- •Кафедра «Информационные технологии»
- •Лекции 10, 11
- •1.История развития компьютерных сетей
- •Самюэль Морзе (нью-йоркский художник) – 1837,
- •Воздушные и кабельные линии связи тех лет позволяли передавать телеграфные сигналы на 10-100
- •Телефонный аппарат фирмы Ericsson
- •Т.к. переменный ток звуковой частоты, вырабатываемый микрофоном телефонного аппарата, очень слаб, радиус действия
- •Изобретение электронных ламп в начале XX века и развитие радиотехники сделало телефонию междугородной
- •Изобретение радио
- •1896 г. - аналогичное устройство в Лондоне представил Гульельмо Маркони (1874-1937).
- •Приоритет Попова в изобретении радио?
- •Вопрос о приоритете Попова в изобретении радио
- •1.2. Основные понятия теории передачи сообщений
- •В 1936 г. Клод Шеннон закончил Мичиганский университет (бакалавр электротехники и математики) и
- •Понятие информация (information) относится к числу первичных, неопределимых строго понятий, в общем случае
- •Для того, чтобы информацию можно было передавать, хранить и обрабатывать, она должна быть
- •В технике связи рассматриваются вопросы передачи любых сообщений (телефонных, телеграфных, факсимильных, телевизионных, …).
- •Т.к. практически все современные автоматические устройства хранят и обрабатывают данные в двоично-кодированном виде,
- •Наиболее общая модель системы передачи сообщений, предложенная Шенноном
- •Источник (человек или ООД) формирует сообщение m, которое преобразуется в электрический сигнал s(t).
- •Перенос сигнала из одной точки пространства в другую осуществляет канал электросвязи (channel), который
- •Передача сообщений от источника к приемнику
- •Например:
- •Любой канал электросвязи предназначен для передачи сигналов определенного вида, с этой точки зрения
- •В простейшем случае значащих позиций две, такой сигнал - двухпозиционный, он самым естественным
- •Преобразование четырехпозиционноного сигнала в двухпозиционный
- •Аналоговый сигнал в отличие от цифрового представляется непрерывной функцией времени s(t), такие сигналы
- •Спектр реальных сигналов не бесконечен, а занимает некоторую полосу частот (fmin , fmax
- •Каналы электросвязи: аналоговые и цифровые (по виду передаваемых сигналов).
- •Вторая важная характеристика аналогового канала – уровень помех, измеряется отношением мощности сигнала S
- •Цифровые каналы характеризуются скоростью передачи данных (в бит/с). Исторически первый и самый медленный
- •Важная характеристика цифрового канала -допустимая частота (коэффициент) ошибок.
- •Передача аналогового сигнала по
- •Преобразование аналогового сигнала в
- •Качество преобразования существенно зависит от выбора T и M. Очевидно, чем быстрее меняется
- •На основании теоремы отсчетов установлены
- •Передача цифрового сигнала по аналоговому каналу
- •Простейший вид непрерывного периодического
- •При простой модуляции скорость передачи данных
- •2. Предыстория компьютерных сетей: телеобработка и сети
- •Содной стороны, сети передачи данных -
- •2.1. Поколения компьютерных сетей (КС)
- •2-е поколение (1970-е гг.) – подключение компьютеров друг к другу. Территориальные
- •Для удешевления сетей связи -принцип коммутации каналов. Пример – телефонная сеть: 4 узла
- •Узел 1, чтобы передать данные узлу 7, сначала
- •Многотерминальная система – прообраз КС
- •С появлением мини-компьютеров - возможность управления технологическим оборудованием, другие задачи уровня отдела предприятия
- •2-е поколение - вместо телетайпов - электронные
- •Пример коммутации каналов – установление
- •Пример коммутации каналов – задержки
- •2-е поколение - по схеме с коммутацией каналов в 1970-е гг. было создано
- •Пример КС 2-го поколения - сеть Cybernet
- •3-е поколение (1980-2000-е годы) –
- •3. Сети пакетной коммутации – от ARPAnet до Интернет
- •Эксперименты, проведенные в 1964-66 гг. по заказу ARPA в MIT показали:
- •Принцип коммутации сообщений и пакетов
- •Принцип коммутации сообщений и пакетов – работа маршрутизатора
- •Особенности принципа коммутации сообщений
- •Проблемы систем с коммутацией сообщений
- •Проблемы систем с коммутацией сообщений
- •Разбиение сообщения на пакеты уменьшает время
- •Если сообщение передается целиком, то трансляция
- •Сеть ARPAnet (1970-е годы)
- •29 октября 1969 г.
- •Принципы ARPAnet, оказались удачными; развитие сети: 1971 г. - 15 узлов, 1972 г.
- •Развитие сетей пакетной коммутации
- •Развитие КС пакетной коммутации – проблема:
- •Возможные выходы:
- •Выход 1: 1976 г. - группа ведущих производителей сетевого оборудования и телефонных компаний
- •Возникновение Internet (1980-е годы)
- •Сотрудничество Р. Кана и В. Серфа: 1974 г. - опубликована 1-я версия семейства
- •Internet (одно из возможных определений) – глобальное сообщество сетей различной
- •1980-е годы – бурный рост Internet:
- •Когда число участников Internet увеличилось до сотен, Пентагон «отгородился» от чужих пользователей -
- •За последующие 8 лет NSF вложил в NSFnet 200 млн. долларов, магистраль выросла
- •Коммерциализация Internet (1990-е годы)
- •Коммерциализация Internet (1990-е годы)
- •4. Web-технологии
- •Для реализации идеи Буш предлал построить фото- электромеханическую (еще не было электронных компьютеров)
- •Хотя проект Memex так и не был осуществлен, он вдохновил последователей – Теда
- •В одной из своих ранних статей "Информационные системы будущего" Тед Нельсон писал:
- •Принципы построения гипертекста
- •Принципы построения гипермедиа
- •Система NLS. Первую работающую гипертекстовую систему создал в 1965-68 г. Дуглас Энгельбарт (изобретатель
- •Система NLS - для организации коллективной работы группы людей, связанных общими интересами. Основным
- •HyperCard. Одной из первых документальных гипертекстовых систем для персональных компьютеров, была система HyperCard,
- •Windows Help. Близкую по духу гипертекстовую документальную базу применила фирма Microsoft в качестве
- •Lotus Notes. Две предыдущие системы относились к разряду персональных, рассчитанных на одного пользователя.
Internet (одно из возможных определений) – глобальное сообщество сетей различной
архитектуры, разных собственников, добровольно объединившихся на базе логических стандартов передачи данных.
Определяющее условие вхождения некоторой сети в Internet - принятие на внешнем уровне адресов, форматов и процедур согласно базовым протоколам TCP/IP, при этом внутренняя структура сети может быть любой, в нее никто не вмешивается. Межсетевой обмен совершается через пограничные шлюзы-маршрутизаторы
(gateways).
94
1980-е годы – бурный рост Internet:
вначале 1980-х подключенных пользовательских компьютеров (хостов) - около 200,
вконце 1980-х – более 100 000.
Число хостов росло по экспоненциальному закону и удваивалось каждый год. Сначала основу инфраструктуры Internet составляла ARPAnet, т.к. подключаться к ней не запрещали, а
программное обеспечение протоколов было свободным.
95
Когда число участников Internet увеличилось до сотен, Пентагон «отгородился» от чужих пользователей - в 1983 г. образовал самостоятельную военную сеть MilNet.
ARPAnet оказалась «беспризорной», а будущее Internet – под угрозой. «Спас» сеть Internet и
вдохнул в нее новую жизнь национальный научный фонд США (National Science Foundation – NSF). Он взял под опеку ARPAnet, а в 1986 г. приступил к созданию сети NSFnet, основу
которой составляла высокоскоростная магистраль передачи данных NSFnet Backbone.
96
За последующие 8 лет NSF вложил в NSFnet 200 млн. долларов, магистраль выросла с 6 узлов, соединенных каналами на 56 Кб/с, до 21 узла с множественными связями на 45 Мб/с.
Число сетей в Интернете в 1995 г. более 50 000, из которых около 29 000 располагалось в США, а остальные – во всех частях света и даже в космическом пространстве.
В 1990 г. сеть ARPAnet, «прожив» 20 лет, официально прекратила существование. Рожденная ею глобальная суперсеть Internet начала победное шествие по планете.
97
Коммерциализация Internet (1990-е годы)
Обусловлена основными факторами:
1)Достижения в технологии ЛВС => создание дешевых/надежных ЛВС для любых предприятий.
2)Развитие высокоскоростных (оптоволоконных, спутниковых) каналов передачи данных резко удешевило между(городную, народную) связь.
3)Принципиально изменилось отношение к компьютеру в массовом сознании: раньше - выполнение вычислений (ЭВМ), теперь - информационное устройство (почта, новости,
мультимедиа …). |
99 |
|
Коммерциализация Internet (1990-е годы)
США - идея самофинансирования Internet, 1995 г. - бюджетное финансирование NSFnet Backbone прекращено. На смену
госорганизациям пришли частные компании, открывшие новую и доходную рыночную нишу – организацию коммерческих КС и предоставление услуг Internet конечным пользователям (Internet
providing).
Сформировалась иерархия провайдеров. На верхнем уровне - крупнейшие сетевые компании (арендуют магистральные каналы первичной сети у операторов дальней связи,
организуют вторичные КС в масштабах100 страны
или нескольких стран).
4. Web-технологии
Впервые слово «web» в словаре информатики появилось, по-видимому, в трудах выдающегося американского ученого и администратора Ванневара Буша (1890-1974). В 1930-е годы,
будучи деканом в МТИ, он сконструировал крупнейшую электромеханическую аналоговую машину-дифференциальный анализатор, под его руководством начинал свои исследования Клод Шеннон.
В годы войны Буш исполнял обязанности советника президента Рузвельта по науке и в этом качестве курировал Манхеттенский проект
по созданию атомной бомбы. |
101 |
|
102
Для реализации идеи Буш предлал построить фото- электромеханическую (еще не было электронных компьютеров) машину «Memex», для хранения и чтения больших массивов документов, переснятых на микрофильмы. Успехи микрофотографии того времени были таковы, что объема хранилища хватило бы на 100 лет при условии, что пользователь вводил бы ежедневно по 5000 страниц. Машина должна была иметь вид письменного стола с клавиатурой и экраном, на
который проецируется изображение документов, но самой оригинальной ее частью был механизм для быстрого перехода от одного документа к другому по перекрестным (в сегодняшней терминологии –
гипертекстовым) ссылкам. |
103 |
|
