можно было встроить в бытовые приборы и сделать сушилки для белья и рисоварки «умными». Компьютеры позволили нам ставить вопросы и отвечать на них, на которые раньше нельзя было ответить. Эти вопросы могут касаться последовательностей ДНК в генах, моделей поведения на потребительском рынке или всех случаев употребления слова в текстах, хранящихся в базе данных. Компьютеры все чаще могут обучаться и адаптироваться во время работы.

Компьютеры также имеют ограничения, некоторые из которых носят теоретический характер. Например, существуют неразрешимые утверждения, истинность которых не может быть определена в рамках заданного набора правил, таких как логическая структура компьютера. Поскольку не может существовать универсального алгоритмического метода для идентификации таких утверждений, компьютер, которому нужно получить истинность такого утверждения, будет (если его принудительно не прервать) продолжать работу бесконечно — состояние, известное как «проблема остановки». (См. Машина Тьюринга.) Другие ограничения отражают современные технологии. Человеческий разум способен распознавать пространственные структуры — например, легко различать человеческие лица, — но это сложная задача для компьютеров, которые должны обрабатывать информацию последовательно, а не схватывать детали в целом с первого взгляда. Еще одна проблемная область для компьютеров связана с взаимодействием на естественном языке. Поскольку в обычном человеческом общении предполагается так много общих знаний и контекстуальной информации, исследователям еще предстоит решить проблему предоставления релевантной информации универсальным программам на естественном языке.

Аналоговые компьютеры

Аналоговые компьютеры используют непрерывные физические величины для представления количественной информации. Сначала они представляли величины с помощью механических компонентов (см. дифференциальный анализатор и интегратор), но после Второй мировой войны стали использоваться напряжения; к 1960-м годам цифровые компьютеры в значительной степени заменили их. Тем не менее аналоговые компьютеры и некоторые гибридные цифро-аналоговые системы продолжали использоваться в течение 1960-х годов для решения таких задач, как моделирование самолетов и космических полетов.

Одним из преимуществ аналоговых вычислений является то, что спроектировать и построить аналоговый компьютер для решения одной задачи может быть относительно просто. Другое преимущество заключается в том, что аналоговые компьютеры часто могут представлять и решать проблему в «реальном времени»; то есть вычисления выполняются с той же скоростью, что и моделируемая им система. Их основные недостатки заключаются в том, что аналоговые представления имеют ограниченную точность — обычно несколько знаков после запятой, но меньше в сложных механизмах, — а устройства общего назначения дороги и их нелегко запрограммировать.

Цифровые компьютеры

В отличие от аналоговых компьютеров, цифровые компьютеры представляют информацию в дискретной форме, как правило, в виде последовательностей нулей и единиц (двоичных цифр или битов). Современная эра цифровых компьютеров началась в конце 1930-х — начале 1940-х годов в США, Великобритании и Германии. В первых устройствах использовались переключатели, управляемые электромагнитами (реле). Их программы хранились на перфоленте или картах, и у них было ограниченное внутреннее хранилище данных. Исторические события см. см. в разделе Изобретение современного компьютера.

Мейнфрейм

В 1950-х и 60-х годах Unisys (производитель компьютера UNIVAC), International Business Machines Corporation (IBM) и другие компании производили большие и дорогие компьютеры все большей мощности. Они использовались крупными корпорациями и государственными исследовательскими лабораториями, как правило, в качестве единственного компьютера в организации. В 1959 году компьютер IBM 1401 сдавался в аренду за 8000 долларов в месяц (ранние машины IBM почти всегда сдавались в аренду, а не продавались), а в 1964 году самый большой компьютер IBM S/360 стоил несколько миллионов долларов.

Эти компьютеры стали называться мейнфреймами, хотя этот термин не стал общепринятым, пока не были построены компьютеры меньшего размера. Мейнфреймы характеризовались наличием (для своего времени) больших объемов памяти, быстрых компонентов и мощных вычислительных возможностей.Они были очень надежны, и, поскольку они часто обслуживали жизненно важные потребности в организации, они иногда разрабатывались с избыточными компонентами, которые позволяли им выдерживать частичные отказы. Поскольку это были сложные системы, ими управлял штат системных программистов, которые одни имели доступ к компьютеру. Другие пользователи отправили «пакетные задания» для запуска на мэйнфрейме по одному.

Такие системы остаются важными и сегодня, хотя они больше не являются единственным или даже основным центральным вычислительным ресурсом организации, которая обычно имеет сотни или тысячи персональных компьютеров (ПК). В настоящее время мэйнфреймы обеспечивают хранение данных большой емкости для серверов Интернета или, благодаря методам разделения времени, они позволяют сотням или тысячам пользователей одновременно запускать программы. Из-за их текущих ролей эти компьютеры теперь называются серверами, а не мейнфреймами.

Хотите узнать, какое аппаратное обеспечение установлено на вашем компьютере? Станьте профессионалом в области компьютеров с нашим кратким руководством по этим важным компонентам и их функциям.

Проще говоря, компьютерное оборудование — это физические компоненты, необходимые для работы компьютерной системы. Он включает в себя все, что связано с печатной платой, работающей внутри ПК или ноутбука; включая материнскую плату, видеокарту, ЦП (центральный процессор), вентиляторы, веб-камеру, блок питания и т. д.

Хотя конструкция аппаратного обеспечения настольных ПК и ноутбуков различается из-за различий в размерах, в обоих случаях используются одни и те же основные компоненты. Без оборудования не было бы возможности запуска необходимого программного обеспечения, которое делает компьютеры такими полезными. Программное обеспечение определяется как виртуальные программы, которые работают на вашем компьютере; то есть операционная система, интернет-браузер, текстовые документы и т. д.

Хотя компьютер может работать только тогда, когда и аппаратное, и программное обеспечение работают вместе, скорость системы во многом зависит от используемого оборудования.

При сборке нового компьютера или просто замене старых деталей вам может понадобиться информация о конкретном аппаратном обеспечении вашего компьютера. Таким образом, цель этого руководства — помочь вам понять внутреннюю работу вашего компьютера.

Что такое материнская плата?

Системная плата — это центральная часть работы ПК. Он содержит ЦП и является концентратором, через который проходит все остальное оборудование. Материнская плата действует как мозг; распределение мощности там, где это необходимо, обмен данными и координация между всеми другими компонентами, что делает его одним из самых важных аппаратных средств компьютера.

При выборе материнской платы важно проверить, какие аппаратные порты поддерживает материнская плата. Крайне важно проверить, сколько портов USB и какого класса (USB 2.0, 3.0, 3.1), а также какие порты дисплея используются (HDMI, DVI, RGB) и сколько их имеется. Порты на материнской плате также помогут вам определить, какое другое оборудование будет совместимо с вашим компьютером, например, какой тип оперативной памяти и видеокарты вы можете использовать.

Что такое ЦП (центральный процессор/блок процессора)?

ЦП (центральный процессор или процессор) отвечает за обработку всей информации от программ, запускаемых на вашем компьютере. «Тактовая частота», или скорость, с которой процессор обрабатывает информацию, измеряется в гигагерцах (ГГц). Это означает, что процессор с высокой тактовой частотой, скорее всего, будет работать быстрее, чем процессор с аналогичными характеристиками той же марки и возраста.

Что такое оперативная память?

Оперативное запоминающее устройство, или ОЗУ, — это аппаратное обеспечение, которое находится в слотах памяти на материнской плате. Роль ОЗУ заключается во временном хранении оперативной информации, созданной программами, и делать это таким образом, чтобы эти данные были немедленно доступны. Задачи, требующие случайной памяти, могут быть; рендеринг изображений для графического дизайна, редактирование видео или фотографий, многозадачность с несколькими открытыми приложениями (например, запуск игры на одном экране и общение в Discord на другом).

Требуемый объем оперативной памяти зависит от программ, которые вы будете запускать. Игры средней интенсивности обычно используют 8 ГБ памяти, когда они выполняются вместе с другими программами, но видео/графический дизайн может использовать более 16 ГБ ОЗУ. Узнайте, сколько памяти нужно вашему компьютеру.

Что такое жесткий диск?

Жесткий диск – это запоминающее устройство, предназначенное для хранения постоянных и временных данных. Эти данные поступают в различных формах, но в основном это все, что сохраняется или устанавливается на компьютер: например, компьютерные программы, семейные фотографии, операционная система, текстовые документы и т. д. Узнайте больше о жестких дисках и о том, как они работают.

Существует два разных типа устройств хранения: традиционный жесткий диск (HDD) и более новые твердотельные накопители (SSD). Жесткие диски работают путем записи двоичных данных на вращающиеся магнитные диски, называемые пластинами, которые вращаются с высокой скоростью, в то время как твердотельный накопитель хранит данные с помощью статических микросхем флэш-памяти.Узнайте больше о компьютерной памяти и о том, как работают твердотельные накопители.

Что такое графический процессор (GPU)?

Что особенно важно для 3D-рендеринга, GPU делает именно то, что следует из его названия, и обрабатывает огромные пакеты графических данных. Вы обнаружите, что видеокарта вашего компьютера имеет по крайней мере один графический процессор. В отличие от основных встроенных графических возможностей, предоставляемых материнскими платами ПК, выделенные графические карты взаимодействуют с материнской платой через слот расширения для работы почти исключительно с графическим рендерингом. Это также означает, что вы можете обновить видеокарту, если хотите повысить производительность своего ПК.

Кроме того, современные графические процессоры выполняют обширную вычислительную нагрузку, помимо рендеринга, что делает их расширением центрального процессора.

Что такое блок питания (БП)?

Блок питания, обычно называемый блоком питания, не просто обеспечивает питание вашего компьютера. Это точка, в которой питание поступает в вашу систему от внешнего источника питания, а затем распределяется материнской платой по отдельным компонентам аппаратного обеспечения. Однако не все блоки питания сделаны одинаково, и без блока питания правильной мощности ваша система не будет работать.

Современному компьютеру обычно требуется блок питания мощностью от 500 до 850 Вт для эффективного питания всего оборудования, хотя размер блока питания полностью зависит от энергопотребления системы. Для компьютеров, которые используются для выполнения ресурсоемких задач, таких как графический дизайн или игры, потребуются более мощные компоненты, поэтому для удовлетворения этих дополнительных потребностей потребуется более мощный блок питания.

Без необходимого количества энергии компоненты не смогут работать эффективно, и компьютер может зависать или вообще не загружаться. Рекомендуется иметь источник питания, который более чем покрывает использование вашей системы. Вы не только защищаете себя от сбоя системы, но и защищаете себя от необходимости приобретать новый блок питания при переходе на более мощные компоненты ПК.

Понимание вашего компьютера и его аппаратных компонентов может оказаться очень полезным, когда придет время модернизировать или заменить какие-либо детали или при сборке компьютера. Если возникнет проблема с внутренней работой вашего компьютера, вы лучше поймете важность каждого компонента, необходимость их хорошего рабочего состояния и способы решения любых проблем.

© Micron Technology, Inc., 2017. Все права защищены. Информация, продукты и технические характеристики могут быть изменены без предварительного уведомления. Ни Crucial, ни Micron Technology, Inc. не несут ответственности за упущения или ошибки в типографике или фотографии. Micron, логотип Micron, Crucial и логотип Crucial являются товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками Micron Technology, Inc. Все остальные товарные знаки и знаки обслуживания являются собственностью соответствующих владельцев.

Независимо от того, покупаете ли вы ноутбук, настольный компьютер или планшет, важно перед покупкой уделить время выбору процессора, жесткого диска, памяти, видеокарты и операционной системы устройства. Эти пять компонентов составляют основу вашего компьютера. Убедившись, что вы покупаете правильное оборудование, вы можете определить разницу между компьютером, который работает хорошо и прослужит долго, и компьютером, который не работает ни с тем, ни с другим.

Процессор

Центральный процессор, или ЦП, служит мозгом вашего компьютера. Скорость процессора измеряется в гигагерцах или ГГц. При выборе процессора чем быстрее, тем лучше. Но более быстрые процессоры и дороже. Выбирая процессор для компьютеров вашей компании, подумайте, для чего вам нужен процессор. Если вы планируете использовать компьютер для обычной офисной работы с использованием, например, Microsoft Office 2013, Microsoft рекомендует процессор с тактовой частотой не менее 1 ГГц. Если вы планируете выполнять более сложную работу с интенсивным использованием графики, более быстрый процессор обеспечит повышенную производительность.

Жесткий диск

Жесткий диск — это место, где на вашем компьютере хранятся файлы, программы и другие данные. По состоянию на январь 2014 года на рынке представлены два типа жестких дисков: жесткие диски и твердотельные накопители. Твердотельные накопители быстрее, но и дороже. При выборе жесткого диска скорость и размер являются двумя наиболее важными факторами, которые следует учитывать. Если возможно, стремитесь к жесткому диску с объемом памяти не менее 1 терабайта.

Память

Память, также называемая ОЗУ, работает в тандеме с ЦП, чтобы определить, насколько быстро ваш компьютер выполняет задачи. Как и в большинстве вещей, связанных с компьютером, чем больше, тем лучше. Количество оперативной памяти измеряется в гигабайтах. Для средних вычислительных задач вам понадобится компьютер с оперативной памятью не менее 4 гигабайт.При выборе оперативной памяти убедитесь, что она совместима с вашей материнской платой.

Видеокарта

Видеокарта управляет обработкой видео на вашем компьютере. При покупке компьютеров вы столкнетесь с двумя типами видеокарт: интегрированными и выделенными. Интегрированные видеокарты встроены в материнскую плату вашего компьютера. Выделенные видеокарты устанавливаются отдельно. Как правило, дискретные видеокарты более мощные. Если вы планируете редактировать видео, играть в игры или смотреть фильмы высокой четкости на компьютере, рекомендуется использовать специальную видеокарту.

Операционная система

По состоянию на январь 2014 года Windows — самая популярная операционная система в мире, установленная более чем на 80 % компьютеров в мире. Вы можете либо купить компьютер с предустановленной Windows, либо приобрести копию Windows самостоятельно, если решите собрать свой собственный ПК. Также доступно несколько альтернативных операционных систем с открытым исходным кодом, большинство из которых основано на Linux. Все компьютеры Apple поставляются с предустановленной операционной системой Apple OS X.

Эндрю Теннисон пишет о культуре, технологиях, здоровье и множестве других тем с 2003 года. Его статьи публикуются в The Gazette, DTR и ZCom. Он имеет степень бакалавра искусств в области истории и степень магистра изящных искусств в области письма.

Читайте также: