Краткая история создания ЭВМ

– на основе таблицы  размещения файлов FAT (File Allocation Table),

– на основе главной таблицы файлов MFT (Master File Table). Эта система называется NTFS. Одним из важных преимуществ NTFS является обеспечиваемое ею разграничение прав доступа пользователей к файлам и каталогам, что повышает устойчивость системы.

1.4. Компьютерные сети

В настоящее  время одним из наиболее важных в  применении компьютеров становится создание сетей, обеспечивающих единое информационное пространство для многих пользователей. Компьютерной сетью называется совокупность взаимосвязанных через каналы передачи информации компьютеров, обеспечивающих пользователей средствами обмена информацией и коллективного использования ресурсов сети (аппаратных, программных и информационных).

Объединение компьютеров  в сеть позволяет совместно использовать дорогостоящее оборудование – внешнюю память большой емкости, устройства ввода и вывода, основную память, иметь общие программные средства и данные. Подавляющее большинство персональных компьютеров в мире работают в сетях. Функциональные возможности сети определяются теми услугами, которые она предоставляет пользователю. Услуги могут быть разного типа. Для их реализации и доступа к ним пользователя разрабатывается соответствующее типу услуг программное обеспечение.

1.4.1. Основные особенности  компьютерных сетей

Сети различаются  целями использования, возможностями предоставления услуг, расстояниями, на которых обеспечивается связь. Компьютеры в сети обладают разными возможностями и используются с разными целями (одни – поставщики услуг, другие – получатели).

В сети имеются  общедоступные компьютеры, которые  предоставляют информационные и  вычислительные услуги всем пользователям, чьи компьютеры объединены данной сетью. Такие компьютеры называются серверами. Кроме этого, в глобальных сетях сервером называют место в сети, выполняющее какие-либо услуги, которое может представлять собой не только компьютер, но и локальную сеть. Пользовательские ЭВМ могут работать в двух режимах: режим терминала и режим рабочей станции.

В настоящее  время существуют разные виды сетей: локальные (связывают ЭВМ одного или нескольких близлежащих зданий одного учреждения), глобальные (объединяют пользователей, расположенных по всему  миру), интрасети (объединяют пользователей, работающих в одной организации).

Представление информации и передача ее по сети производится в соответствии со стандартными соглашениями. Наборы таких стандартных соглашений называются протоколами.

1.4.2. Основные концепции  сетевого программного  обеспечения

Комплекс программ, который обеспечивает работу в сети, называется сетевым программным обеспечением. Оно определяет тот тип услуг, которые обеспечивает данная сеть. Сетевое программное обеспечение реализуется на основе логической архитектуры сети. Логическая архитектура сети определяет распределение функций между компьютерами сети независимо от их расположения и способа подключения. Основными видами логической сетевой архитектуры являются одноранговая, на основе сервера и “клиент–сервер”.

Одноранговая  архитектура сети предусматривает равноправие всех компьютеров. Это простейший вид сети, обеспечивающей связь персональных компьютеров и позволяющей совместно использовать внешнюю память, принтеры, файлы и т.д.

Сетевая архитектура  на основе сервера подразумевает, что  работой всей сети управляет специально выделенный компьютер-сервер. Сетевое  программное обеспечение такого сервера называется сетевой операционной системой.

Архитектура “клиент–сервер”  подразумевает, что сетевое программное обеспечение ориентировано не только на коллективное использование информационных ресурсов сети, но и на их обработку в месте размещения ресурса по запросам пользователей. Например, такая архитектура применяется для использования мощных СУБД, работающих с распределенными базами данных (Microsoft SQL Server, Oracle и др.).

В локальных  сетях обычно используется одноранговая архитектура или архитектура  на основе файлового сервера. В глобальных сетях основной является архитектура “клиент-сервер”.

1.4.3. Топология локальной  сети

Топология сети – это логическая схема соединения каналами связи компьютеров (узлов сети). Использование канала передачи информации, соединяющего узлы сети, на физическом уровне определяется протоколом, который называется методом доступа. Чаще всего в локальных сетях используется одна из следующих основных топологий: полносвязная, древовидная, моноканальная (шинная, линейная, “общая шина”), кольцевая, звездообразная (радиальная).

В полносвязной топологии каждый компьютер в сети непосредственно связан с каждым другим компьютером. Это самая простая топология. В древовидной топологии существует главный компьютер (сервер), которому подчинены компьютеры следующего уровня, каждому из которых могут быть подчинены компьютеры следующего уровня иерархии, и т.д.

Сеть  моноканальной топологии. Такая сеть использует открытый канал связи (Достоинствами такого способа являются: устойчивость к неисправностям отдельных узлов и простота изменения и наращивания сети. Однако есть и недостатки: обрыв кабеля приводит к неработоспособности всей сети и при значительных объемах трафика (трафик – это информация, передаваемая по сети) происходит существенное уменьшение пропускной способности сети), к которому подключаются все компьютеры сети. Он называется моноканал-шиной (общей шиной). Метод доступа основан на прослушивании канала (при такой топологии любой узел, прежде чем послать информацию по каналу, прослушивает его, и только убедившись, что канал свободен, посылает ее. Если канал занят, узел повторяет попытку через случайный промежуток времени. Информация, переданная одним узлом, поступает во все узлы, но только узел, для которого она предназначена, распознает и принимает ее) с целью выяснения, свободен ли он. Характерными примерами сети с этим методом доступа являются сети Ethernet и Fast Ethernet.

Сеть  кольцевой топологии. В качестве канала связи используется замкнутое кольцо, состоящее из сегментов. Самым распространенным методом доступа в таких сетях является Token Ring – метод доступа с передачей маркера.

Сеть  звездообразной топологии имеет активный центр (центральный узел коммуникации), объединяющий все компьютеры сети. Активный центр полностью управляет подключенными к нему компьютерами сети. Метод доступа обычно также основан на использовании маркера, который (как и в кольцевой топологии) последовательно передается каждому узлу. Примером является Arcnet. Кроме этого, могут быть реализованы Ethernet и Fast Ethernet.

Метод доступа: Эти методы доступа реализуются соответствующими сетевым платами (адаптерами). Такие сетевые платы устанавливаются в каждом компьютере сети и обеспечивают передачу и прием информации по каналам связи. 

Полносвязная  топология:  

 
 
 

Древов.топ.:   

 

Сеть  монок.топ.: 

 

Терминатор служит для подключения к открытым кабелям сети, а также для заземления, предназначен для поглощения передаваемого сигнала. Трансивер – это устройство подключения ЭВМ к коаксиальному кабелю.

Сеть  кольц.топ.:  

Соединение сегментов  осуществляется так называемыми  репитерами (повторителями).

 
 

Метод дост. с передачей  маркера: Маркер – это пакет информации, снабженный специальной последовательностью бит. Он последовательно передается по кольцу от узла к узлу в одном направлении. Каждый узел получает маркер и, если он пустой, может передать свою информацию. Получает информацию тот узел, для которого она предназначена, однако маркер не освобождается, а передается дальше по кольцу. Освобождает маркер отправитель, который может убедиться, что переданные им данные благополучно получены. Пустой маркер передается дальше по кольцу для последующей передачи данных. 
 

Сеть  звездообр.т.:  

1.4.4. Основные устройства  обеспечения сетевого  взаимодействия

Для функционирования сетей используются проводные и  беспроводные (радио- и спутниковые) каналы связи. В настоящее время  обычно используют следующие сетевые  кабели:

– коаксиальный кабель,

– витая пара,

– волоконно-оптический (оптоволоконный) кабель.

Первые два  типа кабелей передают электрический  сигнал по медным проводникам. Волоконно-оптический кабель передает свет по стеклянному волокну.

Для объединения  нескольких устройств (например, Ethernet) в общий сегмент сети используется сетевое устройство, которое называется сетевым концентратом, или хабом.

Для межсетевого  взаимодействия используются специальные компьютеры, в которых установлено два и более сетевых адаптеров, каждый из которых обеспечивает связь с одной сетью. Из них выделяют мосты (мосты используются для связи сетей с однотипными внутрисетевыми каналами связи), маршрутизаторы (маршрутизаторы связывают сети с различными внутрисетевыми каналами связи и обеспечивает соответствующее преобразование информации) и шлюзы (шлюзы используются для обеспечения связи сетей разной архитектуры, а также связи сетей с различными компьютерными системами (например, локальная сеть – большая ЭВМ, локальная сеть – глобальная сеть).

Для одновременной  передачи разных типов данных через  различную каналообразующую аппаратуру, а также по физическим и оптическим линиям связи используются так называемые мультиплексоры (инверсный мультиплексор (inverse mux) предназначен для увеличения пропускной способности канала связи путём объединения нескольких низкоскоростных каналов).

Передача данных по сетевым каналам производится на основе различных стандартов, например Wi-Fi, IrDA, FDDI.

Коаксильный кабель:

Коаксиальный  кабель состоит из двух проводников, окруженных двумя изолирующими слоями. Первый слой изоляции окружает медный провод. Этот слой оплетен снаружи  внешним экранирующим проводником. Наиболее распространены толстый (около 10 мм²) и тонкий (около 4 мм²) коаксиальные кабели Ethernet. Такая конструкция обеспечивает хорошую помехозащищенность и малое затухание сигнала на расстояниях.

Витая пара: Витая пара – два провода, скрученные вместе шестью оборотами на дюйм для обеспечения защиты от электромагнитных помех и согласования электрического сопротивления (импенданса). Различают незащищенные и защищенные витые пары.

Волоконно-опт.кабель: Волоконно-оптический кабель передает свет по стеклянному волокну. Он обеспечивает наивысшую скорость передачи данных и более надежен, так как не подвержен потерям из-за электромагнитных помех. Это тонкий и гибкий кабель, что удобнее медных проводов. И самое главное – такой кабель имеет достаточную пропускную способность, необходимую для быстрых сетей. 

Хаб: Центр деятельности. Эти устройства подключаются при помощи проводных каналов связи и используются, в частности, для соединения сегментов сети. Повторитель (репитер) – это тоже концентратор для соединения сегментов сети (например, для кольцевой топологии).

1.4.5. Основные особенности  глобальной сети Internet

Международная компьютерная сеть Internet – это наиболее яркий пример глобальной сети. Она представляет собой совокупность взаимосвязанных коммуникационных центров, к ним подключаются провайдеры, к которым, в свою очередь, подключаются серверы и пользователи. С точки зрения пользователя в Internet выделяются поставщики услуг, поддерживающие информацию на серверах, и потребители этих услуг – клиенты.