Контрольная информатика. информатика контрольная. Контрольная работа по дисциплине Информатика студент группы элэт 12з Чебыкин А. А 17 01 20 23 г
 Скачать 121.37 Kb.
|
|
Балаковский инженерно-технологический институт - филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Факультет атомной энергетики и технологий Кафедра Информационные системы и технологии КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине Информатика Выполнил: студент группы ЭЛЭТ 12з Чебыкин А.А «17» 01 2023г. Проверил доцент каф ИСТ должность Очкур Галина Викторовна «17»01 .2023г. Балаково 2023 СОДЕРЖАНИЕ 1 Что такое компьютерная сеть 3 1.2 Виды компьютерных сетей 4 1.3 Топологии компьютерных сетей 5 1.4 Техническое обеспечение компьютерных сетей 10 2 Аппаратное обеспечение компьютерных сетей 11 Заключение 16 Список литературы 17 1 Что такое компьютерная сеть Компьютерная сеть - это совокупность компьютеров, взаимосвязанных через каналы передачи данных для обеспечения обмена информацией и коллективного доступа пользователей к аппаратным, программным и информационным ресурсам сети. В общем случае для создания компьютерных сетей требуется наличие линии связи между компьютерами (канала передачи данных), специального аппаратного обеспечения (сетевого оборудования) и специального программного обеспечения (сетевых программных средств). Компьютерные сети предназначены: - для обмена данными между ПК; - для совместного использования вычислительных ресурсов. Ресурсы бывают трех типов: • аппаратные (принтер, емкости жестких дисков); • программные; • информационные. Когда все участники небольшой компьютерной сети пользуются общим принтером, то они разделяют общий аппаратный ресурс. В сети может находиться один компьютер с увеличенной емкостью жесткого диска (файл-сервер), на котором участники сети хранят свои архивы и результаты работы. В этом случае аппаратным ресурсом является внешняя память сетевого компьютера. Другой распространенный пример: предоставление услуг хостинга - возможности размещения web-страниц и других пользовательских файлов на сервере в Интернет. Пример совместного использования программных ресурсов: для выполнения очень сложных и продолжительных расчетов возможно подключение к удаленной большой ЭВМ, при этом существует возможность отправить на нее вычислительное задание, а по окончании расчетов точно так же получить результат обратно. Информационные ресурсы образуют данные (текст, графические изображения, аудио- и видеоинформация), хранящиеся на удаленных компьютерах. Виды компьютерных сетей: В зависимости от выполняемых в сети функций различают компьютеры-серверы и компьютеры-клиенты: Сервер — это компьютер, предоставляющий доступ к собственным ресурсам или управляющий распределением ресурсов сети. Клиент-компьютер, использующий ресурсы сервера. По территориальному признаку сети разделяются на локальные и глобальные. - Локальные компьютерные сети - сосредоточенные на территории радиусом не более 1-2 км, локальные компьютерные сети построены с использованием дорогих высококачественных линий связи, позволяющих достигать высоких скоростей обмена данными порядка 10000 Мбит/с, данные передаются в цифровом формате, то есть в форме, в которой они хранятся и обрабатываются в компьютере; - Глобальные компьютерные сети - Объединяют компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Более низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (единицы и десятки мегабит в секунду). Форма передачи данных по глобальным сетям не совпадает с формой их представления в памяти компьютера. Поэтому для подключения компьютера к глобальной сети необходимо иметь устройство, например оптический модем, который осуществляет преобразование данных на входе и выходе компьютера. Для устойчивой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях. По архитектуре различают: одноранговые сети и сети с выделенным сервером. Одноранговая сеть — в которой каждый компьютер (рабочая станция) имеет одинаковые права, то есть все компьютеры равноправны. В одноранговых сетях возможно дополнительно создать подсети, так называемые рабочие группы с соответствующими именами. Сеть с выделенным сервером- в которой один из компьютеров выполняет функции хранения данных (выделенный сервер), предназначенных для использования всеми другими рабочими станциями локальной сети, управление взаимодействием рабочих станций и ряд сервисных функций. Создание и эксплуатация иерархической сети требует соответствующих профессиональных навыков и постоянного администрирования сети соответствующим специалистом — системным администратором. Топологии компьютерных сетей Топология компьютерной сети - это схема соединения и физическое расположение сетевых устройств, включая компьютеры, по отношению к друг другу. Топология компьютерной сети позволяет увидеть всю сеть, вернее ее структуру, а также проанализировать связь всех устройств входящих в сеть. Теория Интернет технологий выделяет несколько видов топологий сети: физическую, информационную, логическую и топологию управления обменом. Существуют следующие топологии компьютерных сетей: Шинная топология. Все компьютеры сети подключаются к одному кабелю. Кольцевая топология. Данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому. Радиальная топология. Каждый компьютер через специальные сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к объединяющему устройству. Древовидная топология. Образуется соединением между собой несколькими звездообразных топологий.  Топология шина - пожалуй наиболее простая и старая топология локальных сетей. Простота обусловлена наличием всего одной магистрали (кабеля) к которой соединены все устройства. Сигналы передаваемые одним, могут получать все. При этом отдельный компьютер отфильтровывает и принимает необходимую только ему информацию. Достоинства такой схемы: простое моделирование; дешевизна конструкции, при условии, что все устройства располагаются недалеко друг от друга; поломка одного или даже нескольких устройств не влияет на работоспособность остальных элементов сети. Недостатки шины: - неполадки на любом участке, а это обрыв шины или поломка сетевого коннектора нарушают работы всей системы; - сложность ремонтных работ, прежде всего определения места неисправности; - очень низкая производительность – в каждый момент только одно устройство передаёт данные остальным, увеличение числа приборов ведёт к существенному снижению производительности; - сложность расширения сети, для этого приходится полностью заменять участки кабеля. Именно из-за этих недостатков такие сети морально устарели, не обеспечивают современных требований обмена данными и фактически не применяются. По такой топологии создавались первые локальные сети. Роль шины в таких схемах выполнял коаксиальный кабель. Его прокладывали ко всем компьютерам и возле каждого соединяли т-образным штекером (тройником). Топология кольцо - В «кольце» устройства подключены последовательно по кругу и по эстафете передают информацию. Четко выделенного центра нет и все приборы практически равнозначны. Если сигнал не предназначен компьютеру, он его транслирует следующему и так до конечного потребителя.Достоинства соединения кольцом: простота компоновки; возможность построения длинных сетей; не возникает необходимости в дополнительных устройствах; устойчивая работа с хорошей скоростью даже при интенсивной передаче данных. Но кольцевое соединение имеет и ряд недостатков: каждый компьютер должен быть в рабочем состоянии и участвовать в трансляции, при обрыве кабеля или поломки одного устройства – сеть не работает; на время подсоединения нового прибора схема полностью размыкается, поэтому требуется полное отключение сети; сложное моделирование и настройка соединений; сложный поиск неисправностей и их устранение. Основное применение кольца получили при создании соединений для удаленных друг от друга компьютеров, установленных в противоположных концах и на разных этажах зданий. Работают такие сети по специально разработанному стандарту Token Ring (802.5). Для надёжности и повышения объёмов обмена информацией монтируют вторую линию. Она используется либо как аварийная, либо по ней передаются данные в противоположном направлении. Топология радиальная (звезда) - самая распространённая и технологичная система создания сетей. Командует всем сервер, контроллер или коммутатор. Все компьютеры как лучи подсоединены к нему. Общение между ними происходит только через центральное устройство. Топология сети в которой все компьютеры присоединены к центральному узлу стала основой для построения современных офисных локальных сетей.В качестве узла используются активные или пассивные коммутаторы. Пассивный, это просто коробка соединения проводов не требующая питания. Активный коммутатор соединяет схему проводной или беспроводной технологией и требует подключения к питанию. Он может усиливать и распределять сигналы. Топология сети звезда обрела популярность благодаря множеству достоинств: высокая скорость и большой объём обмена данными; повреждение передающего кабеля или поломка одного элемента (кроме центрального) не снижает работоспособность сети; широкие возможности для расширения, достаточно смонтировать новый кабель или настроить доступ на коммутаторе; простая диагностика и ремонт; легкий монтаж и сопровождение. Как и большинство сетей, соединение звезда имеет ряд недостатков, все они связаны с необходимостью использования центрального коммутатора: дополнительные затраты; он же — слабое звено, поломка приводит к неработоспособности всего оборудования; число подключаемых устройств и объём передаваемой информации зависит от его характеристик. Несмотря на недостатки звезда широко используется при создании сетей на больших и маленьких предприятиях. А соединяя между собой коммутаторы получают комбинированные топологии. Топология древовидная - Эта топология является комбинацией нескольких звёзд. Архитектура построения предусматривает прямое соединение пассивных или активных коммутаторов.Такой тип топологии чаще всего используют при монтаже локальных сетей с небольшим количеством приборов, в основном при создании корпоративных коммутаторов. Совмещает довольно низкую стоимость и очень хорошее быстродействие. Особенно при комбинировании различных линий передач — сочетании медных и волоконных кабельных систем, и применении управляемых коммутаторов. Техническое обеспечение компьютерных сетей Техническое обеспечение - комплекс электронных, электрических и механических устройств, входящих в состав системы либо сети. Техническое обеспечение включает компьютеры (ЭВМ) и логические устройства. К ним добавляются внешние устройства и диагностическая аппаратура. Вспомогательную, но при этом важную, роль играют энергетическое оборудование, батареи и аккумуляторы. Для обеспечения безопасности данных используют аппараты шифрования информации. Техническое обеспечение предназначено для поддержки работы программного обеспечения. Оно представлено: персональный компьютер (ПК), называемый Рабочая станция (РС или WS(WorkStation)); сервер (-ы); система передачи данных; периферийное оборудование сети. 2 Аппаратное обеспечение компьютерных сетей.Протяженность сети, расстояние между станциями, в первую очередь определяются физическими характеристиками передающей среды (коаксиального кабеля, витой пары и т.д.). При передаче данных в любой среде происходит затухание сигнала, что и приводит к ограничению расстояния. Установив специальный усилитель или повторитель сигналов, можно значительно расширить сеть. Такими устройствами являются повторители, мосты и коммутаторы. Часть сети, в которую не входит устройство расширения, принято называть сегментом сети. Для физического соединения компьютеров используется набор технических устройств, который может включать: а) соединительные разъемы для механического подключения различных устройств через соответствующие порты, б) модемы (МОДулятор / Демодулятор - устройство для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть, по конструктивному исполнению модемы бывают встроенными - вставляемыми в системный блок компьютера - или внешними - подключаемыми через коммуникационный порт. Модемы отличаются друг от друга максимальной скоростью передачи данных, а также тем, поддерживают ли они средства исправления ошибок) и другие преобразующие устройства, обеспечивающие аналогово-цифровые преобразования, в) оборудование, предназначенное для передачи электрических сигналов (коммутаторы, хабы и др.) Для соединения устройств сети используется следующее аппаратное обеспечение: 1) соединительные компоненты: - Сетевые кабели (коаксиальные - состоящие из двух изолированных между собой концентрических проводников, внешний из которых имеет вид трубки; оптоволоконные; витая пара - кабели, образованные двумя переплетёнными друг с другом проводами, и др.). -Коннекторы (соединители) для подключения кабелей к компьютеру и разъёмы для соединения отрезков кабеля. -Сетевые интерфейсные адаптеры (сетевой интерфейс, модуль, карта) -устройство сопряжения для подключения одного компьютера к другому, обеспечивающее приём и передачу данных. В соответствии с определённым протоколом управляют доступом к среде передачи данных. Размещаются в системных блоках компьютеров, подключенных к сети, и вставляются в свободное гнездо материнской платы. К разъёмам адаптеров подключается сетевой кабель. 2) коммуникационное оборудование, обеспечивающее объединение компьютеров и организацию локальных сетей: - Трансиверы повышают уровень качества передачи данных по кабелю, отвечают за приём сигналов из сети и обнаружение конфликтов. - Повторитель - устройство, позволяющее расширить сеть за счет подключения дополнительных сегментов кабеля, а также ретранслирует (усиливает) сигналы, передаваемые по кабелю при его большой длине. Выполняет свои функции на физическом уровне. - Хаб (hub, концентратор проводов) расширяет топологические, функциональные и скоростные возможности компьютерных сетей. Хаб с набором разнотипных портов позволяет объединять сегменты сетей с различными кабельными системами. К порту хаба можно подключать как отдельный узел сети, так и другой хаб или сегмент кабеля. -Коммутатор - устройство для соединения сетей или сегментов, поддерживающее множественную адресацию для своих портов. Коммутатор контролирует и управляет сетевым трафиком, анализируя адреса назначения каждого пакета. Коммутатор знает, какие устройства соединены с его портами, и направляет пакеты только на необходимые порты. Это дает возможность одновременно работать с несколькими портами, расширяя тем самым полосу пропускания. Таким образом, коммутация уменьшает количество лишнего трафика, который возникает, когда одна и та же информация передается всем портам. Если концентраторы расширяют сеть, увеличивая число портов, то коммутаторы разбивают сеть на небольшие менее перегруженные сегменты. -Мост - аппаратно-программный блок, который обеспечивает соединение нескольких однородных локальных сетей, либо нескольких сегментов ЛС, имеющих различные протоколы передачи данных. Передаёт данные между сетями в пакетном виде, не производя в них никаких изменений. Выполняет свои функции на канальном уровне. -Маршрутизатор - объединяет более эффективно, чем мост сети одного или разного типа, использующие общий протокол или одну сетевую ОС. Он позволяет, например, расщеплять большие сообщения на более мелкие фрагменты, обеспечивая тем самым взаимодействие локальных сетей с разным размером пакета. Маршрутизатор может пересылать пакеты на конкретный адрес (мосты только отфильтровывают ненужные пакеты), выбирать лучший путь для прохождения пакета и многое другое. Чем сложней и больше сеть, тем больше выгода от использования маршрутизаторов. Выполняет свои функции на сетевом уровне. -Мостовой маршрутизатор - гибрид моста и маршрутизатора, который сначала пытается выполнить маршрутизацию, где это только возможно, а затем, в случае неудачи, переходит в режим моста. - Шлюз - совокупность аппаратно-программных средств, которая обеспечивает передачу данных между несовместимыми сетями или приложениями в рамках одной сети. Межсетевые шлюзы согласуют различные протоколы передачи данных, несогласованные скорости передачи. Поступившее в шлюз сообщение от одной сети преобразуется в другое сообщение, соответствующее требованиям следующей сети. Таким образом, шлюзы не просто соединяют сети, а позволяют им работать как единая сеть. С помощью шлюзов также локальные сети подсоединяются к мэйнфреймам - универсальным мощным компьютерам. Выполняет свои функции на уровнях выше сетевого. Для ЛВС используются различные типы кабелей, а также радиоволновые, инфракрасные и оптические каналы. Особенности ЛВС: 1. Так как линии передачи данных в ЛВС невелики, информацию можно передавать в цифровом виде. 2. В ЛВС практически нет помех, а потому передаваемая информация не имеет ошибок. 3. В ЛВС могут входить разнообразные и независимые устройства: большие и малые компьютеры, терминалы и терминальные станции, различное периферийное оборудование, накопители на магнитных лентах и дисках, а также специализированные средства (регистрирующие и копирующие устройства, графопостроители, устройства связи с объектами и т.п.). 4. Простота изменения конфигурации сети и среды передачи. 5. Низкая стоимость сети передачи данных по сравнению со стоимостью подключаемых устройств. Главная отличительная особенность ЛВС - наличие единого для всех абонентов высокоскоростного канала связи, способного передавать как цифровые данные, так и речевую, текстовую и даже видеоинформацию, что позволяет, например, объединить многие формы учрежденческой связи в рамках одной сети. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В заключении, можно сказать, что современные технологии развиваются очень быстрыми темпами. Локальные сети, сеть интернет заняли очень важное место, сложно представить обычный завод, в котором не будет компьютеров соединённых по сети. В современных условиях это просто не возможно. Появились множество способов и возможностей соединять компьютеры для выполнения разных целей, это значительно упрощает деятельность человека. Практически каждый день появляются новые составляющие локальных сетей, превосходящие по своим показателям предыдущие. Скорость передачи данных может превосходить 100, 200, и даже 500 Мб. В целом, весь процесс развития сетей, положительно сыграл на развитие технологий и дал огромные возможности для коммуникации людей. И, скорее всего, современные сети будут продолжать совершенствоваться. Список литературы Балдин, К.В. Информатика для ВУЗов: Учебник / К.В. Балдин, В.Б. Уткин. - М.: Дашков и К, 2016. - 395 c. Блиновская, Я.Ю. Введение в информатику: Учебное пособие / Я.Ю. Блиновская, Д.С. Задоя. - М.: Форум, НИЦ ИНФРА-М, 2016. - 112 c. Васильков, А.В. Информатика: Учебное пособие / А.В. Васильков, А.А. Васильков, И.А. Васильков. - М.: Форум, 2017. - 528 c. Гвоздева, В. А. Информатика, автоматизированные информационные технологии и системы: учебник / В. А. Гвоздева. – Москва: Форум: Инфра-М, 2016. – 541 с. Информатика. Базовый курс: учебное пособие для высших технических учебных заведений / [С. В. Симонович и др.]. – Санкт-Петербург: Питер, 2017. – 639 с. Иопа, Н. И. Информатика: (для технических специальностей): учебное пособие / Н. И. Иопа. – Москва: КноРус, 2016. – 469 с. |