Тема 9 Персональный компьютер как инструмент научного исследования в естественнонаучных и социально-гуманитарных науках

Цель: познакомить студентов с методикой преподавания темы «Сетевые технологии. Интернет» История создания и развития информационных ресурсов и технологий Интернет. Обзор возможностей Интернет. Основные виды компьютерной связи. Локальные сети: способы построения, организация работы, программное обеспечение. Интернет. Электронная почта.

Перечень вопросов, выносимых для рассмотрения:

1. Требования к знаниям и умениям учащихся.

2. История создания сетевых технологий.

3. Настройка аппаратных и программных средств связи

4. Виды компьютерных сетей и ресурсов Интернет.

5. Поиск информации в Интернет

6. Электронная почта.

7. Защита информации.

Освоение должно осуществляться в деятельностном режиме, когда ос новные знания, умения и навыки применяются не только для закрепления знаний по информатике и информационным технологиям, но и по другим общеобразовательным предметам и отраслям знаний.

На этапе обучения основными видами деятельности для учащихся будут:

• освоение базовых понятий информатики в области информационных и телекоммуникационных технологий;

• освоение логических приемов работы с информацией (анализа, синтеза, обобщения, классификации, сравнения и т. д.);

• освоение работы с поисковыми системами Интернет с учетом мор фологии русского языка;

• проектная деятельность под руководством учителя информатики (в
случае использования данных из других предметных областей – с привлечением учителя-предметника) для создания учебного веб-ресурса с учетом всех особенностей оптимального функционирования информационных ресурсов сети.

На этапе интеграции основными видами деятельности учащихся могут быть:

Ø самостоятельная работа с информацией по той или иной изучаемой
теме, проблеме в любых предметных областях;

Ø самостоятельная учебная деятельность (в режиме самообразования)
для углубления знаний в определенной области, ликвидации пробелов, подготовки к экзаменам и пр.;

Ø участие в Интернет-проектах, сетевых олимпиадах, конкурсах и т.д.

Основное содержание модуля

История создания и развития информационных ресурсов и технологий Интернет. Компьютерные телекоммуникации: аппаратное и программное обеспечение. Виды компьютерных сетей и ресурсов Интернет. Классификация и описание услуг, предоставляемых компьютерными сетями.

Основы работы с браузером Microsoft Internet Explorer. Избранное. Работа с несколькими окнами. Сохранение информации. Настройки просмотра.

Общеобразовательные цели:

• сформировать представление об информационном обществе и месте телекоммуникаций в этом обществе.

• з накомство и отработка основных понятий в области телекоммуникаций;

• знать основные возможности программ-просмотрщиков;

• уметь осуществлять необходимые настройки программ для работы в сети.

Воспитательные цели:

• воспитание уважения к информационной деятельности человека;

• формирование коммуникативных качеств личности.

Развивающие цели:

• развитие познавательных и исследовательских способностей уча щихся с использованием возможностей глобальной сети.

2 История создания сетевых технологий

Цели урока:

• иметь представление о тенденциях развития сетевых технологий;

• иметь представление о видах сетей;

• освоить необходимые виды аппаратного и программного обеспечения для осуществления связи по сети.

Ход урока

Теоретическая основа урока

Изобретенные за все прошедшие столетия средства дистанционной пе редачи информации получили названия «телекоммуникации» (от греч. tele - вдаль, далеко, лат. communicatio - общение). К ним относятся ставшие уже привычными для всех радио, телевидение, телефон, телеграф, те летайп, телекс, телефакс, а также появившиеся совсем недавно компьютер ные телекоммуникации. Согласно международному словарю педагогических терминов под телекоммуникацией понимается «передача произвольно й информации на расстояние с помощью технических средств (телефона, телеграфа, радио, телевидения и т.п.)».

Современные компьютеры - мощнейшие устройства накопления, хранения, передачи и обработки информации. Развитие компьютерной техники привело к созданию самого перспективного вида телекоммуникаций - компьютерных. Система компьютерных телекоммуникаций - это новая компьютерная технология передачи информации на любые расстояния, в которой с помощью систем передачи данных объединяются в единое целое источники, средства обработки и потребители информации.

Во времена холодной войны в 1957 г. американское правительство разработало программу DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) в котором предполагалось создание такой системы связи между различны ми военными ведомствами, способными сохранять автономность в случае ядерной войны с СССР. Именно эти идеи легли в основу созданной в конце шестидесятых годов сети ARPANET, объединявших учебные заведения страны. Первоначально сеть использовалась лишь для передачи файлов и электронных сообщений.

По образу и подобию стали создаваться другие сети, объединявшие раз личные организации, которые существовали автономно и позднее стали называться корпоративными сетями. Только после создания ISOC (Internet Society) - добровольной организации по обеспечению глобального обмена информацией была разработана система, позволившая объединить разрозненные сети в единую глобальную сеть, и названная сетью Интернет, или другими словами сеть сетей.

Сеть (с точки зрения ее пользователей) можно определить как совокупность компьютеров, соединенных между собой при помощи специальной аппаратуры, обеспечивающей обмен информацией между компьютерами данной группы. Сеть обеспечивает как логическую (программную и информационную), так и физическую связь объединенных в нее компьютеров и терминалов. Эта связь реализуется совокупностью связного и коммутационного оборудования, протоколов и программных средств, объединяющих несколько вычислительных машин и терминалов в единую вычислительную систему.

В сеть могут объединяться компьютеры различных типов. Компьютер, подключенный к сети, на котором работает ее пользователь, называют обычно рабочей или терминальной станцией, т. е. это компьютер, через который пользователь получает доступ к сети. Терминалы играют роль удаленных устройств ввода/вывода. Если при этом терминал может выполнять функции по обработке и хранению информации, то его называют интеллектуальным (в качестве такого терминала может выступать персональный компьютер). Та ким образом, рабочая станция всегда связана с работой в сети конкретного пользователя, с решением конкретных прикладных задач.

Существуют компьютеры, которые используются как управляющие центры в сети, с которыми не работает непосредственно пользователь. Такие компьютеры называют серверами. Сервер имеет ресурсы и осуществ ляет управление ими, обеспечивая доступ к ним от других узлов сети.

Интернет - (англ. Internet от лат. inter между и англ. net сеть, паутина), международная (всемирная) компьютерная сеть электронной связи, объединяющая региональные, национальные, корпоративные, локальные и др. сети. Характерными особенностями Интернет являются: возможность пре доставления надежной, конфиденциальной связи, решение сложных задач по организации распределенного доступа к информационным ресурсам. Первоначальная функция сети по созданию среды для передачи файлов и сообщений электронной почты смещается в сторону формирования огромной базы информационных ресурсов, где могут быть удовлетворены информационные потребности любого пользователя.

Подводя итог

• Основными видами компьютерных сетей являются глобальные и ло кальные сети, которые отличаются друг от друга уровнем удаленно сти объединенных в сеть компьютеров;

• Для организации деятельности в сети необходимы как аппаратные средства, так и специализированные программные средства;

• Основным телекоммуникационным аппаратным средством является модем, устройство преобразующее цифровые сигналы в аналоговые и аналоговые в цифровые.

3 Настройка аппаратных и программных средств связи

Цели урока:

• освоить этапы подключения компьютера к сети.

• освоить способы настройки аппаратного и программного обеспечения для осуществления работы в сети Интернет;

Ход урока Теоретическая основа урока

Интернетом принято называть глобальную сеть компьютеров, разбросанных по всему миру и связанных между собой. Среди компьютеров, работающих в сети можно выделить две группы: серверы (головные компью теры) и терминалы (компьютеры пользователей). Услуги доступа к Интер нету пользователям предоставляют организации, имеющие в своем распоряжении сервера, и называемые провайдерами.

Провайдер предоставляет учетную запись Интернета, которая включает:

• имя пользователя;

• пароль;

• номер телефона, через который осуществляется доступ;

• имя вашего узла и имя домена (необязательный компонент);

• адрес сервера DNS (необязательный компонент).

Условия активизации Интернет-карты бывает двух типов: непосредственный и опосредованный. Отличия каждого способа будут рассмотрены отдельно. Для получения учетной записи необязательно обращаться непосредственно к провайдеру, достаточно приобрести карточку доступа, где имеется вся необходимая информация.

Подключение к сети Интернет

Для подключения к Интернет необходимо иметь модем, который связы вает компьютер и телефонную сеть и предназначен для перекодировки электрических сигналов. Также соответствующим образом настроить программное обеспечение компьютера, которое позволит согласовать работу компьютера и сети.

1 этап: Необходимо, чтобы компьютер обнаружил модем. При покупке любого периферийного оборудования, в том числе модема, в состав входит диск с драйверами, который и позволяет корректно установить новое оборудование. После подключения нового оборудования система сообщает об обнаружении нового оборудования и просит поставить диск. При наличии родного диска в дисководе операционная система без лишних проблем устанавливает новое устройство. Чтобы проверить наличие корректной уста новки устройства, необходимо зайти в меню Пуск/Настройка/Панель управления и открыть Систему. Выделить вкладку Устройства. Открыть строку Модемы и убедиться, что модем обнаружен.

1 этап: Настроить специальное программное обеспечение, которое позволяет работать с нужными форматами данных сети Интернет. Данная программа носит название браузер. Так как в сети Интернет работают ком пьютеры разных модификаций, с различной операционной системой и т. д.,
основной задачей браузера является адаптация скачиваемой информации к параметрам данного компьютера.

4 Виды компьютерных сетей и ресурсов Интернет

Цели урока:

• освоить виды компьютерных сетей;

• иметь представления о возможностях локальных и глобальных сетей;

• иметь представление об имеющихся ресурсах сети Интернет.

Ход урока: Теоретическая основа урока

Интернет еще называют сетью сетей, представляющий собой объединение компьютерных сетей, созданных усилиями различных правительств, коммерческих и некоммерческих организаций. Объединяет их то, что все они используют базовые протоколы обмена информацией, т. е. правила работы функциональных устройств в процессе связи, TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Существуют еще сети, использующие другие виды протоколов. По типу используемых протоколов сети бывают глобальные и региональные. Иногда региональные сети называют корпора тивными, в зависимости от того какие субъекты объединены в сеть. Если по географическому признаку, то это региональные сети, если по принадлежности к одной производственной сфере, то - корпоративные.

Другая классификация возможна, когда рассматривают взаимное распо ложение компьютеров объединенных в сеть. В данном случае, сети распре деляют на глобальные и локальные. Исходя из этих представлений, гло бальная сеть рассматривается как объединение в единую компьютерную сеть компьютеров, расположенных друг от друга на больших расстояниях и работающих по одному протоколу.

Рассмотрим возможности локальной сети. К ним относят сети, объеди няющие компьютеры в пределах одного помещения (здания или нескольких зданий, рядом расположенных). Для создания локальных вычислитель ных сетей необходимо на этапе проектирования определить функциональ ные характеристики сети и только после этого осуществить установку и монтаж оборудования.

Виртуальное информационное пространство называют Всемирной паутиной, или английское World Wide Web, которое часто обозначается как WWW. В основу технологии WWW положена технология гипертекста, основной смысл которого состоит в том, что текст определенным образом структурируются, т. е. в нем выделяются слова - ссылки. При активизации ссылки происходит переход на заданный в ссылке фраг мент текста. Ссылки в документе обычно выделяются цветом и подчеркиванием.

От обычного гипертекста WWW отличается главным образом тем, что позволяет устанавливать ссылки не только на соседний файл, но и на файл, находящийся на компьютере в другом полушарии Земли. От пользователя при этом не требуется никаких усилий - по заданному запросу связь будет установлена автоматически. В WWW к информационным ресурсам можно обращаться не только по гиперссылкам, но и непосредственно по адресу.

Текст WWW может включать в себя рисунки, мультимедийные ролики, таблицы и многое другое. На сайтах можно найти научные статьи и тексты художественных книг, фото галереи и целые виртуальные музеи, новости общественно-политической жизни и курсы акций на биржах. Благодаря своим широким возможностям, красоте и простоте использования про грамм, обеспечивающих навигацию в сети и работу с информационными ресурсами, «всемирная паутина» завоевала огромную популярность во всем мире.

В учебной деятельности приходится чаще обращаться к образователь ным Интернет-ресурсам, к которым можно отнести сервисные службы, способствующие в процессе организации целенаправленной образователь ной и самостоятельной деятельности в сети достижению определенных образовательных уровней. Анализ характеристик образовательных Интернет-ресурсов, существующих в сети на сегодняшний день, показал, что они могут быть классифицированы по уровню организации образовательной деятельности с учетом различных способов структуризации и систематизации представленной на них информации.

5 Поиск информации в Интернет

Основное содержание модуля

Поисковый сервер. Классификация поисковых средств Интернет. Ин формационно-поисковые системы в Интернет: поисковые каталоги и поисковые машины; глобальные и локальные информационно-поисковые сис темы. Использование возможностей Microsoft Internet Explorer: «поиск из адресной строки» и панель «Поиск». Настройка параметров поиска в Micro soft Internet Explorer.

Технология поиска информации в Интернет. Общее представление о процедуре поиска информации. Понятие релевантности. Основные харак теристики результатов поиска: полнота, точность, актуальность. Факторы, влияющие на основные характеристики. Понятие языка запросов. Общая структура языков запросов современных информационно-поисковых систем Интернет: логические операторы, операторы расстояния, операторы учета особенностей естественного языка. Методы подготовки запросов. Создание простых и сложных запросов. Примеры профессиональных за просов.

Общеобразовательные цели:

• научить оперировать информационными массивами данных;

• знать основные приемы оптимального поиска информации;

• иметь представление об основах поиска данных в различных источниках информации.

Воспитательные цели:

• формирование эмоционально-ценностного отношения к интеллекту альной деятельности;

• воспитание ответственности за использование интеллектуальной собственности.

Развивающие цели:

• развитие аналитических качеств личности;

• формирование способов умственного труда с использованием оптимальных средств поиска информации;

• развитие и становление коммуникативных свойств личности.

сколько похожие действия осуществляют и мульти поисковые системы, которые во множество окон загружают поисковые службы и передают им запрос. Одной из таких систем является http://www.xrambler.ru/

Практическая работа

1. Посетить домашние страницы порталов, предлагающих услуги по иска;

2. Выясните, какими услугами на данных порталах можно воспользо ваться, кроме поиска информации;

3. Попробуйте определить, в чем отличие поисковых служб от мега по исковых систем.

Технология поиска информации в сети Интернет

Цели урока:

• освоить основные принципы организации поисковой деятельности в глобальной сети;

• иметь представление о возможностях поиска с использованием брау зера и встроенных возможностей поисковых систем.

Ход урока Актуализация знаний

- Какие возможности поиска информации предлагает сеть Интернет?

- Перечислите названия русскоязычных порталов предоставляющих средства поиска?

- В чем различия имеющихся поисковых систем?

Теоретическая основа урока

Типы поисковых серверов и их особенности

Цели урока:

• иметь представление о поисковых серверах и их отличительных характеристиках;

• научиться пользоваться поисковыми системами для удовлетворения собственных информационных потребностей.

Ход урока: Теоретическая основа урока

Отсутствие в сети Интернет четкой централизованной структуры по по влияло на то, что ее развитие в целом имеет хаотичный характер. Появляются все новые и новые сервера, где хранятся огромные массивы информа ции. Осуществлять поиск информации с помощью ввода только готового адреса в адресную строку не представляется возможным. Поэтому вопросы поиска информации становятся очень актуальными и с годами проблема будет только увеличиваться.

Для осуществления поиска в сети используются поисковые системы, основное назначение которых облегчение пользователю процесса поиска информации, причем не только на серверах WWW, но и FTP, Usenet и других ресурсах Интернет. Во всемирной паутине Интернет находится несколько тысяч поисковых систем, среди которых есть как уже хорошо зарекомендовавшие себя, так и менее известные. Из наиболее известных поисковых машин можно назвать среди зарубежных: AltaVista, Google, HotBot, InfoSeek, Lycos, WebCrawler, Yahoo! и др.; среди российских: Rambler, АПОРТ!, Я nd ех и др. У каждой поисковой системы есть как достоинства, так и недостатки. Критериями выбора поисковой системы могут служить такие характеристики, как:

• принцип работы поисковой машины;

• удобство использования;

• внешнее оформление;

• сложность языка запросов;

• наличием различных расширенных функций (управления форматом и ранжированием выводимой информации, переводом вводимых ключевых слов на другой язык и т.д.);

• скоростью работы;

• уровнем загруженности в конкретные моменты времени и надежностью и пр.

Выбор поисковой системы для конкретного применения определяется целью поиска, характером искомой информации, желаемым форматом вы водимых данных и шириной охвата отслеживаемых адресов серверов в сети Интернет. Наиболее популярными поисковыми серверами на русскоязычной территории (в порядке убывания количества результатов поиска) являются Yande х, Rambler, Google, АПОРТ, Yahoo и т.д.

Существует 2 основных типа поисковых систем Интернет: индексные и классификационные (каталоговые). Индексные поисковые системы (например, AltaVista, Google, HotBot, АПОРТ, Yande х и др.), работая в автоматическом режиме обновления своей информации, просматривают в сети Интернет содержимое серверов, индексируют всю информацию, содержа щуюся в них и вносят информацию о расположении слов на страницах сай тов в свои базы данных.

Каталоговые системы поиска (например, Rambler, Yahoo! и др.) содержат тематически структурированный каталог серверов, и чаще всего пополняются вручную. Обычно на WWW-странице классификационной по исковой системы содержится и поле для ввода ключевых слов для поиска в собственной базе данных. В каталоговой системе поиска можно, начав с более крупной тематической рубрики, постепенно спускаясь дальше по рубрикам, прийти к ссылке на нужный сервер. В одних случаях бывает удобней воспользоваться первым типом поисковых систем, в других - вторым.

Есть поисковые системы, сочетающие в себе оба принципа работы. В частности, большинство индексных поисковых систем имеют и каталоговую систему поиска. Также поисковые машины могут использовать и ка кие-то другие принципы методов поиска. Многие поисковые системы пре образовались в Интернет-порталы, объединяющие в себе большое количество ресурсов и сервисов. На страницах таких порталов можно прочитать новости, программу телепередач, узнать о погоде, курсах валют и многое другое.

Существуют также поисковые системы, специализирующиеся на поиске по конкретной тематике (например, по информационным технологиям, по музыке, по ресурсам, посвященным природе и т. д.). А самый простой спо соб поиска - это ввод в адресную строку названия фирмы, т. к. все крупные формы в названии адреса используют собственное имя.

В качестве итоговых слов можем сказать, что для получения качественного результата поиска, необходимо использовать возможности различных поисковых систем. Регулярное использование только одной из систем мо жет плохо отразиться на результатах поиска.

Практическое задание:

Оценить возможности трех поисковых систем по определенному запросу, по каким-либо критериям, выбранным на свой вкус.

6 Электронная почта. Основными элементами связи (“узлами” серверами, терминалами и т.д.) являются ЭВМ, постоянно подключенные в общую информационную сеть и обеспечивающие постоянный доступ к данным сети для других компьютеров. Аппаратные средства, обеспечивающие работу узлов сети (сервера) условно делятся:

- Off – line – отлаженного доступа;

- On – line – интерактивного (периодического) доступа.

Internet, как система информационных услуг, включает в себя:

- телефонию и телефонную связь;

- ретрансляционную передачу видео сигнала;

- почтовую связь (электронная связь E-mail).

Любая из услуг обеспечивается аппаратно-программными средствами, имеющими единый стандарт (в частности, Microsoft, имеющий унифицированный доступ к функциям программных средств, в виде окон). Наиболее часто используемой услугой является электронная почта.

Запуск сервисной программы E-mail осуществляется из главного меню программы Windows, (либо с “Рабочего стола” при установке пиктограммы), т.к. входит в набор стандартных программ названной системы.

Для подготовки собственного сообщения в среде программы E-mail, после ее запуска в панели инструментов выбирается опция “Создать сообщение”. В окне программы будет открыт один из текстовых редакторов и пользователю представится право набора текста (подобно текстовому редактору Word). Отправка набранного сообщения осуществляется требованием функции “Доставить почту”, либо посредством опций “Переслать”, “Ответить, отправить”, “Ответить всем”, которые также располагаются в панели инструментов программы. Процесс принятия или передачи сообщений отражается в протоколах сети, называемых информационным полем и содержащим данные о пользователе информационной системой и технических данных его СВТ, используемых для связи.

Выделяют три группы методов и средств защиты информации:

1) аппаратные (АСЗ) – технические устройства;

2) программные (ПСЗ) – шифрование, кодирование данных;

3) организационные (ОСЗ) – применение пропускной системы, индивидуализация доступа к СВТ и т.д.

АСЗ применяются на различных уровнях и участках сети:

- в центральных процессорах (сопроцессорах) – кодовое резервирование (в форматах машинных команд), либо в резервных регистрах;

- в режимах работы процессора – отделение вспомогательных операций основных операций от решения задач;

- в ограничении доступа к оперативной памяти ЭВМ путем “установки” границ, полей и др.

ПСЗ имеют разновидности:

- идентификацию технических средств, файлов пользователей;

- регистрацию и контроль работы технических средств и пользователей;

- обслуживание режимов обработки информации ограниченного пользования;

- уничтожение информации в ЗУ после использования;

- защиту ОС ЭВМ и ПП пользователей;

- сигнализацию о нарушениях в использовании ресурсов системы;

- вспомогательные программные средства.

ОСЗ применяется при:

- установке узлов и систем информационной сети;

- подборе и подготовке персонала;

- хранении и использовании документов и других носителей информации;

- соблюдении пропускного режима;

- внесении изменений в программное обеспечение СВТ;

- подготовке и контроле работы пользователей.

Весьма эффективны методы криптографической защиты, использующие системы шифрования и де шифрования.

Стойкость шифра характеризуют:

- простота шифрования и де шифрования сообщений;

- независимость процедур шифрования и де шифрования от внутреннего представления информации;

- нечувствительностью к незначительным ошибкам шифрования;

- минимально необходимая избыточность обеспечивающая качество работы по информационной защите системы.

Методы шифрования условно можно поделить на два вида:

- поточный, когда каждый символ исходного текста преобразуется по мере поступления без дополнительного разделения текста на части;

- блочный, когда перед криптографированием формируются блоки из общего сообщения.