Компьютерные сети. - раздел Информатика, Информатика Создание Компьютерных Сетей Было Вызвано Потребностью Совместного Использован...
Создание компьютерных сетей было вызвано потребностью совместного использования информации у людей, работающих на удаленных друг от друга компьютерах.
Компьютерная сеть (англ. net)- совокупность ЭВМ и других устройств, соединенных линиями связи и обменивающихся информацией между собой в соответствии с определенными правилами - протоколом. Протокол, т.е. специальный стандарт, служит для обеспечения совместимости ЭВМ. Протоколы определяют характер аппаратного взаимодействия компонентов сети (аппаратные протоколы) и характер взаимодействия программ и данных (программные протоколы). В Интернете используются несколько типов протоколов, появлявшихся с течением времени и развитием компьютерных технологий. К ним относятся текстовый протокол telnet, файловый протокол ftp, протокол телеконференций usenet, протокол баз данных wais, протокол gopher и др. Одной из систем Интернета со своим протоколом является электронная почта e-mail.
В настоящее время наибольшую популярность приобрел гипертекстовый протокол. Указанием на него в адресе ресурса является обозначение http (англ. Hyper Text Transfer Protocol - гипертекстовый протокол передачи данных). [1]
Локальная вычислительная сеть используется для объединения компьютеров, расположенных территориально близко, которые подключаются к сети при помощи сетевого кабеля. Локальная сеть бывает одноранговой, когда все компьютеры равноправны, или многоранговой, когда в сети выделяется компьютер (сервер), управляющий остальными. Глобальные сети объединяют значительно удаленные друг от друга компьютеры.
Ранние компьютерные сети состояли из машин, соединяемых для передачи данных. Программное обеспечение для управления такими сетями добавлялось к операционной системе в виде прикладных программ. В настоящее время программное обеспечение сетей трансформировалось в систему сетевого программного обеспечения, обеспечивающего сложную инфраструктуру сети.
Ресурсами сети называют информацию, программы и аппаратные средства, к которым получают доступ ее пользователи. Работая в сети, можно легко получить информацию, находящуюся на других машинах, подключенных к сети (конечно, не любую информацию, а только ту, которая определена как сетевой ресурс, т.е. сделана доступной для пользователей сети). Пользователь может воспользоваться более мощными машинами для запуска каких-либо программ, если мощность его компьютера недостаточна для этого (удаленный запуск программ). Может обмениваться информацией с другими пользователями сети. Пользователи могут сэкономить определенные средства за счет того, что сразу несколько пользователей получат возможность работать с одним общим устройством, например принтером или плоттером.
Иногда бывает необходимо соединить две существующие сети. Если эти сети совместимы (используют одинаковые протоколы), то их соединяют с помощью устройства связи, которое называется мостом. Суть метода в том, что когда сети соединяют с помощью моста, то получают просто более крупную сеть. Если необходимо связать сети, которые работают по разным протоколам, то тогда исходные сети просто соединяют с помощью шлюза. Мосты и шлюзы могут быть аппаратными (шлюзовый сервер) и программными.
При подключении локальной сети к глобальной важную роль играет понятие сетевой безопасности. В частности, должен быть ограничен доступ в локальную сеть для посторонних лиц, а также ограничен выход за пределы локальной сети информации. Для обеспечения сетевой безопасности между локальной и глобальной сетью устанавливают брандмауэры (в качестве их могут использовать специальные компьютеры или программы, препятствующие несанкционированному перемещению данных между сетями).
Сети можно классифицировать следующим образом:
1) по протяженности линий связи:
- локальные (протяженность линий связи - до нескольких километров). В локальные сети может быть объединено до нескольких десятков машин.
- региональные. Это сети, охватывающие город, область, район, страну. Как правило, это ведомственные сети, например, военные или полицейские.
- глобальные. Это сети, охватывающие несколько стран, континентов или весь мир.
2) по топологии (способу соединения машин): с шинной, с древовидной, со звездообразной, с кольцевой, с полносвязной, со смешанной (рис. 4.1).
Каждая топология имеет свои достоинства и недостатки. Например, сеть с полносвязной топологией наиболее дорогая, но самая надежная, поскольку при отказе какой-либо линии связи передаваемая информация может быть направлена в обход. Сеть с шинной топологией наоборот самая дешевая, но при отказе канала передачи данных из строя выходит вся сеть. Кроме того, такая сеть требует специального программного обеспечения для одновременной передачи информации между несколькими машинами по одному каналу. Наиболее проста работа, а значит и программное обеспечение в сети с кольцевой топологией, так как передача информации в такой сети производится только в одном направлении, а каждый компьютер принимает сигнал и передает его следующей станции. В то же время, выход из строя одной части кольца приводит к отказу всей сети.
Локальные сети являются обычно сетями с кольцевой или шинной топологией. Связи между ЭВМ не обязательно должны быть выполнены проводниками, все более распространенными становятся беспроводные сети. [1, 8]
3) по способу управления:
- централизованные, в которых для управления и обеспечения доступа пользователей к ресурсам сети выделяют специальные компьютеры - серверы. Сервер - это обыкновенный, но достаточно мощный компьютер, на котором устанавливается специальное программное обеспечение. Остальные машины в таких сетях называют рабочими станциями. Часто встречаются локальные сети с одним сервером.
- децентрализованные (одноранговые), в которых все компьютеры участвуют в управлении сетью на равных правах. Иными словами, в такой сети все машины одного ранга и работают под управлением одинаковых (или по крайней мере совместимых) программ, обеспечивающих в том числе и передачу данных по сети.
Все темы данного раздела:
Информационная система.
Система – множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность (единство). Системный подход
История развития вычислительных машин.
Развитие вычислительных машин можно разделить на следующие этапы:
1) механический – абак, счеты, логарифмическая линейка, арифмометры, механические вычислительные машины;
2) элект
Механический этап.
Абак – доска, посыпанная тонким слоем песка, не ней можно писать буквы и цифры. Впоследствии на доске появились углубления, по которым перемещали кости и камешки.
Одним из первых вычислите
Электромеханический этап
Исследователем, использовавшим идею Жаккарда (ткацкий станок), был Герман Холлерит (1860-1929), который применил способ кодирования информации в виде отверстий на бумажных картах для ускорения проц
Электронный этап
По-видимому, первой электронной машиной была машина Атанасова-Берри, построенная в период с 1937 по 1941 год в колледже штата Айова Джоном Атанасовым и его ассистентом Клиффордом Бери. Скоро послед
Микроэлектронный этап
Первый шаг к уменьшению размеров ЭВМ стал возможен с изобретением в 1948 году транзисторов. До появления интегральных схем транзисторы изготовлялись по отдельности и в процессе сборки схем соединял
Представление информации в виде двоичного кода в памяти ЭВМ.
В современной компьютерной науке информация представляется как последовательность битов. Бит – двоичный разряд – является одним из двух чисел – 0 или 1, которые рассматриваются просто как символы,
Представление изображений.
В современных компьютерных системах хранится не только текстовая и числовая информация, но и графическая, звуковая и видеоинформация. По сравнению с методами хранения символов и чисел способы предс
Аппаратное обеспечение ЭВМ.
Архитектура ЭВМ включает в себя как структуру, отражающую аппаратный состав ПК, так и программно–математическое обеспечение. Основы учения об архитектуре вычислительных машин и принципы логического
Хранение данных в памяти ЭВМ.
Различают устройства хранения информации, реализованные в виде электронных схем, и накопители информации, при помощи которых данные записываются на какой-либо носитель, например магнитный или оптич
Память.
Виды памяти показаны на рис. 1.2. Внутренняя памятьсостоит из оперативного и постоянного запоминающего устройства.
ПЗУ и внешняя память.
Из-за зависимости от питания (обнуляется при отключении питания) и ограниченного размера оперативной памяти большинство машин снабжены устройствами хранения данных (mass storage sistem), которые вк
Процессор.
Кроме способности хранить данные, компьютер должен обладать способностью обрабатывать их так, как это предписано алгоритмом. Это значит, что машина должна иметь средства выполнения операций над дан
Шины и контроллеры.
Для передачи двоичного кода центральный процессор и оперативная память компьютера соединены набором проводников, который называется шиной. С помощью этой шины процессор может извле
Конструктивное исполнение.
Состав ПК принято называть конфигурацией. Поскольку современные компьютеры имеют блочно-модульную конструкцию, то необходимую аппаратную конфигурацию, можно реализовать из готовых
Периферийные устройства.
Периферийные устройства — это устройства, с помощью которых информация или вводится в компьютер, или выводится из него. Они также называют внешними или устройствами ввода-вывода да
Устройства ввода информации.
Клавиатура- основное устройство ввода информации. Расположение латинских букв на ней соответствует расположению клавиш на латинской печатной машинке (т.н. клавиатура QWERTY- по пер
Устройства вывода информации.
Дисплей (монитор) - основное устройство вывода информации. Дисплеи бывают основанными на электронно-лучевой трубке (обычном кинескопе), жидких кристаллах (lcd, англ. Liquid crystal
Устройства связи.
Модем (модулятор-демодулятор) – устройство, преобразующее информацию к виду, в котором ее можно передавать по линиям связи, в частности - по телефонным линиям. Модемы бывают внутре
Операционная система.
Операционная система – программа, которая управляет общими действиями машины (ЭВМ) или группы машин, объединенных в сеть. Операционная система обеспечивает связь пользователей с ПК
Компоненты операционной системы.
Часть операционной системы, которая определяет интерфейс между операционной системой и пользователем, называется оболочкой. Задача оболочки состоит в том, чтобы взаимодейств
Алгоритм — это упорядоченный набор однозначных выполнимых шагов.
Обратите внимание на то, что это определение утверждает, что набор шагов должен быть упорядочен. Это означает, что шаги в алгоритме должны быть структурированы, то есть должны выпо
Представление алгоритма.
Для представления алгоритма используется язык представления: естественный, картинок, блок-схем и т.д. При естественном представлении алгоритм можно понять неправильно, потому что и
Типовые структуры алгоритмов.
Различают три типовые структуры алгоритмов: линейную; разветвленную; циклическую. Чаще всего алгоритмы решаемых задач состоят из отдельных частей, которые, в свою очередь, относятся к одной или дру
Алгоритмы сортировки.
Для решения многих задач необходимо упорядочить исходные данные по определенному признаку. Алгоритмы сортировки отличаются друг от друга степенью эффективности, под которой понимается количество ср
Алгоритмы поиска.
Алгоритм последовательного поиска последовательно рассматривает элементы списка в том порядке, в котором они расположены в списке. Стоит задача найти
Эффективность и правильность алгоритмов.
Хотя современные машины способны выполнять миллионы команд в секунду, эффективность остается главной проблемой при построении алгоритмов. Один из разделов вычислительной техники называется анализ а
История языков программирования.
Языки программирования разработаны так, чтобы они позволяли записать алгоритм в форме, понятной человеку и легко преобразуемой в команды машинного языка. Языки программирования позволяют избежать л
Парадигмы программирования.
В основе разделения языков программирования на поколения лежит линейная шкала. Позиция языка на этой шкале определяется тем, насколько пользователь свободен от ненужной информации и в какой степени
Структура программы на Паскале.
Программа на языке Паскаль состоит из строк, максимальная длина которой может быть равна 127 символам. Строка может начинаться с любой колонки. Количество операторов в строке произвольно.
Тело функции
END;
3. раздел операторов, т.е. сама программа. Операторы выполняются в том порядке, в котором они записаны в соответствии с синтаксисом и правилами пунктуации языка Паскаль. Слова BEGIN и
Правила пунктуации.
1) точка с запятой не ставиться после зарезервированных слов unit, label, uses, type, const, var и ставиться после завершения каждого описания;
2) точка с запятой не ставиться после begin
Алфавит и словарь языка.
Символы языка – элементарные знаки, используемые для составления текстов. Они составляют алфавит языка. Программа на Паскале формируется с помощью конечного набора знаков, образующих алфавит языка,
Константы и переменные, типы данных.
Как и другие языки программирования, Паскаль интерпретирует данные как константы и переменные. Они определяются идентификаторами (именами), по которым к ним можно обращаться в программе.
Процедуры ввода-вывода.
Для выполнения операций ввода-вывода служат четыре процедуры: READ, READLN, WRITE, WRITELN. Примеры использования этих процедур приведены в этой главе и в ранее рассмотренных примерах 6, 7, 9,11.
Работа с файлами.
Как уже говорилось выше в пособии рассматривается работа только с текстовыми файлами. Для организации текстового файла прежде всего необходимо в разделе описаний объявить соответствующую файловую п
Процедуры и функции.
Подпрограммой называется именованная логически законченная группа операторов языка программирования, которую можно вызвать по имени для выполнения любое количество раз из различных
Типы текстовых редакторов.
Большинство документов, предназначенных для печати на бумаге, а также многие электронные документы являются текстовыми, то есть представляют собой блоки текста, состоящие из обычных слов, набранных
Текстовый процессор Word.
Типы шрифтов. Существуют два типа шрифтов: растровые (Туре 1) и векторные (ТrueТуре). Растровые шрифты имеют фиксированный размер и предназначены в первую очередь для вывода на экр
Табличный процессор Excel.
Интерфейс Excel (рис. 3.7) состоит из шести областей:
- окно рабочей книги (рабочий лист);
- строка меню;
- панелей инструментов (например, панель формат
Копирование и перемещение данных.
Выделение ячеек производится с целью обозначения диапазона или ячейки, к которым должна относиться следующая команда или функция. Наименьшая структурная единица выделенного диапазо
Управление данными. Сортировка и фильтрация.
В Ехсеl можно сортировать ячейки по возрастанию и убыванию. Для сортировки сначала выберите диапазон ячеек, данные в которых надо отсортировать, а затем нажмите на одну из кнопок с
Использование расширенного фильтра.
Над диапазоном, который будет использоваться, как диапазон условий должно быть не менее трех пустых строк. Диапазон условий должен включать заголовки столбцов (которые можно скопировать из основной
Построение диаграмм и графиков.
Графики и диаграммы – наиболее эффективный способ представления данных. Они облегчают восприятие и анализ предлагаемых материалов, выявляют соотношение значений данных и динамику изменения ряда дан
Печать документов.
Экранное представление электронной таблицы обычно значительно отличается от того, которое получилось бы при выводе данных на печать. Это связано с тем, что единый рабочий лист приходится разбивать
Разработка программного обеспечения.
Исследования в области программного обеспечения в настоящее время развиваются в двух плоскостях: некоторые исследователи, которых называют практиками, разрабатывают методы создания приложений, а др
Структуры данных.
Оперативная память ПК организована в виде отдельных ячеек с последовательными адресами. Однако часто бывает удобно представлять эти ячейки в виде других структур данных. Например, записи о продажах
Файловые структуры.
Хранение файла на запоминающем устройстве предписывает, что файл должен быть разделен на блоки, являющиеся физическими записями, совместимыми с используемым устройством хранения. Например, файлы, з
Структуры баз данных.
Современные информационные системы, основанные на концепции интеграции данных, характеризуются огромными объёмами хранимых данных, сложной организацией, необходимостью удовлетворять различные требо
Модели баз данных.
Абстрактное представление базы данных называется моделью базы данных. Модель базы данных определяет структуру данных и операции их обработки. Поиски наилучшей модели базы данных все еще ведутся. Це
Реляционная модель.
В этой модели концептуальное представление базы – набор таблиц, состоящих из строк и столбцов. СУБД в таком случае будет включать процедуры, которые позволят приложению выбирать определенные элемен
Иерархическая модель.
Модель позволяет строить базы данных с древовидной структурой, где каждый узел содержит свой тип данных (рис. 3.18).
Для представления такой модели используется ориентированный граф. Граф
Сетевая модель.
В сетевой структуре при тех же основных понятиях (уровень, узел, связь) каждый элемент может быть связан с любым другим элементом (рис. 3.19).
Системы управления базами данных (СУБД).
Как упомянуто выше, СУБД называют программную систему, предназначенную для создания на компьютерах общей БД, используемой для решения множества задач. Подобные системы служат для поддержания базы д
Microsoft Access - СУБД реляционного типа.
СУБД Access хранит все данные в одном файле, хотя и распределяет их по разным таблицам. Базой данных Access является файл, который имеет расширение mdb. Этот файл может содержать не только таблицы,
Тип данных.
После ввода имени поля необходимо задать тип данных, которые будут находиться в этом поле. Наиболее удобным способом является выбор типа из списка, но можно ввести наименование типа и вручную. Как
Ввод и проверка данных.
Данные можно вводить непосредственно в таблицу (выбрав Таблица - Открыть) или с помощью созданной формы.
При работе в режиме таблицы существуют три операц
Сортировка и фильтрация данных.
Операция сортировки данных используется для удобства нахождения нужной информации. Когда на экране (или на бумаге) отображается таблица, гораздо легче найти нужную строку, если эти
Создание форм.
Форма представляет собой некий электронный бланк, в котором имеются поля для ввода данных. Оператор при работе с базой данных вводит данные в эти поля, и данные автоматически заносятся в таблицы ба
Создание запросов.
Большинство СУБД разрешают использовать запросы следующих типов:
- запрос-выборка, предназначенный для отбора данных, хранящихся в таблицах, и не изменяющий эти данные;
- запрос-и
Автоматизация расчетов с помощью запросов.
Access позволяет автоматизировать различного рода вычисления. Например, процесс пересчета цены товара в рублях на денежные эквиваленты в иностранных валютах. Такие расчеты бывают необходимыми в тор
Понятие макрокоманды и макроса.
Макросом называют набор из одной или более команд, выполняющих определенные, часто используемые операции, например, открытие форм или печать отчетов. Макросы могут быть полезны для
Интернет.
Интернет - глобальная компьютерная сеть. Интернет был создан довольно давно (в 50гг. 20 века) и развивался как ведомственная сеть, принадлежащая министерству обороны США. В 1983г.
Система адресов Интернета.
Каждому компьютеру в Интернете присваивается уникальный адрес, который называется IP-адресом (Internet Protocol адрес) и используется для идентификации машины в сети. Система IP-ад
Электронная почта.
Для передачи сообщений от одного пользователя к другому (такая система называется электронной почтой — e-mail) каждое локальное руководство назначает машину, которая выполняет все действия по обраб
Гипертекстовые документы.
Кроме того, что Интернет предоставляет возможность коммуникации с помощью электронной почты, он также является средством распространения мультимедийных документов, которые называются гиперт
Защита информации.
В вычислительной технике понятие безопасности является весьма широким. Оно подразумевает и надежность работы компьютера, и сохранность ценных данных, и защиту информации от внесения в нее изменений
Новости и инфо для студентов