Урок №1. Техника безопасности и правила работы на компьютере. Глобальная сеть Интернет. IP-адреса узлов.
Как вы знаете, для работы компьютеров необходим электрический ток. Для стационарных компьютеров используют электрическое питание с напряжением 220 вольт, это напряжение может быть опасно для жизни.
Работая за компьютером, вы смотрите на экран монитора, и хрусталики ваших глаз «настраиваются» на одно достаточно короткое расстояние. Кроме того, глаз воспринимает не привычный отражённый свет от предметов, а прямой мерцающий свет из монитора. Всё это приводит к утомлению глаз и может вызвать ухудшение зрения.
Если вы неправильно сидите за компьютером, например сильно сгибаетесь вперёд, увеличивается нагрузка на позвоночник, в первую очередь на шею.
Из-за неправильного положения рук при длительной работе с клавиатурой и мышью может появиться синдром запястья — сдавливание нерва, которое приводит к онемению и болям в кистях рук.
Кроме того, можно получить травму, если случайно уронить себе на ногу тяжелый системный блок или споткнуться и удариться головой о парту или стену и т. п.
При эксплуатации оборудования необходимо остерегаться:
- поражения электрическим током.
- механических повреждений, травм.
Требования безопасности перед началом работы:
- запрещено входить в кабинет в верхней одежде, головных уборах, с громоздкими предметами и едой.
- запрещено входить в кабинет информатики в грязной обуви без бахил или без сменной обуви.
- запрещается шуметь, громко разговаривать и отвлекать других учащихся.
- запрещено бегать и прыгать, самовольно передвигаться по кабинету.
- перед началом занятий все личные мобильные устройства учащихся (телефон, плеер и т.п.) должны быть выключены.
- разрешается работать только на том компьютере, который выделен на занятие.
- перед началом работы учащийся обязан осмотреть рабочее место и свой компьютер на предмет отсутствия видимых повреждений оборудования.
- запрещается выключать или включать оборудование без разрешения преподавателя.
- напряжение в сети кабинета включается и выключается только преподавателем.
- запрещается работать вдвоем за одним компьютером.
Требования безопасности во время работы:
- с техникой обращаться бережно: не стучать по мониторам, не стучать мышкой о стол, не стучать по клавишам клавиатуры.
- при возникновении неполадок: появлении изменений в функционировании аппаратуры, самопроизвольного её отключения необходимо. немедленно прекратить работу и сообщить об этом преподавателю.
- не пытаться исправить неполадки в оборудовании самостоятельно.
- выполнять за компьютером только те действия, которые говорит преподаватель.
- контролировать расстояние до экрана и правильную осанку.
- не допускать работы на максимальной яркости экрана дисплея.
- в случае возникновения нештатных ситуаций сохранять спокойствие и чётко следовать указаниям преподавателя.
- ученикам 7-9 классов можно работать за компьютером с жидкокристаллическим монитором не более 35 минут непрерывно.
Как правильно сидеть за компьютером
Существует специальная наука — эргономика, которая изучает взаимодействие человека с предметами, окружающими его на рабочем месте. Её задача — разработать правила, которые обеспечивают безопасный труд и минимальную нагрузку на организм человека.
- нужно сидеть ровно, не наклоняясь вперед или назад и не сутулясь, чтобы не усиливать нагрузку на позвоночник.
- нельзя работать, развалившись в кресле, такая поза быстро вызывает утомление.
- нельзя скрещивать ноги, класть ногу на ногу.
- взгляд должен быть направлен перпендикулярно экрану монитора, экран должен быть на расстоянии, равном длине вытянутой руки (не менее 50 см).
- ноги нужно ставить на пол или специальную подставку для ног так, чтобы угол сгиба коленного сустава был около 90°.
- предплечья должны находиться на той же высоте, что и клавиатура, угол сгиба локтевого сустава должен быть около 90°.
- не следует выгибать кисти в стороны, нужно стараться, чтобы линия кисти была продолжением предплечья.
В последние годы разработаны специальные эргономические клавиатуры. В них основной блок клавиш разбит на две части, так что пользователю приходится расставлять локти, и это снижает нагрузку на мышцы и суставы.
Общее время работы за компьютером для школьников 7-9 классов не должно превышать 1,5 часа в день.
Запрещается во время работы:
- эксплуатировать неисправную технику.
- при включённом напряжении сети отключать, подключать кабели, соединяющие различные устройства компьютера.
- работать с открытыми кожухами устройств компьютера.
- касаться экрана дисплея, тыльной стороны дисплея, разъёмов, соединительных кабелей, токоведущих частей аппаратуры.
- касаться автоматов защиты, пускателей, устройств сигнализации.
- во время работы касаться труб, батарей.
- нажимать на клавиши с усилием или допускать резкие удары.
- пользоваться каким-либо предметом при нажатии на клавиши.
- передвигать системный блок, дисплей или стол, на котором они стоят.
- загромождать проходы в кабинете сумками, портфелями, стульями.
- брать сумки, портфели на рабочее место у компьютера.
- брать с собой в класс верхнюю одежду и загромождать ею кабинет.
- быстро передвигаться по кабинету.
- класть какие-либо предметы на системный блок, дисплей, клавиатуру.
- работать грязными, влажными руками, во влажной одежде.
- работать при недостаточном освещении.
- работать за дисплеем дольше положенного времени.
- при работе за компьютером нельзя есть.
- нельзя кататься на креслах с колесиками.
Запрещается без разрешения преподавателя:
- включать и выключать компьютер, дисплей и другое оборудование.
- использовать различные носители информации (дискеты, диски, флешки).
- подключать кабели, разъёмы и другую аппаратуру к компьютеру.
- брать со стола преподавателя дискеты, аппаратуру, документацию и другие предметы.
- пользоваться компьютером преподавателя.
- выходить в сеть Интернет.
- запускать программы.
Требования безопасности по окончанию работы:
- завершить работу всех программ.
- удалить файлы которые больше не нужны.
- сдать учителю выданные им материалы.
- задвинуть кресло.
- по указанию учителя выключить компьютер (сначала системный блок, потом монитор).
Аварийные ситуации
При плохом самочувствии и головной боли:
- прекратить работу.
- сообщить об этом учителю.
При пожаре:
- прекратить работу
- под руководством учителя покинуть кабинет
При отказе техники, появлении необычного звука, запаха:
- прекратить работу.
- сообщить об этом учителю.
Мы с вами достаточно подробно рассмотрели применение компьютеров для решения ряда информационных задач; средства те- лекоммуникации вам также знакомы — это Интернет, мобильная связь, спутниковые системы связи, цифровое и аналоговое телевидение, телефонная связь и другие средства передачи информации на большие расстояния.
Термин «телекоммуникации» образован слиянием двух слов: греческого tele (далеко, вдаль) и латинского communicatio (общение); он означает «связь, общение на расстоянии».
Ранее мы уже говорили о том, что передача информации — один из важнейших информационных процессов. Информация передаётся от источника к приёмнику в форме некоторой последовательности сигналов, символов, знаков. Например, при непосредственном разговоре между людьми происходит передача звуковых сигналов — речи; при чтении текста человек воспринимает графические символы — буквы. Передаваемая последовательность сигналов, символов, знаков называется сообщением.
Телеграф, радио, телефон, телетайп, телефакс — вот технические средства передачи информации, являющиеся неотъемлемой частью истории развития нашего общества. Найдите информацию об этих средствах и подготовьте о них небольшое сообщение.
Канал связи (передачи информации) — это система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений от источника к приёмнику. При непосредственном общении людей информация передаётся с помощью звуковых волн, при разговоре по телефону — с помощью акустических и электрических сигналов, распространяемых по линиям связи, при чтении — с помощью световых волн.
Любое преобразование информации, идущей от источника, в форму, пригодную для её передачи по каналу связи, называется кодированием. В настоящее время широко используется цифровая связь, когда передаваемая информация преобразуется в двоичный код.
Недостаточное техническое качество каналов связи и некоторые другие причины могут приводить к искажению передаваемого сигнала и потере информации. Во избежание таких ситуаций передаваемый по линии связи код делают избыточным. За счёт этого потеря какой-то части информации при передаче может быть компенсирована. Кроме того, в современных системах цифровой связи все сообщения разбиваются на части (пакеты. блоки). Для каждого блока вычисляется контрольная сумма (сумма двоичных цифр), которая передаётся вместе с блоком. В месте приёма заново вычисляется контрольная сумма принятого блока, и если она не совпадает с первоначальной суммой, то передача блока повторяется.
На протяжении столетий для передачи писем человечество пользовалось услугами почтовой связи; во второй половине XIX века была изобретена технология передачи звука (телефон); с 30-х годов XX века для передачи изображений стал использоваться телефакс. В наши дни для передачи текстов, изображений, звука и многих других видов информации повсеместно используются компьютерные сети — два и более компьютеров, соединённых линиями передачи информации. С появлением компьютерных сетей стало возможным отправить письмо, которое доходит быстрее, чем телеграмма, получить ответ, узнать последние новости, поговорить с другом, сидящим у компьютера за сотни километров, так, будто он находится в соседней комнате, заказать билет на самолёт или номер в гостинице, скачать нужную программу, мелодию или фильм.
Важной характеристикой компьютерной сети является скорость передачи данных.
Скорость передачи данных — это объём данных, переданных по каналу связи за единицу времени (например, за 1 с). Основная единица измерения скорости передачи данных — бит в секунду (бит/с).
Производные единицы — килобиты в секунду (Кбит/с), мегабиты в секунду (Мбит/с), гигабиты в секунду (ГБит/с). При этом приставки «кило», «мега», «гига» являются десятичными:
1 Кбит/с = 1000 бит/с = 103 бит/с;
1 Мбит/с = 1000 Кбит/с = 106 бит/с;
1 Гбит/с = 1000 Мбит/с = 109 бит/с.
Различают локальные и глобальные компьютерные сети.
Локальная компьютерная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс) или в одном здании (например, в локальную сеть могут быть объединены все компьютеры, находящиеся в здании школы). Локальная сеть позволяет пользователям получить совместный доступ к ресурсам компьютеров, а также к периферийным устройствам (принтерам, сканерам, дискам, модемам и др.), подключённым к сети.
Локальные сети бывают одноранговыми и с выделенным сервером.
В небольших локальных сетях все компьютеры равноправны, т. е. каждый из них может использовать ресурсы другого. Пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (файлы, папки, диски) сделать доступными для всей сети. Такие сети называются одноранговыми.
В сетях с большим количеством пользователей нежелательно, чтобы все они имели доступ ко всем компьютерам сети. При объединении более 10 компьютеров целесообразно выделять наиболее мощный компьютер — сервер (англ, server — обслуживающий). На жёстком диске сервера размещают файлы (данные и программы), к которым получают доступ другие компьютеры сети — клиенты. Кроме того, всем пользователям сети может быть доступно периферийное оборудование, подключённое к серверу (например, принтер или сканер).
Каждый компьютер, подключаемый к локальной сети, должен иметь специальную плату — сетевой адаптер. Ей функция — передача и приём сигналов, распространяемых по каналам связи.
Соединение компьютеров (их сетевых плат) в локальную сеть осуществляется с помощью различных типов кабелей (витая пара, оптическое волокно — рис. 4.1) или по беспроводным каналам (типа Wi-Fi).

Витая пара представляет собой два изолированных медных провода. скрученных один относительно другого. Такое скручивание проводов снижает влияние помех на сигналы, передаваемые по этому кабелю. Соединение «витая пара» представляет собой несколько витых пар (2 или 4). покрытых пластиковой оболочкой. Скорость передачи данных — от 10 Мбит/с до 1 Гбит/с.
Оптоволоконный кабель передаёт свет по стеклянному волокну. Такой тип соединения обеспечивает очень высокую скорость передачи. протяжённость канала составляет сотни и тысячи километров. и он абсолютно не подвержен электромагнитным помехам. Скорость передачи данных — от 100 Мбит/с до 100 ГБит/с.
Беспроводное соединение Wi-Fi обеспечивает скорость передачи данных до 600 Мбит/с.
Задача
Скорость передачи данных по сети Wi-Fi равна 80 Мбит/с. Сколько времени потребуется на передачу файла размером 250 Мбайт?
Решение

Локальные сети, объединяя десятки компьютеров на небольшой территории, не обеспечивают совместный доступ к информации пользователям, находящимся на значительном расстоянии друг от друга (например, в различных населённых пунктах).
Глобальная компьютерная сеть — это система связанных между собой компьютеров, расположенных на сколько угодно большом удалении друг от друга (например, в разных странах и на разных континентах).
Примерами глобальных компьютерных сетей могут служить региональные и корпоративные сети. Региональные компьютерные сети обеспечивают объединение компьютеров в пределах одного региона (города, области, края, страны). Корпоративные компьютерные сети создаются для обеспечения деятельности различного рода корпоративных структур, имеющих территориально удалённые подразделения (например, банков со своими филиалами).
Основой любой глобальной компьютерной сети являются компьютерные узлы и каналы связи. Узел — это мощный компьютер, постоянно подключённый к сети. К узлам компьютерной сети подключаются абоненты — персональные компьютеры пользователей или локальные сети.
Для передачи данных в глобальных сетях применяют самые разнообразные физические каналы: электрический кабель; радиосвязь через ретрансляторы и спутники связи; инфракрасные лучи (как в телевизионных пультах дистанционного управления); оптоволоконный кабель; обычную телефонную сеть.
Наиболее известной и самой обширной глобальной компьютерной сетью является Интернет.
Интернет (англ. Internet, от лат. inter — между и англ. net — сеть) — всемирная компьютерная сеть, объединяющая множество локальных, региональных и корпоративных сетей. Каждая входящая в Интернет сеть имеет свой собственный эксплуатационный центр, который отвечает за работу данного регионального участка Интернета. У каждой из этих сетей может быть владелец, но Интернет в целом не принадлежит никому. Координирует развитие Всемирной сети общественная организация Сообщество Интернета (ISOC — Internet Society).
Первая компьютерная сеть, которая соединила компьютеры, находившиеся на большом расстоянии друг от друга (буквально в разных концах страны), была впервые запущена в 1969 году. Она называлась ARPAnet.
Выясните, в какой стране это было. Какие задачи стояли перед разработчиками сети?
Надёжность функционирования сети Интернет обеспечивается наличием большого количества каналов передачи информации между входящими в неё локальными, региональными и корпоративными сетями.
Для того чтобы подключить к сети Интернет свой домашний компьютер, необходимо воспользоваться услугами интернет- провайдера. При каждом выходе пользователя в Интернет его компьютер соединяется с компьютерной системой провайдера.
Интернет соединяет различные модели компьютеров, с разным программным обеспечением. Это возможно благодаря реализации в программном обеспечении особых соглашений (правил), называемых протоколами.
Каждый компьютер, подключённый к Интернету, получает свой уникальный 32-битовый идентификатор, называемый IP-адресом. Таких адресов более 4 миллиардов (232 — 1 = 4 294 967 296). Человеку, в отличие от технических систем, сложно работать с длинными цепочками из нулей и единиц. Поэтому вместо 32-битового представления мы используем запись IP-адреса в виде четырёх десятичных чисел (от 0 до 255), разделённых точками, например 204.152.190.71. Для осуществления такого перехода 32-битовая запись разбивается на четыре части (по 8 бит), каждая из которых как 8-разрядное двоичное число переводится в десятичную систему счисления.
Задача
Петя записал IP-адрес школьного сервера на листке бумаги и положил его в карман куртки. Петина мама случайно постирала куртку вместе с запиской. После стирки Петя обнаружил в кармане четыре обрывка с фрагментами IP-адреса. Эти фрагменты обозначены буквами А, Б, В и Г. Требуется восстановить IР-адрес.

Решение
Исследуем возможные комбинации фрагментов адреса с учётом того, что каждое из четырёх чисел в IP-адресе не должно превышать 255.
Так как адрес не может начинаться с точки, в качестве первого фрагмента совершенно точно нельзя использовать фрагмент Б.
Получаем возможные варианты:

Фрагмент Б не может находиться на втором месте, так как он заканчивается на 50 и добавление к нему справа первой цифры любого из оставшихся фрагментов приведёт к образованию числа, превышающего 255.
Если в качестве первого взят фрагмент А, то после него совершенно точно не может следовать фрагмент Г (в противном случае получается число 1922 > 255). Если в качестве первого взят фрагмент В, то после него не может следовать ни один из оставшихся фрагментов. После фрагмента Г может следовать любой из фрагментов А и В.
Получаем возможные варианты:

После фрагментов A-В мог бы следовать только фрагмент Б, но в рассматриваемом примере он не может быть третьим (по той же причине, что и вторым). Но этой же причине после фрагментов Г-А может следовать только фрагмент В (фрагмент Б мы исключаем из рассмотрения). После фрагментов Г-В не могут следовать ни А, ни Б.

Таким образом, существует единственный способ соединения имеющихся фрагментов: Г-А-В-Б. Соответствующий адрес имеет вид 222.196.162.50
Как правило, при каждом выходе в Интернет ваш компьютер получает новый IP-адрес. Информация о том. когда и какие IP-адреса присваивались вашему компьютеру, сохраняется у провайдера.
Чтобы узнать свой текущий IP-адрес во время интернет-сеанса, достаточно воспользоваться уже известным вам веб-сервисом «Яндекс.Интернетометр».
Наряду с цифровыми IP-адресами в Интернете действует более удобная и понятная для пользователей доменная система имён (DNS — Domain Name System), благодаря которой компьютеры получают уникальные символьные адреса.
Доменная система имеет иерархическую структуру. Полное доменное имя состоит из непосредственного имени домена и далее имён всех доменов, в которые он входит, разделённых точками.
Каждая страна имеет свой домен (иногда — несколько доменов) верхнего уровня. Например, нашей стране принадлежат домены ru, рф, au.
Пример
Полное имя shop.prosv.ru обозначает домен третьего уровня shop, входящий в домен второго уровня prosv, принадлежащий домену верхнего уровня ru.
Чтобы узнать IP-адрес заинтересовавшего вас веб-сайта, достаточно выполнить команды Пуск ⇒ Все программы ⇒ Стандартные ⇒ Командная строка и в появившемся окне Командная строка ввести команду ping и доменное имя сайта. Например, набрав ping prlib.ru, вы получите IP-адрес Президентской библиотеки им. Б. Н. Ельцина — общегосударственного электронного хранилища цифровых копий важнейших документов по истории, теории и практике российской государственности.
Для того чтобы передача данных от одного компьютера к другому не занимала сеть надолго, файлы по сети передаются небольшими порциями — пакетами.
Передаваемые пакеты постепенно добираются до своего адресата, попадая с одного сервера на другой, причём на каждом сервере производится операция маршрутизации, т. е. определение адреса следующего сервера, наиболее близкого к получателю, на который можно переслать этот пакет (рис. 4.2). Маршрутизацию пакетов позволяет осуществлять протокол IP.

Так как пакеты передаются независимо друг от друга, каждый пакет может дойти до адресата по своему пути. На конечном пункте все пакеты собираются в один файл. Если какого- либо пакета не хватает, компьютер-адресат посылает запрос на компьютер-отправитель с сообщением, какой пакет отсутствует.
Нужный пакет заново посылается адресату. Установление надёжной передачи сетевых пакетов между двумя компьютерами обеспечивает протокол TCP.
Таким образом, все сети, которые подключаются к Интернету, используют для соединения протоколы:
- TCP (Transmission Control Protocol) — транспортный протокол;
- IP (Internet Protocol) — протокол маршрутизации.
Как правило, эти протоколы используются вместе и практически неотделимы друг от друга. Поэтому для них используется термин протокол TCP/IP.
Протокол TCP/IP и доменная система имён, появившиеся в 1980-х годах, придали Интернету вид. близкий к современному. Это. а также появление на рынке персональных компьютеров послужило началом коммерческого использования Интернета.