Комп Сети Модуль 1.1. Комп Сети Модуль 1. Кафедра зі питання до рубіжного контролю1 з компютерних систем
 Скачать 124.32 Kb.
|
|
Міністерство освіти та науки України Запорізький національний технічний університет Кафедра:ЗІ Питання до рубіжного контролю№1 з комп’ютерних систем Роботу виконав студент групи РП810: Гребінь А.О. Роботу перевірив: ______________ Запоріжжя 2011 р. План: 1. Чем можно объяснить, что глобальные сети появились раньше локальных? 2. Объяснить различие между персональными компьютерами, супер ЭВМ, и мэйнфреймами. 3. В чем отличие между мультипроцессорными компьютерами, многомашинными системами и вычислительными сетями? 4. Перечислить основные программные и аппаратные компоненты сети. 5. Что даст предприятию использование сетей? 6. Что такое стандартные технологии, и их роль в создании компьютерных систем? 7. Как взаимодействует компьютер с периферийным устройством? 8. В чем различие взаимодействия компьютера с периферийным устройством и взаимодействие двух компьютеров? 9.Что такое кодирование? Перечислить и объяснить используемые способы кодирования. 10. Что такое синхронизация и как она используется в компьютерных сетях? 11. Дать описание типовых топологий сетей. 12. В чем различие между индивидуальными и раздельными линиями связи? 13. Какие требования предъявляются к адресации компьютеров? 14. Три схемы адресации узлов. 15. Для чего используется структуризация при построении больших сетей? 16. Что такое физическая структуризация? 17. Если все коммуникационные устройства в приведенном ниже фрагменте сети являются концентратами, то на каких портах появиться кадр, если его отправил компьютер А компьютеру В? Компьютеру С? Компьютеру О? 18. Если в предыдущим упражнении изменить условия и считать, что все коммуникационные устройства являются коммутаторами, то на каких портах появиться кадр, посланный компьютером А компьютеру В? Компьютеру С? Компьютеру D? 19. Объяснить принцип многоуровнего подхода при стандартизации сетей. Что такое протокол, интерфейс, стек протоколов? 20. Что определяет модель OSI? 21. Перечислить уровни модели OSI и дать описание их функциям. 22. Дать краткое описание стека коммуникационных протоколов TCP/IP. 23. Дать определение локальных, глобальных и городских сетей. 24. Перечислить отличия локальных сетей от глобальных. 25. Дать определение сетей, отделов, кампусов и корпораций. 26. Перечислить требования, предъявляемые к вычислительным сетям. 27. Какие требования используются для защиты компьютерных сетей. 1. Чем можно объяснить, что глобальные сети появились раньше локальных? Все очень просто и как всегда упирается в деньги. Первые компьютеры стоили очень дорого и позволить их себе могли только: 1.) Военные. 2.)Крупные научные учереждения (которые в основном занимались военными разработками). 3.) Крупные предприятия. Первая компьютерная сеть была организована в США между двумя компьютерамикрупнейших университетов. Если я не ошибаюсь между Беркли и МТУ. Это было сделано в рамках проекта ARPANET . Локальные сети (в пределах одной организации) появились гораздо позже, когда компьютеры подешевели на столько, что фирма могла позволить приобретения нескольких машин. Это было время появления IBM совместимых компьютеров. 2. Объяснить различие между персональными компьютерами, супер ЭВМ, и мэйнфреймами. Мэйнфреймы – большие компьютера, которые еще используются в центрах данных корпораций. Мэйнфреймы отличаются от персональных компьютеров по возможностям ввода-вывода.Серверные операционные системы – системы, которые работают на серверах и представляют собой очень большие персональные компьютеры, рабочие станции или мэйнфреймы. Они одновременно обслуживают множество пользователей и дают возможность им делить между собой программные и аппаратные ресурсы.Работаоперационных систем для персональных компьютеров заключается в предоставлении удобного интерфейса для одного пользователя. 3. В чем отличие между мультипроцессорными компьютерами, многомашинными системами и вычислительными сетями? Компьютерные сети относятся к распределенным (или децентрализованным) вычислительным системам. Поскольку основным признаком распределенной вычислительной системы является наличие нескольких центров обработки данных, то наряду с компьютерными сетями к распределенным системам относят также мультипроцессорные компьютеры и многомашинные вычислительные комплексы. Мультипроцессорные компьютеры В мультипроцессорных компьютерах имеется несколько процессоров, каждый из которых может относительно независимо от остальных выполнять свою программу. В мультипроцессоре существует общая для всех процессоров операционная система, которая оперативно распределяет вычислительную нагрузку между процессорами. Взаимодействие между отдельными процессорами организуется наиболее простым способом - через общую оперативную память. Сам по себе процессорный блок не является законченным компьютером и поэтому не может выполнять программы без остальных блоков мультипроцессорного компьютера - памяти и периферийных устройств. Все периферийные устройства являются для всех процессоров мультипроцессорной системы общими. Территориальную распределенность мультипроцессор не поддерживает - все его блоки располагаются в одном или нескольких близко расположенных конструктивах, как и у обычного компьютера. Основное достоинство мультипроцессора - его высокая производительность, которая достигается за счет параллельной работы нескольких процессоров. Так как при наличии общей памяти взаимодействие процессоров происходит очень быстро, мультипроцессоры могут эффективно выполнять даже приложения с высокой степенью связи по данным. Еще одним важным свойством мультипроцессорных систем является отказоустойчивость, то есть способность к продолжению работы при отказах некоторых элементов, например процессоров или блоков памяти. При этом производительность, естественно, снижается, но не до нуля, как в обычных системах, в которых отсутствует избыточность. Многомашинные системы Многомашинная система - это вычислительный комплекс, включающий в себя несколько компьютеров (каждый из которых работает под управлением собственной операционной системы), а также программные и аппаратные средства связи компьютеров, которые обеспечивают работу всех компьютеров комплекса как единого целого. Работа любой многомашинной системы определяется двумя главными компонентами: высокоскоростным механизмом связи процессоров и системным программным обеспечением, которое предоставляет пользователям и приложениям прозрачный доступ к ресурсам всех компьютеров, входящих в комплекс. В состав средств связи входят программные модули, которые занимаются распределением вычислительной нагрузки, синхронизацией вычислений и реконфигурацией системы. Если происходит отказ одного из компьютеров комплекса, его задачи могут быть автоматически переназначены и выполнены на другом компьютере. Если в состав многомашинной системы входят несколько контроллеров внешних устройств, то в случае отказа одного из них, другие контроллеры автоматически подхватывают его работу. Таким образом, достигается высокая отказоустойчивость комплекса в целом. Помимо повышения отказоустойчивости, многомашинные системы позволяют достичь высокой производительности за счет организации параллельных вычислений. По сравнению с мультипроцессорными системами возможности параллельной обработки в многомашинных системах ограничены: эффективность распараллеливания резко снижается, если параллельно выполняемые задачи тесно связаны между собой по данным. Это объясняется тем, что связь между компьютерами многомашинной системы менее тесная, чем между процессорами в мультипроцессорной системе, так как основной обмен данными осуществляется через общие многовходовые периферийные устройства. Говорят, что в отличие от мультипроцессоров, где используются сильные программные и аппаратные связи, в многомашинных системах аппаратные и программные связи между обрабатывающими устройствами являются более слабыми. Территориальная распределенность в многомашинных комплексах не обеспечивается, так как расстояния между компьютерами определяются длиной связи между процессорным блоком и дисковой подсистемой. Вычислительные сети В вычислительных сетях программные и аппаратные связи являются еще более слабыми, а автономность обрабатывающих блоков проявляется в наибольшей степени - основными элементами сети являются стандартные компьютеры, не имеющие ни общих блоков памяти, ни общих периферийных устройств. Связь между компьютерами осуществляется с помощью специальных периферийных устройств - сетевых адаптеров, соединенных относительно протяженными каналами связи. Каждый компьютер работает под управлением собственной операционной системы, а какая-либо «общая» операционная система, распределяющая работу между компьютерами сети, отсутствует. Взаимодействие между компьютерами сети происходит за счет передачи сообщений через сетевые адаптеры и каналы связи. С помощью этих сообщений один компьютер обычно запрашивает доступ к локальным ресурсам другого компьютера. Такими ресурсами могут быть как данные, хранящиеся на диске, так и разнообразные периферийные устройства - принтеры, модемы, факс-аппараты и т. д. Разделение локальных ресурсов каждого компьютера между всеми пользователями сети - основная цель создания вычислительной сети. Каким же образом сказывается на пользователе тот факт, что его компьютер подключен к сети? Прежде всего, он может пользоваться не только файлами, дисками, принтерами и другими ресурсами своего компьютера, но аналогичными ресурсами других компьютеров, подключенных к той же сети. Правда, для этого недостаточно снабдить компьютеры сетевыми адаптерами и соединить их кабельной системой. Необходимы еще некоторые добавления к операционным системам этих компьютеров. На тех компьютерах, ресурсы которых должны быть доступны всем пользователям сети, необходимо добавить модули, которые постоянно будут находиться в режиме ожидания запросов, поступающих по сети от других компьютеров. Обычно такие модули называются программными серверами (server), так как их главная задача - обслуживать (serve) запросы на доступ к ресурсам своего компьютера. На компьютерах, пользователи которых хотят получать доступ к ресурсам других компьютеров, также нужно добавить к операционной системе некоторые специальные программные модули, которые должны вырабатывать запросы на доступ к удаленным ресурсам и передавать их по сети на нужный компьютер. Такие модули обычно называют программными клиентами (client). Собственно же сетевые адаптеры и каналы связи решают в сети достаточно простую задачу - они передают сообщения с запросами и ответами от одного компьютера к другому, а основную работу по организации совместного использования ресурсов выполняют клиентские и серверные части операционных систем. Пара модулей «клиент - сервер» обеспечивает совместный доступ пользователей к определенному типу ресурсов, например к файлам. В этом случае говорят, что пользователь имеет дело с файловой службой (service). Обычно сетевая операционная система поддерживает несколько видов сетевых служб для своих пользователей - файловую службу, службу печати, службу электронной почты, службу удаленного доступа и т. п. 4. Перечислить основные программные и аппаратные компоненты сети. Даже в результате достаточно поверхностного рассмотрения работы в сети становится ясно, что вычислительная сеть - это сложный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов. Изучение сети в целом предполагает знание принципов работы ее отдельных элементов: компьютеров; коммуникационного оборудования; операционных систем; сетевых приложений. Весь комплекс программно-аппаратных средств сети может быть описан многослойной моделью. В основе любой сети лежит аппаратный слой стандартизованных компьютерных платформ. В настоящее время в сетях широко и успешно применяются компьютеры различных классов - от персональных компьютеров до мэйнфреймов и суперЭВМ. Набор компьютеров в сети должен соответствовать набору разнообразных задач, решаемых сетью. Второй слой - это коммуникационное оборудование. Хотя компьютеры и являются центральными элементами обработки данных в сетях, в последнее время не менее важную роль стали играть коммуникационные устройства. Кабельные системы, повторители, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и модульные концентраторы из вспомогательных компонентов сети превратились в основные наряду с компьютерами и системным программным обеспечением как по влиянию на характеристики сети, так и по стоимости. Сегодня коммуникационное устройство может представлять собой сложный специализированный мультипроцессор, который нужно конфигурировать, оптимизировать и администрировать. Изучение принципов работы коммуникационного оборудования требует знакомства с большим количеством протоколов, используемых как в локальных, так и глобальных сетях. Третьим слоем, образующим программную платформу сети, являются операционные системы (ОС). От того, какие концепции управления локальными и распределенными ресурсами положены в основу сетевой ОС, зависит эффективность работы всей сети. При проектировании сети важно учитывать, насколько просто данная операционная система может взаимодействовать с другими ОС сети, насколько она обеспечивает безопасность и защищенность данных, до какой степени она позволяет наращивать число пользователей, можно ли перенести ее на компьютер другого типа и многие другие соображения. Самым верхним слоем сетевых средств являются различные сетевые приложения, такие как сетевые базы данных, почтовые системы, средства архивирования данных, системы автоматизации коллективной работы и др. Очень важно представлять диапазон возможностей, предоставляемых приложениями для различных областей применения, а также знать, насколько они совместимы с другими сетевыми приложениями и операционными системами. 5. Что даст предприятию использование сетей? Преимуществом распределённых систем перед централизованными является их способность выполнять параллельные вычисления:
6. Что такое стандартные технологии, и их роль в создании компьютерных систем? В середине 80-х годов положение дел в локальных сетях стало меняться. Утвердились стандартные технологии объединения компьютеров в сеть — Ethernet, Arcnet, TokenRing, TokenBus, несколько позже — FDDI. Все стандартные технологии локальных сетей опирались на тот же принцип коммутации, который был с успехом опробован и доказал свои преимущества при передаче трафика данных в глобальных компьютерных сетях — принцип коммутации пакетов. Стандартные сетевые технологии сделали задачу построения локальной сети почти тривиальной. Для создания сети достаточно было приобрести сетевые адаптеры соответствующего стандарта, напримерEthernet, стандартный кабель, присоединить адаптеры к кабелю стандартными разъемами и установить на компьютер одну из популярных сетевых операционных систем, например Novell NetWare. После этого сеть начинала работать, и последующее присоединение каждого нового компьютера не вызывало никаких проблем — естественно, если на нем был установлен сетевой адаптер той же технологии. 7. Как взаимодействует компьютер с периферийным устройством? Периферийные устройства, использующие IBM PC-совместимые компьютеры, присоединяются к ним через так называемые устройства сопряжения, или адаптеры (от англ . toadapt - приспосабливать). Эти устройства располагаются в системномблоке на материнской плате и обеспечивают передачу данных между внешними устройствами и ЦП, а также определяют характер их взаимодействия (способ подсоединения устройства, вид электрического сигнала, передающий информацию, и т.п.). Взаимодействие периферийных устройств с адаптером происходит через порты ввода и вывода. Иначе говоря, порты ввода / вывода играютроль каналов связи между системным блоком и периферийными устройствами. По способу передачи Информации порты ввода / вывода делятся напоследовательные и параллельные. Через последовательный порт информация передается последовательно, бит за битом, для передачи информации используется только один проводник. Через параллельный порт несколько бит информации передаютсяодновременно; для передачи информации используются несколько проводов (по каждому проводу передается 1 бит информации, то есть количество битов, которые передаются одновременно, равно количеству проводников, по которым они передаются. Что касается внешних устройств, находящихся на большом расстоянии от компьютера, то их включают через последовательный порт, а те устройства,близко, - через параллельный. Для осуществления эффективного взаимодействия центрального процессора и периферийных устройств в современных компьютера применяется механизм прерывания. 8. В чем различие взаимодействия компьютера с периферийным устройством и взаимодействие двух компьютеров? В отличие от взаимодействия компьютера с периферийным устройством, когда программа работает, как правило, только с одной стороны - со стороны компьютера, в этом случае происходит взаимодействие двух программ, работающих на каждом из компьютеров. Программа, работающая на одном компьютере, не может получить непосредственный доступ к ресурсам другого компьютера - его дискам, файлам, принтеру. Она может только «попросить» об этом программу, работающую на том компьютере, которому принадлежат эти ресурсы. Эти «просьбы» выражаются в виде сообщений, передаваемых по каналам связи между компьютерами. |