Информатика и математика, (для юристов), 2011. Информатика и математика проблемнотематический комплекс
 Скачать 3.34 Mb.
|
|
, основанное на оптическом считывании документов и электроискровой регистрации информа- ции на специальный носитель копии; • диазографическое копирование – светокопирование – синькогра- фию. Средства тиражирования информации включают: • гектографическую печать. Принцип ее основан на изготовлении печатной формы с большим запасом краски, которая постепенно растворяется спиртом (отсюда распространенное ее название – спиртовая печать) и расходуется, переносясь на копии; • офсетную печать. В основе офсетной печати лежит принцип не- смешиваемости масла и воды. Печать выполняется с плоской по- верхности (формы), обработанной таким образом, чтобы участки, соответствующие наносимому изображению, удерживали краску на масляной основе и отталкивали воду, а остальная поверхность удерживала воду и отталкивала краску; • трафаретную печать. Печатная форма – трафарет изготавливается на листе восковой, желатиновой или коллоидной бумаги либо на пленке путем пробивания в ней микроотверстий на специальных пишущих машинках или методом электронно-графического копи- рования. Процесс печати заключается в продавливании краски че- рез трафарет на машинах, называемых ротаторами; • электронно-трафаретную печать – самый эффективный и перспек- тивный вариант оперативной полиграфии на ризографах, исполь- зующий последние достижения цифровой электроники и сущест- венно улучшающий все характеристики трафаретной печати. Подробнее см.: 1, 3, 5, 6. Информатика и математика 120 Т ЕМА 7 Л ОКАЛЬНЫЕ И ГЛОБАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ Основные вопросы темы 1. Сетевые информационные технологии – необходимое условие создания информационного общества. 2. Локальные вычислительные сети. 3. Глобальные компьютерные сети. Интернет. 1. Современная информационная технология вышла за пределы одно- го компьютера. Создание и эксплуатация компьютерных сетей различно- го класса, уровня, типа и вида стали основной особенностью настоящего этапа развития информационной технологии. Локальные вычислительные (компьютерные) сети являются основой информационно-управленческой деятельности предприятий, организаций и учреждений. Создаются и дей- ствуют национальные и корпоративные глобальные компьютерные сети. Интернет – мировая глобальная компьютерная сеть, опутала весь земной шар и доступна практически любому пользователю, имеющему доступ к современному компьютеру. Становится реальным решение задачи созда- ния открытого информационного общества. Основная задача систем управления распределенными базами данных состоит в обеспечении средств интеграции локальных баз данных, распо- лагающихся в некоторых узлах вычислительной сети, с тем чтобы пользо- ватель, работающий в любом узле сети, имел доступ ко всем этим базам данных как к единой базе данных. Современное производство требует высоких скоростей обработки ин- формации, удобных форм ее хранения и передачи. Необходимо также иметь динамичные способы обращения к информации, способы поиска данных в заданные временные интервалы; реализовывать сложную мате- матическую и логическую обработку данных. Управление крупными пред- приятиями, управление экономикой на уровне страны требуют участия в этом процессе достаточно крупных коллективов. Такие коллективы могут располагаться в различных районах города, различных регионах страны и даже в различных странах. Для решения задач управления, обеспечиваю- щих реализацию экономической стратегии, становятся важными и акту- альными скорость и удобство обмена информацией, а также возможность тесного взаимодействия всех участников процесса выработки управленче- ских решений. Появление малых ЭВМ, микроЭВМ и, наконец, персональных компь- ютеров потребовало нового подхода к организации систем обработки дан- ных, созданию новых информационных технологий. Возникло логически обоснованное требование перехода от использования отдельных ЭВМ в системах централизованной обработки данных краспределенной обработ- ке данных. 2. План-конспект лекционного курса 121 Распределенная обработка данных – обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляю- щих распределенную систему. Для реализации распределенной обработки данных были созданы многомашинные ассоциации, структура которых разрабатывается по одно- му из следующих направлений: • многомашинные вычислительные комплексы (МВК); • компьютерные (вычислительные) сети. Многомашинный вычислительный комплекс – группа установленных рядом вычислительных машин, объединенных с помощью специальных средств сопряжения и выполняющих совместно единый информационно- вычислительный процесс. Компьютерные сети являются высшей формой многомашинных ас- социаций. Основные отличия компьютерной сети от многомашинного вы- числительного комплекса заключаются в следующем: • в размерности. В состав многомашинного вычислительного ком- плекса входят обычно две, максимум три ЭВМ, расположенные преимущественно в одном помещении. Вычислительная сеть мо- жет состоять из десятков и даже сотен ЭВМ, расположенных на расстоянии друг от друга от нескольких метров до десятков, сотен и даже тысяч километров; • в разделении функций между ЭВМ. Если в многомашинном вы- числительном комплексе функции обработки данных, передачи данных и управления системой могут быть реализованы в одной ЭВМ, то в вычислительных сетях эти функции распределены меж- ду различными ЭВМ; • в необходимости решения в сети задачи маршрутизации сообще- ний. Сообщение от одной ЭВМ к другой в сети может быть пере- дано по различным маршрутам в зависимости от состояния кана- лов связи, соединяющих их. Объединение в один комплекс средств вычислительной техники, ап- паратуры связи и каналов передачи данных предъявляет специфические требования со стороны каждого элемента многомашинной ассоциации, а также требует формирования специальной терминологии. Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие инфор- мацию в сети. Абонентамисети могут быть отдельные ЭВМ, комплексы ЭВМ, тер- миналы, промышленные роботы, станки с числовым программным управ- лением и т.д. Любой абонент сети подключается к станции. Станция – аппаратура, которая выполняет функции, связанные с пе- редачей и приемом информации. Информатика и математика 122 Совокупность абонента и станции принято называть абонентской сис- темой. Для организации взаимодействия абонентов необходима физиче- ская передающая среда. Физическая передающая среда – линии связи или пространство, в ко- тором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных. На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть, которая обеспечивает передачу информации между абонентскими системами. Такой подход позволяет рассматривать любую компьютерную сеть как совокупность абонентских систем и коммуникационной сети. В зависимости от территориального расположения абонентских сис- тем вычислительные сети можно разделить на три основных класса: • глобальные; • региональные; • локальные. Глобальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположен- ных в различных странах, на различных континентах. Взаимодействие ме- жду абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных ли- ний связи, радиосвязи и систем спутниковой связи – каналов связи общего пользования. Глобальные вычислительные сети позволяют решить про- блему объединения информационных ресурсов всего человечества и орга- низации доступа к этим ресурсам. Региональная вычислительная сеть связывает абонентов, располо- женных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов внутри большого города, экономического региона, отдельной страны. Обычно расстояние между абонентами региональной вычисли- тельной сети составляет десятки – сотни километров. Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположен- ных в пределах небольшой территории. В настоящее время не существует четких ограничений на территориальный разброс абонентов локальной вычислительной сети. Обычно такая сеть привязана к конкретному месту. К классу локальных вычислительных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов и т.д. Протяженность такой сети может быть ограничена пределами 2–2,5 км. Объединение глобальных, региональных и локальных вычислитель- ных сетей позволяет создавать многосетевые иерархии. Они обеспечивают мощные, экономически целесообразные средства обработки огромных ин- формационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам. Локальные вычислительные сети могут входить как компоненты в со- став региональной сети, региональные сети – объединяться в составе гло- 2. План-конспект лекционного курса 123 бальной сети и, наконец, глобальные сети могут также образовывать слож- ные структуры. Персональные компьютеры, ставшие в настоящее время непременным элементом любой системы управления, привели к буму в области создания локальных вычислительных сетей. Это, в свою очередь, вызвало необхо- димость в разработке новых информационных технологий. Одной из раз- новидностей такой технологии является телеобработка информации – об- работка данных на расстоянии с использованием компьютерных сетей. Информационной поддержкой этой технологии являются распределенные базы данных, представляющие согласованные базы данных, расположен- ные в разных узлах компьютерной сети под общим управлением. Практика применения персональных компьютеров в различных отрас- лях науки, техники и производства показала, что наибольшую эффектив- ность от внедрения вычислительной техники обеспечивают не автономные ПК, а локальные вычислительные сети. Любая коммуникационная сеть должна включать следующие основ- ные компоненты: передатчик, сообщение, средства передачи, приемник. Передатчик – устройство, являющееся источником данных. Приемник – устройство, принимающее данные. Приемником могут быть компьютер, терминал или какое-либо цифро- вое устройство. Сообщение – цифровые данные определенного формата, предназна- ченные для передачи. Это могут быть файл базы данных, таблица, ответ на запрос, текст или изображение. Средства передачи – физическая передающая среда и специальная ап- паратура, обеспечивающая передачу сообщений. Для передачи сообщений в вычислительных сетях используются раз- личные типы каналов связи. Наиболее распространены выделенные теле- фонные каналы и специальные каналы для передачи цифровой информа- ции. Применяются также радиоканалы и каналы спутниковой связи. Особняком в этом отношении стоят локальные вычислительные сети (ЛВС), где в качестве передающей среды используются витая пара прово- дов, коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель. Для характеристики процесса обмена сообщениями в вычислительной сети по каналам связи используются следующие понятия: режим передачи, код передачи, тип синхронизации. Существуют три режима передачи: симплексный, полудуплексный и дуплексный. Симплексный режим – передача данных только в одном направлении. Примером симплексного режима передачи является система, в кото- рой информация, собираемая с помощью датчиков, передается для обра- ботки на ЭВМ. В вычислительных сетях симплексная передача практиче- ски не используется. Информатика и математика 124 Полудуплексный режим – попеременная передача информации, когда источник и приемник последовательно меняются местами. Яркий пример работы в полудуплексном режиме – разведчик, пере- дающий в Центр информацию, а затем принимающий инструкции из Центра. Дуплексный режим – одновременные передача и прием сообщений. Дуплексный режим является наиболее скоростным режимом работы и позволяет эффективно использовать вычислительные возможности быст- родействующих ЭВМ в сочетании с высокой скоростью передачи данных по каналам связи. Пример дуплексного режима – телефонный разговор. Для передачи информации по каналам связи используются специаль- ные коды. Коды эти стандартизированы и определены рекомендациями ISO (International Organization for Standardization) – Международной орга- низации по стандартизации (МОС) или Международного консультативно- го комитета по телефонии и телеграфии (МККТТ). Наиболее распространенным кодом передачи по каналам связи явля- ется код ASCII, принятый для обмена информацией практически во всем мире (отечественный аналог – код КОИ-7). Для передачи кодовой комбинации используется столько линий, сколько битов эта комбинация содержит. Каждый бит передается по от- дельному проводу. Это параллельная передача или передача параллельным кодом. Предпочтение такой передаче отдается при организации локальных МВК, для внутренних связей ЭВМ и для небольших расстояний между абонентами сети. Передача параллельным кодом обеспечивает высокое быстродействие, но требует повышенных затрат на создание физической передающей среды и обладает плохой помехозащищенностью. В вычисли- тельных сетях передача параллельными кодами не используется. Для передачи кодовой комбинации по двухпроводной линии группа битов передается по одному проводу бит за битом. Это передача информа- ции последовательным кодом. Она, вполне естественно, медленнее, так как требует преобразования данных в параллельный код для дальнейшей обра- ботки в ЭВМ, но экономически более выгодна для передачи сообщений на большие расстояния. Процессы передачи или приема информации в вычислительных сетях могут быть привязаны к определенным временным отметкам, т.е. один из процессов может начаться только после того, как получит полностью дан- ные от другого процесса. Такие процессы называются синхронными. В то же время существуют процессы, в которых нет такой привязки, и они могут выполняться независимо от степени полноты переданных дан- ных. Такие процессы называются асинхронными. Синхронизация данных – согласование различных процессов во вре- мени. В системах передачи данных используются два способа передачи данных: синхронный и асинхронный. 2. План-конспект лекционного курса 125 При синхронной передаче информация передается блоками, которые обрамляются специальными управляющими символами. В состав блока включаются также специальные синхросимволы, обеспечивающие кон- троль состояния физической передающей среды, и символы, позволяющие обнаруживать ошибки при обмене информацией. В конце блока данных при синхронной передаче в канал связи выдается контрольная последова- тельность, сформированная по специальному алгоритму. По этому же ал- горитму формируется контрольная последовательность при приеме ин- формации из канала связи. Если обе последовательности совпадают – ошибок нет. Блок данных принят. Если же последовательности не совпа- дают – ошибка. Передача повторяется до положительного результата про- верки. Если повторные передачи не дают положительного результата, то фиксируется состояние аварии. Синхронная передача – высокоскоростная и почти безошибочная. Она используется для обмена сообщениями между ЭВМ в вычислительных се- тях. Синхронная передача требует дорогостоящего оборудования. При асинхронной передаче данные передаются в канал связи как по- следовательность битов, из которой при приеме необходимо выделить бай- ты для последующей их обработки. Для этого каждый байт ограничивается стартовым и стоповым битами, которые и позволяют произвести выделе- ние их из потока передачи. Иногда в линиях связи с низкой надежностью используется несколько таких битов. Дополнительные стартовые и стопо- вые биты несколько снижают эффективную скорость передачи данных и соответственно пропускную способность канала связи. В то же время асинхронная передача не требует дорогостоящего оборудования и отвечает требованиям организации диалога в вычислительной сети при взаимодей- ствии персональных ЭВМ. Для оценки качества коммуникационной сети можно использовать следующие характеристики: • скорость передачи данных по каналу связи; • пропускную способность канала связи; • достоверность передачи информации; • надежность канала связи и модемов. Скорость передачи данных по каналу связи измеряется количеством битов информации, передаваемых за единицу времени – секунду. Единица измерения скорости передачи данных – бит в секунду. Более удобной ха- рактеристикой канала является его пропускная способность, которая оце- нивается количеством знаков, передаваемых по каналу за единицу времени – секунду. Единица измерения пропускной способности канала связи – знак в секунду. Единица измерения достоверности: количество ошибок на знак – ошибок/знак. Информатика и математика 126 Единица измерения надежности: среднее время безотказной работы – час. Для определения задач, поставленных перед сложным объектом, а также для выделения главных характеристик и параметров, которыми он должен обладать, создаются общие модели таких объектов. Описание общей модели вычислительной сети представляет ее архитектуру. Много- образие производителей вычислительных сетей и сетевых программных продуктов поставило проблему объединения сетей различных архитектур. Для ее решения МОС разработала модель архитектуры открытых систем. Эта модель включает следующие семь уровней: • седьмой уровень – прикладной, обеспечивает поддержку приклад- ных процессов конечных пользователей. Этот уровень определяет круг прикладных задач, реализуемых в данной вычислительной се- ти. Он также содержит все необходимые элементы сервиса для прикладных программ пользователя. На прикладной уровень могут быть вынесены некоторые задачи сетевой операционной системы; • шестой уровень – представительный, определяет синтаксис дан- ных в модели, т.е. представление данных. Он гарантирует пред- ставление данных в кодах и форматах, принятых в данной системе. В некоторых системах этот уровень может быть объединен с при- кладным; • пятый уровень – сеансовый, реализует установление и поддержку сеанса связи между двумя абонентами через коммуникационную сеть. Он позволяет производить обмен данными в режиме, опреде- ленном прикладной программой, или предоставляет возможность выбора режима обмена. Сеансовый уровень поддерживает и за- вершает сеанс связи. Три верхних уровня объединяются под об- щим названием – «процесс» или «прикладной процесс». Эти уров- ни определяют функциональные особенности вычислительной сети как прикладной системы; • четвертый уровень – транспортный, обеспечивает интерфейс меж- ду процессами и сетью. Он устанавливает логические каналы меж- ду процессами и обеспечивает передачу по этим каналам информа- ционных пакетов (пакет – группа байтов, передаваемых абонентами сети друг другу), которыми обмениваются процессы. Логические каналы, устанавливаемые транспортным уровнем, на- зываются транспортнымиканалами; • третий уровень – сетевой, определяет интерфейс связи оборудова- нияпользователя с сетью посредством коммутации пакетов дан- ных. Он также отвечает за маршрутизацию пакетов данных в ком- муникационной сети и связь между сетями – реализует межсетевое взаимодействие; 2. План-конспект лекционного курса 127 • второй уровень – канальный, уровень звена данных, реализует про- цесс передачи информации по информационному каналу. Инфор- мационный канал – логический канал, он устанавливается между двумя ЭВМ, соединенными физическим каналом. Канальный уро- вень обеспечивает управление потоком данных в виде кадров, в ко- торых упаковываются информационные пакеты, обнаруживает ошибки передачи и реализует алгоритм восстановления информа- ции в случае обнаружения сбоев или потерь данных; • первый уровень, физический, выполняет все необходимые проце- дуры в канале связи. Его основная задача – управление аппарату- рой передачи данных и подключенным к ней каналом связи. При передаче информации от прикладного процесса в сеть происхо- дит ее обработка уровнями модели взаимодействия открытых систем. Смысл этой обработки заключается в том, что каждый уровень добавляет к информации процесса свой заголовок – служебную информацию, которая необходима для адресации сообщений и для некоторых контрольных функций. Канальный уровень, кроме заголовка, добавляет еще и концевик – контрольную последовательность, которая используется для проверки пра- вильности приема сообщения из коммуникационной сети. Физический уровень заголовка не добавляет. Каждый уровень модели взаимодействия открытых систем реагирует только на свой заголовок в различных або- нентских ЭВМ. Такое взаимодействие должно выполняться по определен- ным правилам, представленным протоколом. Протокол – набор правил, определяющий взаимодействие двух одно- именных уровней модели взаимодействия открытых систем в различных абонентских ЭВМ. Протокол – это не программа. Правила и последова- тельность выполнения действий при обмене информацией, определенные протоколом, должны быть реализованы в программе. Обычно функции протоколов различных уровней реализуются в драйверах для различных вычислительных сетей. В соответствии с семиуровневой структурой модели можно говорить о необходимости существования протоколов для каждого уровня. Функции, описываемые уровнями модели, должны быть реализованы либо в аппаратуре, либо в виде программ. Функции физического уровня всегда реализуются в аппаратуре. Это адаптеры, мультиплексоры передачи данных, сетевые платы и т.д. Функции остальных уровней реализуются в виде программных модулей – драйверов. Основное назначение любой компьютерной сети – предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней поль- зователям. Информатика и математика 128 2. Локальная вычислительная сеть (ЛВС) – это совокупность компь- ютеров, размещенных на ограниченной площади, связанных между собой монопольными каналами связи и предназначенных для кооперативной об- работки информации путем разделения ресурсов сети и осуществления информационных коммуникаций. С этой точки зрения ЛВС можно рассматривать как совокупность сер- веров и рабочих станций. Сервер – компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами. Серверы могут осуществлять хранение данных, управление базами данных, удаленную обработку заданий, печать заданий и ряд других функ- ций, потребность в которых может возникнуть у пользователей сети. Сер- вер – источник ресурсов сети. Рабочая станция – персональный компьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам. Рабочая станция сети функционирует как в сетевом, так и в локальном режиме. Она оснащена собственной операционной системой (MS DOS, Windows и т.д.), обеспечивает пользователя всеми необходимыми инстру- ментами для решения прикладных задач. Различают два типа ЛВС: • одноранговые (децентрализованные); • серверные (централизованные). В одноранговых ЛВС все компьютеры выполняют роль как сервера, так и рабочей станции одновременно, т.е. находятся в одном ранге. Сете- вая операционная система распределена по всем рабочим станциям. В централизованных ЛВС выделяется один или группа мощных ком- пьютеров, обслуживающих всю сеть. Сервер – это центральный компьютер сети с быстродействующим процессором, с большой оперативной и долговременной памятью, выпол- няющий сервисные общесетевые функции. Особое внимание следует уделить одному из типов серверов – файло- вому серверу (File Server). В распространенной терминологии для него принято сокращенное название – файл-сервер. Файл-сервер хранит данные пользователей сети и обеспечивает им доступ к этим данным. Он работает под управлением специальной опера- ционной системы, которая обеспечивает одновременный доступ пользова- телей сети к расположенным на нем данным. Файл-сервер выполняет сле- дующие функции: хранение данных, архивирование данных, синхро- низацию изменений данных различными пользователями, передачу дан- ных. Для многих задач использование одного файл-сервера оказывается недостаточным. Тогда в сеть могут включаться несколько серверов. Воз- можно также применение в качестве файл-серверов мини-ЭВМ. 2. План-конспект лекционного курса 129 Компьютерные сети реализуют распределенную обработку данных. Обработка данных в этом случае распределена между двумя объектами: клиентом и сервером. Клиент – задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети. В процессе обработки данных клиент может сформировать запрос на сервер для выполнения сложных процедур, чтение файла, поиск информа- ции в базе данных и т.д. Сервер, определенный ранее, выполняет запрос, поступивший от кли- ента. Результаты выполнения запроса передаются клиенту. Сервер обеспе- чивает хранение данных общего пользования, организует доступ к этим данным и передает данные клиенту. Клиент обрабатывает полученные данные и представляет результаты обработки в виде, удобном для пользователя. В принципе обработка дан- ных может быть выполнена и на сервере. Для подобных систем приняты термины – системы клиент-сервер или архитектура клиент-сервер. Архитектура клиент-сервер может использоваться как в одноранговых локальных вычислительных сетях, так и в сети с выделенным сервером. Вычислительные машины, входящие в состав ЛВС, могут быть распо- ложены самым случайным образом на территории, где создается вычисли- тельная сеть. Следует заметить, что для способа обращения к передающей среде и методов управления сетью небезразлично, как расположены або- нентские ЭВМ. Поэтому имеет смысл говорить о топологии ЛВС. Топология ЛВС – это усредненная геометрическая схема соединений узлов сети. Топологии вычислительных сетей могут быть самыми различными, но для локальных вычислительных сетей типичными являются всего три: кольцевая, шинная, звездообразная. Иногда для упрощения используют термины – кольцо, шина и звезда. Любую компьютерную сеть можно рассматривать как совокупность узлов. Узел – любое устройство, непосредственно подключенное к передаю- щей среде сети. Топология усредняет схему соединений узлов сети. Так, и эллипс, и замкнутая кривая, и замкнутая ломаная линия относятся к кольцевой топо- логии, а незамкнутая ломаная линия – к шинной. Кольцевая топология предусматривает соединение узлов сети замкну- той кривой – кабелем передающей среды. Выход одного узла сети соеди- няется со входом другого. Информация по кольцу передается от узла к узлу. Каждый промежуточный узел между передатчиком и приемником ретранслирует посланное сообщение. Принимающий узел распознает и получает только адресованные ему сообщения. Однако последовательная дисциплина обслуживания узлов такой сети снижает ее быстродействие, а Информатика и математика 130 выход из строя одного из узлов нарушает целостность кольца и требует принятия специальных мер для сохранения тракта передачи информации. Шинная (линейная) топология позволяет передавать данные от узла сети по шине в обе стороны. Промежуточные узлы не транслируют посту- пающих сообщений. Информация поступает на все узлы, но принимает со- общение только тот, кому оно адресовано. Дисциплина обслуживания па- раллельная. Сеть легко наращивать и конфигурировать, а также адаптировать к различным системам. Сеть, построенная по шинной топо- логии, устойчива к возможным неисправностям отдельных узлов. Звездообразная топология базируется на концепции центрального уз- ла, к которому подключаются периферийные узлы. Каждый периферийный узел имеет свою отдельную линию связи с центральным узлом. Вся ин- формация передается через центральный узел, который ретранслирует, пе- реключает и маршрутизирует информационные потоки в сети. Звездооб- разная топология значительно упрощает взаимодействие узлов ЛВС одного с другим, позволяет использовать более простые сетевые адаптеры. В то же время работоспособность ЛВС со звездообразной топологией це- ликом зависит от центрального узла. В реальных вычислительных сетях могут использоваться более слож- ные топологии, представляющие в некоторых случаях сочетания рассмот- ренных. Для расширения возможностей нескольких ЛВС они могут объеди- няться. Для выполнения функций коммутации используются специальные устройства – концентраторы. Концентратор – устройство, коммутирующее несколько каналов свя- зи на один путем частотного разделения. В ЛВС, где физическая передающая среда представляет собой кабель ограниченной длины, для увеличения протяженности сети используются специальные устройства – повторители. Самый простой вариант объединения ЛВС – объединение одинаковых сетей в пределах ограниченного пространства. Физическая передающая среда накладывает ограничения на длину сетевого кабеля. В пределах до- пустимой длины строится отрезок сети – сетевой сегмент. Для объедине- ния сетевых сегментов используются мосты. Сети, которые объединяет мост, должны иметь одинаковые сетевые уровни модели взаимодействия открытых систем, нижние уровни могут иметь некоторые отличия. Для се- ти персональных компьютеров мост – отдельная ЭВМ со специальным программным обеспечением и дополнительной аппаратурой. Мост может соединять сети разных топологий, но работающие под управлением одно- типных сетевых операционных систем. Сеть сложной конфигурации, представляющая собой соединение не- скольких сетей, нуждается в специальном устройстве. Задача этого уст- 2. План-конспект лекционного курса 131 ройства – отправить сообщение адресату в нужную сеть. Называется такое устройство маршрутизaтором. Маршрутизатор, или роутер, – устройство, соединяющее сети разного типа, но использующее одну операционную систему. Для объединения ЛВС совершенно различных типов, работающих по существенно отличающимся друг от друга протоколам, предусмотрены специальные устройства – шлюзы. Шлюз – устройство, позволяющее орга- низовать обмен данными между двумя сетями, использующими различные протоколы взаимодействия. Шлюз осуществляет свои функции на уровнях выше сетевого. Он не зависит от используемой передающей среды, но за- висит от используемых протоколов обмена данными. Обычно шлюз вы- полняет преобразование между двумя протоколами. С помощью шлюзов можно подключить локальную вычислительную сеть к главному компью- теру, а также локальную сеть к глобальной сети. Мосты, маршрутизаторы и шлюзы конструктивно выполняются в виде плат, которые устанавливаются в компьютерах. Функции свои они могут выполнять как в режиме полного выделения функций, так и в режиме со- вмещения их с функциями рабочей станции вычислительной сети. 3. Особенностью глобальных компьютерных сетей является использо- вание коммуникационных сетей (каналов связи) общего пользования. В настоящее время существует и используется несколько десятков глобаль- ных компьютерных сетей. Одной из самых известных и широко исполь- зуемых глобальных компьютерных сетей является Интернет. Интернет представляет собой сложную глобальную компьютерную сеть. Перевод этого слова означает «между сетей». Это сеть, соединяющая отдельные сети. Логическая структура Интернета представляет собой не- кое виртуальное объединение, имеющее свое собственное информацион- ное пространство. Интернет обеспечивает обмен информацией между все- ми компьютерами, которые входят в сеть, подключены к ней. Тип компьютера и используемая им операционная система значения не имеют. Интернет – это всемирное кооперативно управляемое сообщество компьютерных сетей и отдельных компьютеров, обменивающихся инфор- мацией с помощью протоколов TCP/IP. Интернет самостоятельно осуществляет передачу данных. К адресам станций предъявляются специальные требования. Адрес должен иметь формат, позволяющий вести его обработку автоматически, и должен нести некоторую информацию о своем владельце. С этой целью для каждого компьютера устанавливаются два адреса: цифровой IP-адрес (IP – Internetwork Protocol – межсетевой протокол) и доменный адрес. Информатика и математика 132 Оба эти адреса могут применяться равноценно. Цифровой адрес удо- бен для обработки на компьютере, а доменный адрес – для восприятия пользователем. Для обслуживания перевода доменного адреса в цифровой и обратно служат DNS-серверы. Цифровой адрес имеет длину 32 бита. Для удобства он разделяется на четыре блока по восемь бит, которые можно записать в десятичном виде. Адрес содержит полную информацию, необходимую для идентификации компьютера. Два блока определяют адрес сети, а два других – адрес компьютера внутри этой сети. Существует определенное правило для установления границы между этими адресами. Поэтому IP-адрес включает в себя три компонента: адрес сети, адрес подсети, адрес компьютера в подсети. Для подключения к Интернету необходимо иметь компьютер, модем, канал связи с организацией, предоставляющей услуги Интернета, называе- мой провайдером. Каналом связи может быть телефонная сеть. При этом следует иметь в виду, что при использовании телефонных каналов связи для подключения к Интернету лучше пользоваться услугами того провай- дера, который расположен рядом и пользуется той же АТС. Одной из первых служб в Интернете является пересылка файлов, ор- ганизованных на FTP-серверах. FTP-серверы предназначены для хранения файлов, доступных для загрузки пользователю в сети. Доступ к FTP- серверам обеспечивается FTP-протоколом. Появление в Интернете WWW-технологии как средства общения с ис- пользованием компьютерных сетей сыграло решающую роль в широком (взрывном характере) распространения самого Интернета. Всемирная пау- тина (WWW – World Wide Web) – это мультимедийная гипертекстовая тех- нология общения посредством компьютерных сетей. Для связи с Всемир- ной паутиной предназначены Web-серверы, доступ к которым осуществляется с помощью HTTP-протокола. Особенностью этого прото- кола является то, что по запросу он выставляет на компьютере пользовате- ля только одну Web-страницу, составленную с использованием языка HTML. Эта Web-страница посредством гиперссылок позволяет осущест- вить навигацию как внутри самой страницы, так и посредством обращения к HTTP-протоколу к другой Web-странице, доступной в сети, вызвав ее по- явление на экране компьютера. Для отображения в сети информационных объектов, которые не помещаются на одну Web-страницу, используя тех- нологию гипертекста, создаются Web-узлы (сайты). С целью выхода в Интернет с конкретного компьютера разработаны специальные программы-браузеры. Браузер – это компьютерная програм- ма для работы с Web. Существует много разных программ-браузеров. Наи- более широко известным является Internet Explorer. Эта программа позво- 2. План-конспект лекционного курса 133 ляет выполнять многие операции и настройки. Так, например, с помощью меню Edit браузера Internet Explorer можно удалить надписи на панели управления; увидеть исходный текст странички на языке HTML, изменить кодировку. Настройки Internet Explorer позволяют организовать пользова- тельскую цензуру, так как в Интернете не существует официальной цензу- ры – это полностью открытая глобальная компьютерная сеть. Удобная навигация по страницам Интернета и поиск нужной инфор- мации осуществляются с помощью поисковых машин. Широко использу- ются такие русскоязычные поисковые машины, как Yandex, Rambler, Aport и др. Одной из широко используемых служб в Интернете является элек- тронная почта. Электронная почта – это система программно-технических и коммуникационно-технологических средств, обеспечивающая создание и регистрацию, прием-передачу между абонентами сети, хранение и обра- ботку различного рода текстовых сообщений с использованием электрон- ных средств представления данных. Основными элементами электронного письма являются: • подпись; • заголовок; • текст письма. Поле Date заголовка письма заполняется автоматически. Элемент электронного письма «Подпись» является необязательным. Для придания эмоциональности почтовым отправлениям используются смайлики. Смай- лики представляют собой простые значки, обозначающие эмоции в элек- тронном письме. Существуют программы, поддерживающие работу нескольких почто- вых ящиков. Для приема и пересылки электронной почты служат почтовые серверы. Следует указать еще одну службу Интернета – это телеконференции новостей, для обслуживания которой созданы NNTP-серверы. Широкое использование глобальных и региональных компьютерных сетей в экономике привело к новому понятию – «сетевая экономика». Ве- дущими направлениями сетевой экономики являются: • электронная коммерция; • интернет-банкинг; • электронный маркетинг; • интернет-трейдинг; • интернет-аукционы; • корпоративные информационные системы управления предпри- ятием. Подробнее см.: 1, 3. |