Реферат: Компьютерные сети Информационных технологий

Реферат: Компьютерные сети Информационных технологий

Кирово-Чепецкий Колледж Экономики и Права

Специальность «Государственное и муниципальное управление»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

Кирово-Чепецк © 2004

Содержание.

Введение                                                                                                        2

1. Понятие ИТ                                                                                                3

1.1 Соотношение информационной технологии и информационной  системы                                                                                                                4

2. Инструментарий ИТ                                                                                 5

3. Обработка данных                                                                                             5

3.1 Централизованная обработка данных.                                         5

3.2 Распределённая обработка данных.                                                      6

4. Компьютерные сети.                                                                                 7

4.1. Обобщенная структура.                                                                   7

5. Классификация компьютерных сетей                                                   9

6. Глобальные вычислительные сети                                                               10

6.1. Internet. Структура Интернет                                                          12

7. Локальные вычислительные сети.                                                                 13

7.1. Ethernet                                                                                               16

8. Техническое обеспечение.                                                                     19

8.1. Связь компьютера с периферийными устройствами.                         20

8.2. Устройства межсетевого интерфейса.                                        23

8.3. Управление взаимодействием устройств сети.                         25

9. Программное обеспечение информационно-вычислительных сетей    29

Заключение                                                                                                    29

Литература                                                                                                     30

Введение.

Современные информационные системы продолжают возникшую в конце 70-х гг. тенденцию распределенной обработки данных. Начальным этапом развития таких систем явились многомашинные ассоциации – совокупность вычислительных машин различной производительности, объединенных в систему с помощью каналов связи. Высшей стадией систем распределенной обработки данных являются компьютерные (вычислительные) сети различных уровней – от локальных до глобальных.

1. Понятие информационной технологии

Технология при переводе с греческого (techne) означает искусство, мастерство, умение, а не что иное, как процессы. Под процессом следует понимать определённую совокупность действий, направленных на достижение поставленной цели. Процесс должен определяться выбранной человеком стратегией и реализовываться с помощью совокупности различных средств и методов.

Под технологией материального производства понимают процесс, определяемый совокупностью средств и методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья или материала. Технология изменяет качество или первоначальное состояние материи в целях получения материального продукта.

Информация является одним из ценнейших ресурсов общества наряду с такими традиционными материальными видами ресурсов, как нефть, газ, полезные ископаемые и др., а значит, процесса её переработки по аналогии с процессами переработки материальных ресурсов можно воспринимать как технологию. Тогда справедливо следующее определение.

Информационная технология - процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).

Цель технологии материального производства - выпуск продукции, удовлетворяющей потребности человека или системы.

Цель ИТ - производство информации для её анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению какого - либо действия.

Известно, что, применяя разные технологии к одному и тому же материальному ресурсу, можно получить разные изделия, продукты. То же самое будет справедливо и для технологии переработки информации.[1]

1.1. Соотношение информационной технологии и информационной  системы.

Информационная технология тесно связана с информационными системами, которые явля­ются для нее основной средой. На первый взгляд может показаться, что введенные в учеб­нике определения информационной технологии и системы очень похожи между собой. Однако это не так.

Информационная технология является процессом, состоящим из четко регламентиро­ванных правил выполнения операций, действий, этапов разной степени сложности над дан­ными, хранящимися в компьютерах. Основная цель информационной технологии — в результате целенаправленных действий по переработке первичной информации получить необходимую для пользователя информацию.

Информационная система является средой, составляющими элементами которой явля­ются компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, базы данных, люди, раз­личного рода технические и программные средства связи и т.д. Основная цель информационной системы — организация хранения и передачи информации. Информа­ционная система представляет собой человеко-компьютерную систему обработки инфор­мации.

Реализация функций информационной системы невозможна без знания ориентирован­ной на нее информационной технологии. Информационная технология может существовать и вне сферы информационной системы. (Например: Информационная технология работы в среде текстового процессора Word 6.0, который не является информационной системой. Информационная технология мультимедиа, где с помощью телекоммуникационной связи осуществляются передача и обработка на компьютере изображения и звука.)

Таким образом, информационная технология является более емким понятием, отра­жающим современное представление о процессах преобразования информации в ин­формационном обществе. В умелом сочетании двух информационных технологий — управленческой и компьютерной — залог успешной работы информационной системы.

Обобщая все вышесказанное, предлагаем несколько более узкие, нежели введенные ранее, определения информационной системы и технологии, реализованных средствами компьютерной техники.

Информационная технология – совокупность чётко определённых целенаправленных действий персонала по переработке информации на компьютере.

Информационная система – человеко-компьютерная система для поддержки принятия решений и производства информационных продуктов, использующая компьютерную информационную технологию.

2. Инструментарий информационной технологии

Реализация технологического процесса материального производства осуществляется с по­мощью различных технических средств, к которым относятся: оборудование, станки, ин­струменты, конвейерные линии и т.п.

По аналогии и для информационной технологии должно быть нечто подобное. Такими техническими средствами производства информации будет являться аппаратное, программ­ное и математическое обеспечение этого процесса. С их помощью производится переработ­ка первичной информации в информацию нового качества. Выделим отдельно из этих средств программные продукты и назовем их инструментарием, а для большей четкости можно его конкретизировать, назвав программным инструментарием информационной тех­нологии. Определим это понятие.

Инструментарий информационной технологии - один или несколько
взаимосвязанных программных продуктов для определенного типа компьютера, технология работы в котором позволяет достичь поставленную пользователем, цель.

В качестве инструментария можно использовать следующие распространенные виды программных продуктов для персонального компьютера: текстовый процессор (редактор), настольные издательские системы, электронные таблицы, системы управления базами дан­ных, электронные записные книжки, электронные календари, информационные системы функционального назначения (финансовые, бухгалтерские, для маркетинга и пр.), эксперт­ные системы и т.д.

3. Обработка данных

Современное производство требует высоких скоростей обработки информации, удобных форм ее хранения и передачи. Необходимо также иметь динамичные способы обращения к информации, способы поиска данных в заданные временные интервалы; реализовывать сложную математическую и логическую обработку данных. Управление крупными пред­приятиями, управление экономикой на уровне страны требуют участия в этом процессе до­статочно крупных коллективов. Такие коллективы могут располагаться в различных районах города, в различных регионах страны и даже в различных странах. Для решения задач управления, обеспечивающих реализацию экономической стратегии, становятся важ­ными и актуальными скорость и удобство обмена информацией, а также возможность тес­ного взаимодействия всех участвующих в процессе выработки управленческих решений.

3.1. Централизованная обработка данных.

В эпоху централизованного использования ЭВМ с пакетной обработкой информации пользователи вычислительной техники предпочитали приобретать компьютеры, на которых можно было бы решать почти все классы их задач. Однако сложность решаемых задач об­ратно пропорциональна их количеству, и это приводило к неэффективному использованию вычислительной мощности ЭВМ при значительных материальных затратах. Нельзя не учи­тывать и тот факт, что доступ к ресурсам компьютеров был затруднен из-за существующей политики централизации вычислительных средств в одном месте.

Принцип централизованной обработки данных (рис. 6.1) не отвечал высоким требованиям к надежности процесса обработки, затруднял развитие систем и не мог обеспе­чить необходимые временные параметры при диалоговой обработке данных в многопользо­вательском режиме. Кратковременный выход из строя центральной ЭВМ приводил к роковым последствиям для системы в целом, гак как приходилось дублировать функции центральной ЭВМ, значительно увеличивая затраты на создание и эксплуатацию систем об­работки данных.

Система централизованной обработки данных

Появление малых ЭВМ, микроЭВМ и, наконец, персональных компьютеров потребо­вало нового подхода к организации систем обработки данных, к созданию новых информа­ционных технологий. Возникло логически обоснованное требование перехода от использования отдельных ЭВМ в системах централизованной обработки данных к рас­пределенной обработке данных.

3.2.Распределенная обработка данных — обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределенную систему.

Система распределенной обработки данных

Для реализации распределенной обработки данных были созданы многомашин­ные ассоциации, структура которых разрабатывается по одному из следующих на­правлений:

•       многомашинные вычислительные комплексы (МВК);

•       компьютерные (вычислительные) сети.

Многомашинный вычислительный комплекс — группа установленных рядом вычислительных машин, объединенных с помощью специальных средств сопряжения и выполняющих совместно единый информационно-вычислительный процесс.

4. Компьютерные сети

Компьютерные сети отнюдь не являются единственным видом сетей, созданным человеческой цивилизацией. Даже водо­проводы Древнего Рима можно рассматривать как один из наиболее древних примеров сетей, покрывающих большие территории и обслуживающих много­численных клиентов. Другой, менее экзотический пример — электрические сети. В них легко можно найти все компоненты любой территориальной сети: источ­ники ресурсов — электростанции, магистрали — высоковольтные линии элек­тропередач, сеть доступа - трансформаторные подстанции, клиентское обору­дование — осветительные и бытовые электроприборы.

Компьютерные сети, называемые также вычислительными сетями, или сетями передачи данных, являются логическим результатом эволюции двух важнейших научно-технических отраслей современной цивилизации — компьютерных и те­лекоммуникационных технологий. С одной стороны, сети представляют собой частный случай распределенных вычислительных систем, в которых группа ком­пьютеров согласованно выполняет набор взаимосвязанных задач, обмениваясь данными в автоматическом режиме. С другой стороны, компьютерные сети мо­гут рассматриваться как средство передачи информации на большие расстояния, для чего в них применяются методы кодирования и мультиплексирования дан­ных, получившие развитие в различных телекоммуникационных системах.

Компьютерная (вычислительная) сеть – совокупность компьютеров и терминалов, соединённых с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределённой обработки данных.

Основное назначение любой компьютерной сети — предоставление информационных и вы­числительных ресурсов подключенным к ней пользователям.

4.1. Обобщенная структура компьютерной сети

Компьютерные сети являются высшей формой многомашинных ассоциаций. Выделим ос­новные отличия компьютерной сети от многомашинного вычислительного комплекса.

Первое отличие — размерность. В состав многомашинного вычислительного ком­плекса входят обычно две, максимум три ЭВМ, расположенные преимущественно в одном помещении. Вычислительная сеть может состоять из десятков и даже сотен ЭВМ, располо­женных на расстоянии друг от друга от нескольких метров до десятков, сотен и даже тысяч километров.

Второе отличие — разделение функций между ЭВМ. Если в многомашинном вы­числительном комплексе функции обработки данных, передачи данных и управления систе­мой могут быть реализованы в одной ЭВМ, то в вычислительных сетях эти функции распределены между различными ЭВМ.

Третье отличие — необходимость решения в сети задачи маршрутизации сообще­ний. Сообщение от одной ЭВМ к другой в сети может быть передано по различным ма­ршрутам в зависимости от состояния каналов связи, соединяющих ЭВМ друг с другом.

Объединение в один комплекс средств вычислительной техники, аппаратуры связи и каналов передачи данных предъявляет специфические требования со стороны каждого эле­мента многомашинной ассоциации, а также требует формирования специальной терминоло­гии.

Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию в сети. Ими могут быть отдельные ЭВМ, комплексы ЭВМ, терминалы, про­мышленные роботы, станки с числовым программным управлением и т.д. Любой абонент сети подключается к станции.

Станция – это аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и приёмом информации.

Совокупность абонента и станции принято называть абонентской системой Для организации взаимодействия абонентов необходима физическая передающая среда.

На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть, которая обеспечивает передачу информации между абонентскими системами.

Такой подход позволяет рассматривать любую компьютерную сеть как совокупность абонентских систем и коммуникационной сети. Обобщенная структура компьютерной сети приведена на рис:

Обобщенная структура компьютерной сети.

5. Классификация вычислительных сетей

В зависимости от территориального расположения абонентских систем вычислительные сети можно разделить на три основных класса:

•       глобальные сети (WAN — Wide Area Network);

•       региональные сети (MAN — Metropolitan Area Network);

•       локальные сети (LAN — Local Area Network).

Глобальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в раз­личных странах, на различных континентах. Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные вычислительные сети позволят решить проблему объединения информа­ционных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам.

Региональная вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на зна­чительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов внутри большого го­рода, экономического региона, отдельной страны. Обычно расстояние между абонентами региональной вычислительной сети составляет десятки — сотни километров.

Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в преде­лах небольшой территории. В настоящее время не существует четких ограничений на тер­риториальный разброс абонентов локальной вычислительной сети. Обычно такая сеть привязана к конкретному месту. К классу локальных вычислительных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов и т.д. Протяженность такой сети можно ограничить пределами 2 - 2,5 км.

Объединение глобальных, региональных и локальных вычислительных сетей позволя­ет создавать многосетевые иерархии. Они обеспечивают мощные, экономически целе­сообразные средства обработки огромных информационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам. На рис. 6.4 приведена одна из возможных ие­рархий вычислительных сетей. Локальные вычислительные сети могут входить как компо­ненты в состав региональной сети, региональные сети — объединяться в составе глобальной сети и, наконец, глобальные сети могут также образовывать сложные струк­туры.

Иерархия компьютерных сетей

Компьютерная сеть Internet является наиболее популярной глобальной сетью. В ее состав входит множество свободно соединенных сетей. Внутри каждой сети, входящей в Internet, существуют конкретная структура связи и определенная дисциплина управления. Внутри Internet структура и методы соединений между раз­личными сетями для конкретного пользователя не имеют никакого значения.

Персональные компьютеры, ставшие в настоящее время непременным элементом любой системы управления, привели к буму в области создания локальных вычислитель­ных сетей. Это, в свою очередь, вызвало необходимость в разработке новых информацион­ных технологий.

Практика применения персональных компьютеров в различных отраслях науки, техники и производства показала, что наибольшую эффективность от внедрения вычис­лительной техники обеспечивают не отдельные автономные ПК, а локальные вычисли­тельные сети.

6. Глобальные сети

А вот потребность в соединении компьютеров, находящихся на большом рас­стоянии друг от друга, к этому времени вполне назрела. Началось все с решения более простой задачи — доступа к компьютеру с терминалов, удаленных от него на многие сотни, а то и тысячи километров. Терминалы соединялись с компью­терами через телефонные сети с помощью модемов. Такие сети позволяли мно­гочисленным пользователям получать удаленный доступ к разделяемым ресурсам нескольких мощных компьютеров класса суперЭВМ. Затем появились системы, в которых наряду с удаленными соединениями типа терминал-компьютер были реализованы и удаленные связи типа компьютер-компьютер. Компьютеры по­лучили возможность обмениваться данными в автоматическом режиме, что, соб­ственно, и является базовым механизмом любой вычислительной сети. На осно­ве этого механизма в первых сетях были реализованы службы обмена файлами, синхронизации баз данных, электронной почты и другие, ставшие теперь тради­ционными сетевые службы.

Таким образом, хронологически первыми появились глобальные сети (Wide Area Networks, WAN), то есть сети, объединяющие территориально рассредоточенные компьютеры, возможно находящиеся в различных городах и странах. Именно при построении глобальных сетей были впервые предложены и отработаны многие основные идеи и концепции современных вычислительных сетей. Такие, напри­мер, как многоуровневое построение коммуникационных протоколов, техноло­гия коммутации пакетов, маршрутизация пакетов в составных сетях.

Глобальные компьютерные сети очень многое унаследовали от других, гораздо более старых и распространенных глобальных сетей — телефонных. Главным ре­зультатом создания первых глобальных компьютерных сетей был отказ от прин­ципа коммутации каналов, на протяжении многих десятков лет успешно исполь­зовавшегося в телефонных сетях.

Выделяемый на все время сеанса связи составной канал с постоянной скоростью не мог эффективно использоваться пульсирующим трафиком компьютерных дан­ных, у которого периоды интенсивного обмена чередуются с продолжительными паузами. Натурные эксперименты и математическое моделирование показали, что пульсирующий и в значительной степени не чувствительный к задержкам компьютерный трафик гораздо эффективней передается сетями, использующи­ми принцип коммутации пакетов, когда данные разделяются на небольшие пор­ции — пакеты, — которые самостоятельно перемещаются по сети за счет встраи­вания адреса конечного узла в заголовок пакета.

6.1 Интернет

Интернет (перевести этот термин можно как «всемирная сеть») — сравнительно молодая технология. Ее предшественницей была военная сеть Министерства обо­роны США ARPANet, начавшая функционировать в начале 70-х годов.

Хотя технология, применявшаяся в ARPANet, и послужила основой Интернет, она не обеспечивала главного достоинства Интернет — всеобщей доступности. Этот недостаток исправила появившаяся в начале 80-х годов компьютерная сеть Национального Научного Фонда США NSFNet. NSFNet состояла из нескольких суперкомпьютеров, соединенных между собой высокоскоростными линиями свя­зи. Каждый пользователь (поначалу ими были научные центры) подключался к ближайшему из этих компьютеров и таким образом получал полноценный доступ ко всем ресурсам сети.

Сети, подобные NSFNet, были созданы и в других странах. Все они быстро разви­вались и в конце 80-х были соединены между собой. Так в начале 90-х годов и поя­вилась знакомая теперь всем глобальная сеть Интернет.

Если говорить о России, то развитие Интернет началось в середине 90-х и в на­стоящий момент оно идет довольно быстрыми темпами. И в России, и во всем ос­тальном мире Интернет является одной из наиболее динамично развивающихся отраслей промышленности (да, именно промышленности!) и привлекает при­стальное внимание инвесторов, крупных и мелких фирм.

Структура Internet.

Интернет — динамично развивающаяся структура, не принадлежащая никако­му частному лицу или фирме. Ее использованием и дальнейшим развитием зани­маются тысячи различных организаций. Тем не менее в Интернет поддерживает­ся определенный порядок, и сеть развивается в соответствии с определенными правилами.

Страницы: 1, 2