Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального обра-

зования

«ЧИТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ЧитГУ)

А.Н. Костяков

Информационные технологии на транспорте

Учебное пособие для студентов вузов, обучающихся

по специальностям направления подготовки дипломированных специалистов

«Организация перевозок и управление на транспорте»

Чита 2007

УДК [004:656.13](075) ББК 32.97я7 К 728

ISBN

Костяков, А.Н. Информационные технологии на транспорте: учеб. пособие /А.Н. Костяков. - Чита: ЧитГУ, 2007. - 532 с.

В учебном пособии излагаются основные положения информационных технологий и состояние их развития на настоящее время. Даны примеры использования информационных технологий для решения различных задач в области автомобильного транспорта.

Учебное пособие предназначено для подготовки студентов вузов, обучающихся по специальностям направления подготовки дипломированных специалистов «Организация перевозок и управление на транспорте».

Утверждено и рекомендовано к изданию решением редакцион- но-издательского совета ЧитГУ

Рецензенты:

А.И. Федотов, д-р техн. н., профессор, проректор Иркутского государственного технического университета, зав. кафедрой «Автомобильный транспорт»;

В.И.Васильев, д-р техн. н., профессор, проректор Курганского государственного университета.

Ответственный за выпуск к. техн. н. А.Г. Рубцов.

©Читинский государственный университет, 2007

©Костяков А.Н., 2007

2

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие………………………………………………………………	7
Введение…………………………………………………………………...	8
1. Основные понятия информатики………...…………………………...	10
1.1. Информация…………………..………………………………………	10

1.1.1.Виды информации……………..…………………………………... 10

1.1.2.Свойства информации………….…………………………………. 12

1.1.3.Операции с информацией……………..…………………………... 13

1.1.4. Способы представления информации…………………………….	14
1.1.5. Единицы измерения информации, их производные……………..	15
1.2. Передача информации……………………………………………….	16
1.2.1. Основные понятия систем телекоммуникаций….……………….	17
1.2.2. Аналоговый и цифровой сигналы.…….………………………….	19
1.2.3. Режимы передачи данных…………………………………………	23

1.2.4.Понятие модуляции……………………………………………….. 23

1.2.5.Способы передачи данных………………………………………... 25

1.2.6. Характеристики коммуникационной сети………………………..	27
1.3. Хранение информации в компьютере ……………………………...	28
1.3.1. Кодировка текстовой информации ……………………………….	29

1.3.2.Представление графической информации……………………….. 30

1.3.3.Файловая система………………………………………………….. 31 Контрольные вопросы …………………………………………………... 34

Рекомендуемая литература………………………………………………	35
2. Информационные технологии и информационные системы……….	36
2.1. Понятие «информационные технологии»………………………….	36
2.2. Основные термины и понятия информационных технологий……	38
2.3. Информационные технологии и информационные системы.…….	40
2.4. Виды информационных технологий……………………….…….....	43
2.4.1. Информационная технология обработки данных…….………….	44
2.4.2. Информационная технология управления………………………..	46
2.4.3. Офисные информационные технологии………………………….	47
2.4.4. Информационная технология поддержки принятия решений….	48
2.4.5. Информационная технология экспертных систем………………	51
2.4.6. Информационные технологии управления проектами………….	53
2.4.7. Геоинформационные технологии…………………………………	55
2.4.8. Виртуальная реальность…………………………………………...	57
2.4.9. Технологии автоматизации ввода информации………………….	60
2.5. Информационные системы………………………………………….	66
2.5.1. Процессы в информационной системе…………………………...	67
2.5.2. Структура информационной системы…………………………….	68
2.5.3. Классификация информационных систем………………………..	72
2.5.4. Персонал информационных систем………………………………	75
2.5.5. Срок службы и жизненный цикл информационных систем…….	77
Контрольные вопросы……………………………………………………	79

3

Рекомендуемая литература………...………………………………..…...	81
3. Техническое обеспечение информационных технологий….….……	82
3.1. Классификация ЭВМ………………………………………………...	82
3.2. Понятие архитектуры компьютера…………………………………	91
3.3. Персональные компьютеры…………………………………………	93
3.3.1. Структура персонального компьютера…………………………..	95
3.3.2. Системный блок……………………………………………………	98
3.4. Периферия ПК……………………………………………………….	125

3.4.1.Средства вывода графической информации…………………….. 125

3.4.2.Устройства ввода информации…………………………………... 138

3.4.3. Комбинированные устройства ввода-вывода……………………	151
3.5. Аппаратура жизнеобеспечения……………………………………..	152
Контрольные вопросы……………………………………………………	153
Рекомендуемая литература………………………………………………	154
4. Средства связи…………………………………………………………	155
4.1. Классификация видов связи………………………………………...	155
4.2. Сети передачи индивидуальных сообщений………………………	157
4.3. Цифровые системы передачи……………………………………….	158
4.4. Эталонная модель взаимодействия открытых систем…………….	159

4.5.Кабельные и воздушные линии связи на основе металлических проводников……………………………………………………………… 162

4.6.Волоконно-оптические линии связи……………………………….. 164

4.7.Структурированные кабельные системы………………………….. 166

4.8.Телефонные сети……………………………………………………. 167

4.8.1.Основы телефонной связи………………………………………... 168

4.8.2. Офисные телефонные станции…………………………………… 170

4.9.Телематические службы……………………………………………. 173

4.10.Радиосвязь………………………………………………………….. 176

4.10.1.Радиолинии………………………………………………………. 180

4.10.2.Радиостанции…………………………………………………….. 180

4.10.3.Транковая связь………………………………………………….. 182

4.10.4.Системы беспроводных телефонов…………………………….. 183

4.10.5.Сотовая связь…………………………………………………….. 186

4.10.6.Спутниковые системы связи……………………………………. 193

4.10.7.Глобальная система позиционирования………………………... 200

4.10.8.Пейджинговая связь……………………………………………... 202

Контрольные вопросы……………………………………………………	204
Рекомендуемая литература………………………………………………	205
5. Программное обеспечение……………………………………………	206
5.1. Особенности программного обеспечения………………………….	206
5.2. Основные понятия о защите программных продуктов……………	208
5.3. Категории и версии программного обеспечения…………………..	211
4

5.4. Установка и удаление программного продукта…………………...	214
5.5. Классификация программного обеспечения………………………	215
5.6. Системное программное обеспечение……………………………..	218

5.6.1.Операционные системы…………………………………………... 218

5.6.2.Функции операционных систем…………………………………. 220

5.6.3. Оболочки операционных систем…………………………………	221
5.6.4. Основные виды служебных программ…………………………...	222
5.7. Средства программирования…………………….………………….	227
5.8. Основные виды прикладных программ……………………………	229
5.8.1. Прикладные программы общего назначения……………………	229

5.8.2.Проблемно-ориентированные прикладные программы………... 241

5.8.3.Методо-ориентированные прикладные программы……………. 248

Контрольные вопросы…………………………………………………... 250

Рекомендуемая литература……………………………………………... 251 6. Компьютерные сети…………………………………………………... 252 6.1. Основные компоненты сети………………………………………... 252

6.2.Классификация компьютерных сетей……………………………... 254

6.3.Топологии сетей…………………………………………………….. 256

6.3.1. Топологии локальных сетей………………………………………	256
6.3.2. Иерархия сетей…………………………………………………….	259
6.4. Каналы передачи данных по компьютерным сетям………………	260
6.5. Дисциплина обслуживания компьютерных сетей………………...	253
6.6. Сетевое оборудование………………………………………………	265
6.7. Программное обеспечение компьютерных сетей…………………	269
Контрольные вопросы…………………………………………………...	271
Рекомендуемая литература……………………………………………...	272
7. Всемирная глобальная сеть Интернет………………………………..	273

7.1.История Интернета…………………………………………………. 273

7.2.Структура сети Интернет…………………………………………... 275

7.3.Функции компьютеров в сети Интернет…………………………... 276

7.4.Принцип организации сети Интернет……………………………... 276

7.5. Адресация в сети Интернет………………………………………… 277

7.6.Протоколы Интернет……………………………………………….. 279

7.7.Службы Интернета…………………………………………………. 280

7.8. Особенности поиска информации в сети Интернет………………	285
7.9. Работа с поисковыми серверами……………………………………	287
7.10. Сетевой этикет……………………………………………………	289
Контрольные вопросы…………………………………………………...	293
Список рекомендуемой литературы…………………………………….	294
8. Применение информационных технологий на автомобильном
транспорте………………………………………………………………...	295
8.1.Роль информационных технологий в современных условиях …...	295
8.2. Особенности информационных систем АТП…………………...…	297
8.3. Подсистемы управления транспортным процессом………………	299

5

8.4. Информационное обеспечение АСУ АТП…………………………	303
8.4.1. Общее делопроизводство…………………………………………	303

8.4.2.Работа с кадрами АТП……………………………………………. 305

8.4.3.Бухгалтерский учет……………………………………………….. 319

8.4.4.Специальные отраслевые решения………………………………. 323

8.5.Аппаратные решения информационных систем АТП……………. 330

8.6.Системы автоматизации сбора и учета первичной информации

для ИС АТП………………………………………………………………	331
8.6.1. Автоматизация ввода данных при обработке грузов……………	332

8.6.2.Мониторинг транспортных средств……………………………... 333

8.6.3.Системы контроля расхода топлива……………………………... 341

8.7. Весовой контроль……………………………………………………	345
Контрольные вопросы…………………………………………………...	349
Рекомендуемая литература……………………………………………...	350
Заключение……………………………………………………………….	351
Глоссарий…………………………………………………………………	352
Библиографический список……………………………………………..	360

6

ПРЕДИСЛОВИЕ

В настоящее время о развитости и цивилизованности общества судят по степени развития в нем информационных технологий (ИТ). Сейчас трудно назвать хотя бы одну область человеческой деятельности, где ни применялись бы ИТ.

Бурное развитие информационных технологий, активное внедрение их в производство и бытовую жизнь вынуждают современного специалиста для обеспечения профессиональной пригодности регулярно освежать свои знания в этой области.

Целью данного учебного пособия является систематизация знаний студентов в области информационных технологий, предоставление сведений о современных ИТ, структуре информационных систем и их использовании на автомобильном транспорте.

Учебное пособие разработано в соответствии с учебными планами специальностей «Организация перевозок и управление на транспорте (автомобильном)» и «Организация безопасности движения».

При написании пособия принималось во внимание изучение студентами таких дисциплин, как «Информатика», «Прикладное программное обеспечение», «Сети ЭВМ и телекоммуникации», тем не менее, данные разделы включены в пособие как составляющие любой информационной системы. Стремительность появления и внедрения новых аппаратных и программных средств заставила сознательно отказаться от их конкретизации при описании основных обеспечивающих частей информационных систем. В то же время для примеров приводятся характеристики и принципы работы конкретных приборов и программ, применяемых в настоящее время на автомобильном транспорте.

Учебное пособие может быть полезно студентам и аспирантам специальностей, связанных с автомобильным хозяйством.

7

ВВЕДЕНИЕ

Понятие «Информационные технологии» возникло в последней четверти ХХ в., однако сами информационные технологии возникли гораздо раньше. Появление простейших информационных технологий можно отнести к началу письменности. Это и наскальные рисунки, и знаки и рисунки на коре, на папирусе и т. д. Мощным толчком к развитию информационных технологий явилось книгопечатание, позволившее тиражировать информацию и открывшее эру бумажной информационной технологии, занимающей и в настоящее время значительное место.

Потребность в передаче и обмене информацией человечество испытывало уже на ранних стадиях своего развития. Если сначала для ускорения передачи информации использовались костры, семафоры, курьеры, почта, то с изобретением электрического телеграфа и телефона принципиально изменились возможности передачи информации. Изобретение радио и телевидения, а затем компьютера, цифровых систем связи и вычислительных сетей существенно увеличили скорость передачи информации. С появлением персонального компьютера к концу ХХ в. из дорогостоящей диковинки, существующей в крупных научных и образовательных центрах, компьютер превратился в личный инструмент хранения, обработки и передачи информации. Развитие информационных технологий, в частности глобальной информационной сети, открыло для широких масс доступность к мировой информации, что само по себе порождает новую информацию. Процесс обмена информацией между пользователями сети InterNet сводится сегодня к секундам.

Интеграция достижений человечества в области средств связи, обработки, накопления и отображения информации способствовала формированию автоматизированных информационных технологий.

Пристальное внимание к информационным технологиям связано с бурным ростом объема человеческих знаний. В настоящее время избыток информации, которой значительно больше, чем в состоянии понять и оценить человеческое сознание, порой называют «информационным взрывом». Общая сумма человеческих знаний изменялась раньше очень медленно. Затем процесс получения новых знаний получил заметное ускорение. Сегодня информационная перегрузка – это реальность. Ежегодно публикуется более 40 000 научных статей. Специалисты жалуются, что они не в состоянии оценить все, что относится к их предметной области. Таким образом, в настоящее время накоплен большой объем информации, обработать который вручную человеку невозможно (в силу его психофизических особенностей).

Представление о новом «революционном» прорыве человеческого общества в области технологий, как о переходе к «постиндустриальному, информационному обществу», появилось в работах американских авторов в конце ХХ в. в результате анализа статистических данных о значительных изменениях в структуре занятого населения США. В частности, уже к сере-

8

дине 80-к гг. ХХ столетия в США сложилась следующая структура занятости активного населения: около 4 % активной рабочей силы было непосредственно занято в сельском хозяйстве; 14 % составляли собственно рабочие; более 60 % активной рабочей силы составляли работники умственного труда – «информационные работники»[5].

Таким образом, современное (постиндустриальное) общество – это информационное общество, основным фактором развития которого являются автоматизированные информационные технологии.

Информационная революция меняет глобальную экономику, преобразует национальную политику и предпринимательство, заставляет пересматривать внешнеполитические цели государств и методы их достижения.

Повсеместное проникновение глобальных сетей за счет появления современных дешевых средств связи породило единое информационное пространство, не признающее границ, национальностей, привилегий и иных человеческих условностей. Сегодня любой грамотный пользователь информационных технологий в состоянии получить практически любую информацию в любой точке земного шара.

Все активнее информационные технологии внедряются в нашу обычную повседневную жизнь и привычные виды деятельности. В условиях рыночных отношений использование информационных технологий позволяет обеспечить качество информации, ее точность, объективность, оперативность и как следствие – возможность принятия правильных и своевременных решений. Кроме того, информационные технологии позволяют автоматизировать рутинные операции, оставляя человеку творческие задачи проектирования и управления.

В современных условиях быстроменяющейся ситуации для такой мобильной и материалоемкой отрасли как транспорт, информационные технологии имеют особое значение. Использование информационных технологий на транспорте вообще, и в частности на автомобильном, позволяют осуществлять как долговременное, так и оперативное планирование, мгновенное реагирование на изменившуюся ситуацию, быструю экономическую оценку проектов, снижение себестоимости продукции и услуг, и как следствие – повышение эффективности деятельности предприятий автомобильного транспорта.

9