17. Топологии компьютерных сетей.

Топология сети характери­зует физиче­ское располо­жение ком­пью­теров, узлов комму­та­ции и кана­лов связи в сети. Три ба­зовые топо­логии: ЗВЕЗДА в ней все узлы соединены сегментом кабеля с одним цен­траль­ным узлом (центром сети является специальное устройство - концентра­тор: HUB или SWITCH). «+» устойчи­вость к сбоям (однако при отказе централь­ного узла из строя выходит вся сеть); большая производитель­ность, обусловленная высокой скоростью пере­дачи ин­формации; сеть легко рас­ширить. «-» вы­сокие расходы на создание. КОЛЬЦО объединение компьютеров с по­мо­щью ка­бельной системы, имеющей форму замкнутого круга, т.е. компьютеры под­ключа­ются к по­вторителям, или репите­рам сигналов, связанным в одно­направ­лен­ное кольцо (повторитель – устрой­ство, обеспечивающее сохране­ние формы и ам­плитуды сигнала при передачи его на большое расстояние). Информация по кольцу передается от узла к узлу. Каждый узел распо­знает и получает только ему адресован­ные сообщения. идеальна для сетей, зани­мающих сравнительно небольшое простран­ство. «+» равен­ство компьютеров по дос­тупу к сети, простота раз­вертывания и высокая расширяе­мость сети. «-» выход из строя всей сети при выходе из строя одного по­вто­рителя и остановку работы сети при изменении ее конфигурации. ШИНА наиболее простая. Компьютеры в ней под­клю­чены к единому каналу (маги­страли) связи через трансиверы - приемопередат­чики. Данные от пе­редаю­щего поступают ко всем, однако восприни­мает их только тот, ад­рес ко­торого указан в переда­ваемом сообщении. В ка­ждый момент времени передачу может вести только один компью­тер. По­этому производи­тельность такой сети зависит от количества компью­теров, подключенных к шине. пас­сивная тополо­гия. Выход одного или не­скольких компью­теров из строя ни­как не сказыва­ется на работе всей сети. Сигналы, достигшие концов шины, отра­жаются от них. Возни­кает на­ложение сигна­лов, и, как следствие, их иска­жение и ослабле­ние. Поэтому сиг­налы, достигшие конца шины, следует по­гасить. Для этого на концах ус­танавли­вают термина­торы. При разрыве шины или от­сутст­вии терминаторов функ­ционирование сети прекра­щается. «+» снижает рас­ходы на оборудова­ние ЛВС, удобна к рас­ши­рению. «-» не очень вы­сокая надежность и умень­шение пропу­скной спо­собности сети при значитель­ных объемах дан­ных (не­зна­чи­тельный де­фект кабеля может па­рализовать ра­боту всей сети). СМЕШАННЫЕ «звезда-шина» объединение с помощью магистральной шины несколь­ких звездообразных се­тей,«звезда-кольцо» несколько звез­дообразных сетей соединяются своими центральными узлами коммутации в кольцо. Итак, локальные сети позволяют организовать совместное использова­ние доро­гостоящей аппаратуры, а также распределенную обработку данных на нескольких компьютерах. Это дает значительную экономию материаль­ных средств и ускорение процесса обмена информацией.

18. Технологии работы с информацией. Кодирование информации.

Кодирование информации. В процессе преобразования информации из одной формы представления (знаковой системы) в другую осуществляется кодирование. Средством кодирования служит таблица соответствия, которая устанавливает взаимно однозначное соответствие между знаками или группами знаков двух различных знаковых систем.     В процессе обмена информацией часто приходится производить операции кодирования и декодирования информации. При вводе знака алфавита в компьютер путем нажатия соответствующей клавиши на клавиатуре выполняется его кодирование, т. е. преобразование в компьютерный код. При выводе знака на экран монитора или принтер происходит обратный процесс — декодирование, когда из компьютерного кода знак преобразуется в графическое изображение.     Кодирование изображений и звука. Информация, в том числе графическая и звуковая, может быть представлена в аналоговой или дискретной форме. При аналоговом представлении физическая величина принимает бесконечное множество значений, причем ее значения изменяются непрерывно. При дискретном представлении физическая величина принимает конечное множество значений, причем ее величина изменяется скачкообразно.     Примером аналогового представления графической информации может служить, скажем, живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно, а дискретного — изображение, напечатанное с помощью струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета.     Примером аналогового хранения звуковой информации является виниловая пластинка (звуковая дорожка изменяет свою форму непрерывно), а дискретного — аудиокомпакт-диск (звуковая дорожка которого содержит участки с различной отражающей способностью).     Графическая и звуковая информация из аналоговой формы в дискретную преобразуется путем дискретизации, т. е. разбиения непрерывного графического изображения и непрерывного (аналогового) звукового сигнала на отдельные элементы. В процессе дискретизации производится кодирование, т. е. присвоение каждому элементу конкретного значения в форме кода.     Дискретизация — это преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений, каждому из которых присваивается значение его кода.

19. Интернет (история развития, структура Интернет).

    Историческая справка. Интернет начинался как военная программа США. была создана сеть ARPANET в 1969 году. она должна была обеспечить сохранение ком­муникаций в случае во­енных действий и облегчить сотруд­ничество различных исследо­вательских учреждений. Когда сеть увеличилась в объеме создали «протоколом TCP/IP» в 1983 г. (позволивший различ­ным сетям соединяться друг с другом). Сле­дующим этапом соз­дание сети Нацио­нального научного фонда США в 1987 году. Сеть NSFNET объединяла на­учные центры США. Ее основой стали пять суперкомпьютеров, соеди­нен­ных ме­жду со­бой высокоскорост­ными линиями связи (были проложены спе­ци­альные ка­бельные линии). Пользователи могли под­ключаться к сети и ис­пользо­вать воз­можности этих суперкомпьютеров. Сеть NSFNET быстро за­няла ме­сто ARPANET, и последняя была ликвидирована. Таким образом, появи­лась сеть Интернет в США. Одновременно были соз­даны националь­ные сети в дру­гих странах. Они стали объединяться, и в 90-х гг. появился Интернет в его ны­неш­нем виде. В начале 90-х гг. появилось сообщение о разработке «Всемирной паутины» WorldWideWeb . 17 мая 1991 года не вы­числитель­ных систе­мах CERN (Евро­пейский Со­вет по ядерным исследованиям) была установлена первая версия пер­вого в мире Web-сер­вера (первоначально проект использовался только во внутрен­ней сети CERN, однако, после написания и опубликования специфи­каций URL, HTTP и HTML и их поддержки другими узлами Интернета, Все­мирная пау­тина становится действительно всемирной). Именно эту дату и принято счи­тать официальной датой рождения сети Интернет.

    Структура Internet. Интернет представляет собой глобальную компьютерную сеть, состоя­щую из разнообразных, равноправных и независимых компьютерных сетей, объединенных стандартными соглашениями о способах обмена информацией и единой системой адреса­ции. Логиче­ская структура Интернет представляет собой некое виртуальное объединение имеющее свое собственное информа­ционное пространство. Фи­зически – это совокупность уз­лов, содержащих коммутационное оборудова­ние и серверы, объединенных между собой кана­лами связи. Управляет уз­лом его собствен­ник – организация, которая на­зы­вается провайдером. Система про­вайдеров построена по многоуровневому иерархическому принципу: ре­гио­нальные провайдеры нижнего уровня (например, Татарстан) подчиня­ются провайде­рам более высокого уровня (например, Россия), которые взаи­модей­ствуют с континентальными провайдерами (например, Западная Ев­ропа). Существуют также компьютеры, само­стоятельно под­ключен­ные к Интернет. Они называ­ются хост-компьютерами (host - хозяин). Каждый подключен­ный к сети компьютер имеет свой адрес, Единого центра управления се­тью не существует. Эта функция выполняется слиянием усилий независимых сетей. Однако, следует отметить, что существует целый ряд некоммерческих орга­низаций, которые обеспечивают функционирование Интернета. Среди них можно отметить: Интернет-общество, Совет по архитектуре Интернета (IAB), Рабочую инже­нерную группу по Интернету (IETF), Рабочую исследо­ватель­скую группу по Интернету (IRTF), Корпорацию Интернета по выде­ленным именам и номе­рам (ICANN) и др. Интернет об­разует таким образом паутину, в которой между двумя лю­быми узлами есть связь либо по прямому каналу, либо посредством проме­жуточных узлов (что обеспе­чивает сохранность работоспособности сети при временном отключении некоторых узлов). Узлы обмениваются между собой сообщениями. Любое сообщение разбива­ется на пакеты и от­правля­ется по доступным каналам связи. При этом различные сети, входящие в Ин­тернет, со­единяются между собой с помо­щью специальных коммуникаци­он­ных ком­пьютеров, называемых маршрути­заторами - устройств, управляю­щих потоками данных в сети (выполняют функции регулировщика движения на перекрестке). Получив па­кет инфор­ма­ции от одной сети, этот коммуника­ци­онный компьютер, исполь­зуя таб­лицы маршрутизации, определяет опти­мальный вариант передачи па­кета и пере­дает ее другой сети. Короче говоря, сообщение, разде­ленное на пакеты ин­фор­мации, может передаваться раз­ными маршрутами. Если ка­кой-то участок одной из сетей выйдет из строя, то данные будут пе­реданы по обходному пути. При такой организации струк­тура Интернет вы­глядит как тысячи ком­пьютерных сетей, соединенных мар­шрути­заторами.