Объективно способствует развитию телекоммуникации как инфраструктуры информационного обеспечения. Параллельно с этим возрастает и общественный спрос на обмен информационными потоками на более высоком уровне. В результате два фактора дополняют друг друга, что и обуславливает интенсивное продвижение телекоммуникационных технологий в современном обществе. Разрабатываются новые концепции передачи данных, средства хранения и обработки. При этом не обходится и без инновационных решений.
Общие сведения о телекоммуникации
Начать следует с того, что понятие «телематика» возникло относительно недавно, и в широком смысле оно указывает на средства передачи информации. То есть технологическое обеспечение телекоммуникации прямо или косвенно подчиняется информационным каналам связи, позволяющим транслировать информацию на расстоянии. В этом смысле одним из ключевых объектов телекоммуникации может выступать сеть - информационная, программная или аппаратная. Что касается непосредственно материала, который, по сути, обслуживают телекоммуникационные технологии, то в этом качестве может выступать текст, голос, видео и т. д. В то же время будет неправильно возлагать на телекоммуникацию только лишь задачу передачи данных на расстоянии. Технологии в этой сфере обслуживают и средства хранения, упорядочения, а также обработки информации. Разнообразие видов материала и средств технической поддержки как раз и определило широкий спектр направлений, в которых развиваются технологии.
Современное состояние телекоммуникации
На данный момент технологическое обеспечение коммуникации базируется на целом комплексе решений. В частности, метод дейтаграммной коммутации с протоколами TCP/IP дает возможность независимой маршрутизации пакетов в сети Интернет. По-прежнему актуальна и технология цифровой передачи информации ISDN. Сегодня эта технология позволяет осуществлять передачу материалов разного рода, в том числе трансляцию речи, теле- и видеотекста. В качестве примера последних разработок в этом направлении можно привести В-ISDN-телеконференцию. Многие современные телекоммуникационные технологии базируются на идеях 10-20-летней давности, однако в нынешнем виде их характеризует более высокая скорость и оптимизация технического обеспечения. Например, концепция Frame Relay основывается на той же пакетной передаче данных, но без применения сложных процедур. Это позволило достичь более высокой пропускной способности на каналах и в целом повысить качество трансляции. Перспективы развития телекоммуникации многие специалисты связывают и с относительно новой технологией АТМ, которая характеризуется уже принципами асинхронной передачи данных с методами мультиплексирования.
Компоненты телекоммуникации
Для понимания алгоритмов работы и организации телекоммуникации важно разбить техническую инфраструктуру на несколько компонентов. В первую очередь это средства хранения данных, которые также обеспечивают их обработку и подготовку к передаче. Следующий уровень - это непосредственные участники процесса обмена данными, от которых направляются запросы. Они обращаются и к тем же хранилищам данных, и друг другу. Поле обращения посредством запросов логично должен происходить обмен информацией. И эта задача реализуется с помощью каналов передачи данных. Опять же, это могут быть и линии обмена между участниками процесса, и каналы, по которым происходит обращение к источникам - например, к серверам. Все перечисленные операции обеспечивает активное телекоммуникационное оборудование, к которому относятся модемы, коммутаторы, сетевые адаптеры и т. д. Это тоже своего рода командная инфраструктура, технически обслуживающая сигналы от пользователей.
Функции технологий
Основная функция заключается в обеспечении возможности передачи данных. В процессе ее достижения выполняется целый ряд вспомогательных функций, которые могут быть связаны между собой, а могут выполняться автономно. На первоначальном этапе выполняется задача приема и содержания информации. При необходимости в цикле обращения с данными может производиться и обработка с целью преобразования материала в другой вид - пригодный или для восприятия конечным потребителем, или для трансляции по заданному каналу. Ключевыми можно назвать функции телекоммуникационных технологий, которые выполняются непосредственно при передаче данных. На этом этапе система устанавливает соединение между абонентами - передающей и принимающей стороной. В некоторых моделях предусматривается и возможность автоматического выбора маршрута передачи - его определяет сама система на основе входных параметров и заданных условий. В более широком смысле телекоммуникационные системы не просто передают, но и управляют целыми массивами потоков информации. При этом пользователи могут видеть только конечный результат отправления и получения, не воспринимая внутренние сетевые процессы наподобие преобразования информации.
Телекоммуникационные услуги
В узком понимании задач телекоммуникации в качестве функций могут рассматриваться и услуги, которые, впрочем, тоже базируются на хранении, преобразовании и передаче данных. Например, режим электронной почты дает возможность удобного обмена сообщениями. Это же касается участников телеконференций - они тоже участвуют в процессе обмена информацией, но уже в другом формате. В список современных сетевых услуг можно включить размноженную передачу сообщений, трансляцию больших массивов данных и т. д. Кроме этого, телекоммуникационные технологии охватывают и вопросы, связанные с самой организацией выполнения функций с точки зрения самого пользователя. В частности, сервис может предоставлять абоненту возможность настройки круга адресатов, организации замкнутых групп с участниками сети, переадресации и т. д.
Сигналы и каналы связи
Техническая организация процессов телекоммуникации невозможна без использования сетей, которые могут работать с теми или иными сигналами. Формат сигнала определяет, какой может быть структура канала трансляции данных. Под каналом подразумевается линия, по которой устройство передает информацию. К традиционным линиям можно отнести коаксиальный провод, витую пару, оптоволоконную оптику и др. К более развитым относятся инфракрасные волны и спутниковые каналы. Что касается сигналов, то телекоммуникационные технологии подразумевают обслуживание аналоговых и цифровых данных. Несмотря на активный переход на цифровые сигналы, аналоговый формат имеет существенные преимущества, которые не позволяют от него полностью отказаться. К ним можно отнести отсутствие необходимости преобразования данных при переходе от одной коммутационной системы к другой.
Технические средства телекоммуникационных технологий
Каждый из компонентов телекоммуникационной системы предполагает включение своего набора технических средств. На базовом уровне для хранения данных используются серверные точки, к которым имеют в том или ином формате доступ участники сети. На каждом пункте приема или отправки данных сегодня работают компьютеры нескольких типов. Они могут работать или автоматически, или под непосредственным управлением пользователей. Технически прием, обработку и передачу данных осуществляют модемы, сетевые адаптеры, коммуникаторы и маршрутизаторы. И отдельную категорию технических средств, в инфраструктуре которых работает телекоммуникационное оборудование, представляют сами каналы связи. Как уже говорилось, это могут быть как традиционные (витая пара, телефонная сеть), так и современные (спутниковые каналы) линии связи. Причем все большее предпочтение отдается беспроводным каналам, в том числе на основе радиоволн.
Сферы использования телекоммуникации
На данном этапе сложно найти направления жизнедеятельности общества, в которых бы не задействовались средства телекоммуникации. Их используют в организации учебных процессов, на производствах, при осуществлении спасательных операций, для повседневного обмена информацией между рядовыми пользователями на бытовом уровне и т. д. При этом в каждой сфере использование телекоммуникационных технологий имеет свою специфику, особенности и ограничения. Так, в учебном процессе важна доступность, эргономика и удобство при использовании технологий, в военном деле упор делается на обеспечение безопасности, а в медицине, к примеру - на точность и детальность.
Будущее развитие технологий
В ближайшее время усилия разработчиков будут концентрироваться на схемах взаимодействия пользователя с телекоммуникационным оборудованием. Крупные компании делают ставку на повышение эргономики интерфейсов, обеспечивающих возможности обмена данными. Другое направление связано с модернизацией существующих сетей. В этом отношении развитие телекоммуникационных технологий будет связано с интеграцией синхронной цифровой иерархии, асимметричных абонентских линий и пассивных оптических сетей нового поколения. Большие перемены сулят и технологии интеллектуальных сетей, которые уже внедряются в отдельные сферы в разных формах.
Заключение
Телекоммуникационные системы по мере развития сталкиваются с проблемами, сдерживающими прогресс. Это связано и с обеспечение безопасности, и с растущими ценами, поскольку более совершенные стандарты неизбежно требуют подключения больших ресурсов. Если же говорить об общих тенденциях, то новые телекоммуникационные технологии тяготеют к принципам открытости и общедоступности. Разработчики систем вполне логично заинтересованы в большем охвате абонентов, что требует расширения инфраструктуры. Соответственно, возникает и проблема совмещения нескольких стандартов оборудования разного качества - от бюджетного уровня до премиального. Эти и другие проблемы развития предусматривают разные подходы в плане решения, поэтому перспектива дальнейшего прогресса очевидна - вопрос лишь в формах его реализации.
Обзор телекоммуникационных технологий.
Телекоммуникационные сети. Понятие "коммуникация" происходит от латинского слова communicatio - сообщение, передача, связь, и определяется как процесс, путь и средства передачи объекта, информации с одного места на другое. Термин "телекоммуникации" (от латинского tele - "вдаль", "далеко") соответственно означает обмен информацией на расстоянии.
Телекоммуникационные технологии это совокупность методов и алгоритмов передачи информации.
Технологии телекоммуникаций - это принципы организации современных аналоговых и цифровых систем, сетей связи, включая компьютерные и Интернет-сети. Современные телекоммуникационные технологии основаны на использовании телекоммуникационных сетей.
Телекоммуникационные сети - система, состоящая из объектов, осуществляющих функции генерации, преобразования, хранения продукта, и имеют название пункты (узлы) сети, и линий передач (связи, коммуникаций, соединений), осуществляющих передачу.
К последним можно отнести: телефонные сети; радиосети; телевизионные сети; компьютерные сети (Ethernet, Internet).
Средства телекоммуникаций - это совокупность технических устройств, алгоритмов и программного обеспечения, позволяющих передавать данные по каналам связи.
Телекоммуникационные сети чаще всего распределяют по территориальному признаку на глобальные, региональные и локальные. Это касается не только компьютерных сетей передачи данных, но и спутниковых сетей, сетей мобильной связи, служб почтовых отправлений, радио, телевидение и тому подобное. Обеспечение межсетевого взаимодействия позволяет создать гибкий и эффективный инструментарий для оптимизации процессов поиска, распространения, хранения и воспроизведения информации.
в Дальнейшем будем рассматривать преимущественно компьютерные сети, потому что именно они в настоящее время обеспечивают двусторонний обмен любой информацией на достаточно высоких скоростях, охватывающих весь земной шар и находятся в состоянии постоянного совершенствования и дальнейшего территориального расширения на региональном и локальном уровне.
Одним из примеров персональных сетей (таких, обеспечивающих взаимодействие различных устройств) могут служить беспроводные сенсорные сети, которые используются в теплицах и питомниках. Компьютеры, обслуживающие их, могут быть соединены в локальную сеть, а она, в свою очередь, может иметь выход к глобальным сетям, таким как Internet или сеть мобильной связи.
Рассмотрим принципы организации такой связи. Имеем компьютеризированную систему, основой которой является сбор информации в реальном времени и соответствующая реакция системы на эти данные. Сигналы различных датчиков поступают на отдельное устройство сбора данных. Связь с этим устройством и получения данных удаленному абоненту осуществлено двумя способами:
1) через телекоммуникационную сеть Интернет (при помощи ПК и специализированного программного обеспечения);
2) средствами телефонной сети GSM (модуль сбора данных подключен к модему передает информацию на телефон (смартфон, коммуникатор), через SMS).
Таким образом, датчики, которые находятся непосредственно на растении, передают данные в режиме реального времени, что дает возможность эффективно наблюдать за искусственно созданной экосистемой. Благодаря постоянной связи с теплицей агроном может дистанционно регулировать температуру и влажность воздуха и Почвы в теплице, подогревать воду для полива, включать и отключать насосы гидропонных установок, управлять поливом и вентиляцией в теплице. Даже без вмешательства агронома, автоматизированная система будет следить за тем, чтобы экосистема теплицы всегда находилась в пределах заданных параметров.
Такие технологии позволяют оптимизировать режимы выращивания за счет контролируемого графике полива, освещения, подкормки углекислым газом, регулирование температуры и влажности воздуха.
в Общем принцип передачи данных в системах дистанционного управления теплицей следующие (рис. 71).
Тема: Представления о технических и программных средствах телекоммуникационных технологий
Цель: формирование представлений о технических и программных средствах телекоммуникационных технологий
Задачи:
Образовательная – обобщение представлений учащихся об информационной картине мира;
Развивающая – развитие умений выделять главное, существенное, обобщать имеющиеся факты, формирование логического мышления, внимания, интереса к предмету; развитие взаимопомощи, речи, умения выслушивать друг друга;
Воспитательная - воспитание уважения к товарищу, умения достойно вести себя, воспитание культуры общения, работа над повышением грамотности устной речи.
Вопросы:
Информационная технология
Компоненты программных компьютерных средств
Программное обеспечение информационных технологий
Теоретический материал
1. Информационная технология
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).
Понятие технологии включает применение научных и инженерных знаний, для решения практической задачи. Тогда информационной технологией можно считать процесс превращения знаний в информационный ресурс. Целью информационной технологии является производство информации для ее последующего анализа и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия.
В приведенных определениях ключевыми словами являются процесс, совокупность методов и средств, а также перечисление различных действий по работе с информацией. Заметим, что в иностранных источниках комплексное понятие "информационная технология" определяется через базовое понятие "технология", а в определениях, данных авторами популярных учебников по информатике, дается свое понимание технологии как "совокупности методов и средств" или как "процесса". В определении 4 технология в качестве существенного признака технологии указывается факт преобразования первичной информации в информационный продукт. На наш взгляд, существенным признаком любой технологии является систематизированная последовательность действий. Оперируя базовыми понятиями и принципом минимизации определения, дадим следующее определение:
Информационная технология - систематизированная совокупность методов, средств и действий по работе с информацией.
Список действий по работе с информацией может быть достаточно большим: поиск, сбор, обработка, преобразование, хранение, отображение, представление, передача и т.д.
Заметим, что последние четыре десятилетия, словосочетание информационные технологии чаще всего употреблялись вместе со словом новые или современные - аббревиатуры НИТ или СИТ (Новые или Современные Информационные Технологии). В первую очередь это связано с автоматизацией процесса получения, обработки, хранения и передачи информации с помощью компьютеров и средств телекоммуникации. В литературе встречается также аббревиатура КИТ (Компьютерная Информационная Технология). Заметим также, что данное понятие употребляется в единственном или множественном числе, что не меняет сути явления.
2. Средства коммуникационных технологий
Средства коммуникационных технологий в настоящее время обладают колоссальными информационными возможностями и не менее впечатляющими услугами. Компьютер, снабженный соответствующим программным обеспечением, и средства телекоммуникаций вместе с размещенной на них информацией входят в ту группу средств коммуникационных технологий, с помощью которых мы не только узнаём о проблемах, происходящих вокруг нас, но и получаем дополнительную информацию, открываем для себя новые горизонты, покоряем неизведанные информационные вершины
Телекоммуникационные технологии -это организационные, педагогические, учебные технологии, формы и методы, предусматривающие применение в образовательном процессе современных компьютерных средств и информационных технологий. Под информационной технологией понимается совокупность методов и технических средств сбора, организации, хранения, обработки, передачи и представления информации, расширяющих знания людей и развивающих их возможности по управлению техническими и социальными процессами.
Технические средства телекоммуникационных технологий:
средства для записи и воспроизведения звука (электрофоны, магнитофоны, CD-проигрыватели),
системы и средства телефонной, телеграфной и радиосвязи (телефонные аппараты, факсимильные аппараты, телетайпы, телефонные станции, системы радиосвязи),
системы и средства телевидения, радиовещания (теле и радиоприемники, учебное телевидение и радио, DVD-проигрыватели),
оптическая и проекционная кино- и фотоаппаратура (фотоаппараты, кинокамеры, диапроекторы, кинопроекторы, эпидиаскопы),
полиграфическая, копировальная, множительная и другая техника, предназначенная для документирования и размножения информации (ротапринты, ксероксы, системы микрофильмирования),
компьютерные средства, обеспечивающие возможность электронного представления, обработки и хранения информации(компьютеры, принтеры, сканеры, графопостроители),
телекоммуникационные системы, обеспечивающие передачу информации по каналам связи (модемы, сети проводных, спутниковых, оптоволоконных, радиорелейных и других видов каналов связи, предназначенных для передачи информации).
3. Компоненты программных компьютерных средств
Обычно для обозначения основных компонент программно-аппаратных компьютерных средств используют следующие термины:
Software – совокупность программ, используемых в компьютере или программные средства, представляющие заранее заданные, чётко определённые последовательности арифметических, логических и других операций.
Hardware – технические устройства компьютера (“железо”) или аппаратные средства, созданные, в основном, с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств.
Brainware – знания и умения, необходимые пользователям для грамотной работы на компьютере (компьютерная культура и грамотность).
Работой компьютеров, любых вычислительных устройств управляют различного рода программы. Без программ любая ЭВМ не больше, чем груда железа. Компьютерная программа (англ. “Program”) обычно представляет собой последовательность операций, выполняемых вычислительной машиной для реализации какой-нибудь задачи. Например, это может быть программа редактирования текста или рисования.
Программа - это упорядоченная последовательность команд, предназначенная для решения разных задач с помощью компьютерной техники и технологии; точная и подробная последовательность инструкций на понятном компьютеру языке с указанием правил обработки информации
4. Программное обеспечение информационных технологий
Совокупность программ, используемых при работе на компьютере, составляет его программное обеспечение .
Программное обеспечение (ПО) – это программные средства информационных технологий. Они подразумевают создание, использование компьютерных программ различного назначения и позволяют техническим средствам выполнять операции с машиночитаемой информацией.
Компьютерные программы, также как и любая другая машиночитаемая информация, хранятся в файлах. Пишутся (составляются, создаются) программы программистами на специальных машинных алгоритмических языках высокого уровня (Бейсик, Фортран, Паскаль, Си и др.). Хорошая программа содержит: чётко определённые и отлаженные функции, удобные средства взаимодействия с пользователем (интерфейс), инструкцию по эксплуатации, лицензию и гарантию, упаковку. Программы для пользователей могут быть платными, условно-бесплатными, бесплатными и др.
Существуют классификации программного обеспечения по назначению, функциям, решаемым задачам и другим параметрам.
По назначению и выполняемым функциям можно выделить три основных вида ПО, используемого в информационных технологиях:
Общесистемное ПО – это совокупность программ общего пользования, служащих для управления ресурсами компьютера (центральным процессором, памятью, вводом-выводом), обеспечивающих работу компьютера и компьютерных сетей. Оно предназначено для управления работой компьютеров, выполнения отдельных сервисных функций и программирования. Общесистемное ПО включает: базовое, языки программирования и сервисное.
Базовое ПО включает: операционные системы, операционные оболочки и сетевые операционные системы.
Операционная система (ОС) – это комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для автоматизации планирования и организации процесса обработки программ, ввода-вывода и управления данными, распределения ресурсов, подготовки и отладки программ, других вспомогательных.
ОС запускает компьютер, отслеживает работу локальных и сетевых компьютеров, планирует решение с их помощью задач, следит за их выполнением, управляет вводом-выводом данных и др.
Основная причина необходимости ОС состоит в том, что элементарные операции для работы с устройствами компьютера и управления его ресурсами – это операции очень низкого уровня. Действия, которые необходимы пользователю и прикладным программам, состоят из нескольких сотен или тысяч таких элементарных операций. Например, для выполнения процедуры копирования файла необходимо выполнить тысячи операций по запуску команд дисководов, проверке их выполнения, поиску и обработке информации в таблицах размещения файлов на дисках и т. д. Операционная система скрывает от пользователя эти подробности и выполняет эти процедуры.
Выделяют однопрограммные, многопрограммные (многозадачные), одно и многопользовательские, сетевые и несетевые ОС.
Сетевые ОС – это комплекс программ, обеспечивающих обработку, передачу, хранение данных в сети; доступ ко всем её ресурсам, распределяющих и перераспределяющих различные ресурсы сети.
Операционная оболочка – это программная надстройка к ОС; специальная программа, предназначенная для облегчения работы и общения пользователей с ОС (Norton Commander, FAR, Windows Commander, Проводник и др.). Они преобразуют неудобный командный пользовательский интерфейс в дружественный графический интерфейс или интерфейс типа “меню”. Оболочки предоставляют пользователю удобный доступ к файлам и обширные сервисные услуги.
Языки программирования – это специальные команды, операторы и другие средства, используемые для составления и отладки программ. Они включают собственно языки и правила программирования, трансляторы, компиляторы, редакторы связей, отладчики и др.
Отладка программы (англ. “debugging”) – это процесс обнаружения и устранения ошибок в компьютерной программе; этап компьютерного решения задачи, при котором происходит устранение явных ошибок в программе. Она осуществляется по результатам, полученным в процессе тестирования компьютерной программы, и производится с использованием специальных программных средств – отладчиков.
Отладчик (англ. “debugger”) – это программа, позволяющая исследовать внутреннее поведение разрабатываемой программы. Обеспечивает пошаговое исполнение программы с остановкой после каждой оператора, просмотр текущего значения переменной, нахождение значения любого выражения и др.
Трансляторы – это программы, обеспечивающие перевод с языка программирования на машинный язык компьютеров.
Сервисное общесистемное
ПО для ОС включает драйверы и программы-утилиты.
Драйверы – это специальные файлы ОС, расширяющие её возможности и включаемые в её состав для организации настройки ОС на использование различных устройств ввода-вывода, установки региональных параметров (языков, форматов времени, даты и чисел) и т.д. С помощью драйверов можно подключать к компьютеру новые внешние устройства или нестандартно использовать имеющиеся устройства.
Программы-утилиты – это полезные программы, дополняющие и расширяющие возможности ОС. Некоторые из них могут существовать отдельно от ОС. К этому классу программ можно отнести архиваторы, программы резервного копирования и др.
Кроме того, сервисное общесистемное ПО включает тестовые и диагностические программы, программы антивирусной защиты и обслуживания сети.
Тестовые и диагностические программы предназначены для проверки работоспособности отдельных узлов компьютеров, работы программ и устранения выявленных в процессе тестирования неисправностей.
Антивирусные программы используют для диагностики, выявления и устранения вирусных программ, нарушающих нормальную работу вычислительной системы.
Инструментальное программное обеспечение или инструментальные программные средства (ИПО) – это программы-полуфабрикаты или конструкторы, используемые в ходе разработки, корректировки или развития других программ. Они позволяют создавать различные прикладные пользовательские программы. К ИПО относят: СУБД, редакторы, отладчики, вспомогательные системные программы, графические пакеты, конструкторы обучающих, игровых, тестирующих и других программ. По назначению они близки к системам программирования.
Прикладное программное обеспечение (ППО) или прикладные программные средства используются при решении конкретных задач. Эти программы помогают пользователям выполнять необходимые им работы на компьютерах. Порой такие программы называют приложениями.
ППО носит проблемно-ориентированный характер. В нём обычно выделяют две составляющие: пользовательское и проблемное прикладное программное обеспечение.
К пользовательскому ППО относят: текстовые, табличные и графические редакторы и другие подобные программы, например, учебные и досуговые.
Набор нескольких пользовательских программ, функционально дополняющих друг друга и поддерживающих единую информационную технологию называют пакетом прикладных программ, интегрированным пакетом программ или интегрированным программным обеспечением. Пакеты программ выполняют функции, для которых ранее создавались специализированные программы. В качестве примера приведём ППП Microsoft Office, в состав которого входят: текстовый и табличный процессор, СУБД Access, Power Point и другие программы.
Проблемное ПО – это специализированное ППО, например, бухгалтерские программы, программы в области страхования и др.
Кроме перечисленных, отметим следующие прикладные программы: учебные, обучающие и тренажёры, мультимедийные, развлекательные, в т.ч. компьютерные игры, справочные (энциклопедии, словари и справочники) и др.
Любые компьютерные программы работают на каких-либо технических средствах информационных технологий.
Контрольные вопросы:
что такое компьютерная программа?
Для чего нужны компьютерные программы?
Какое бывает программное обеспечение компьютерных информационных технологий?
Как можно классифицировать и использовать такое программное обеспечение?
Какие бывают технические средства информатизации и их классификацию?
Литература:
Информатика: Учебник - 3-е перераб. изд. / Под ред. проф. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2000.- 768 с.
Программно-технические средства информационные технологии - http://inftis.narod.ru/it/5-6/n8.htm
Человечество постоянно стремилось расширить возможности своих органов чувств (каналов коммуникаций с окружающей средой). Так были созданы подзорная труба и микроскоп, термометр и газоанализаторы, высокочувствительные микрофоны и радиолокаторы , а также многое другое. Подзорная труба может рассматриваться как аналоговое однонаправленное телекоммуникационное устройство.
Рассмотрим, какие искусственные каналы коммуникаций создал сам человек за последние тысячелетия своего существования. Представьте себе следующую сцену, возможно имевшую место много столетий тому назад.
На горизонте поднялось легкое облачко, которое начало расти и шириться. Постепенно становилось ясно, что это облако пыли, поднятое множеством лошадиных копыт. На вершине холма дозорные настороженно следили за приближением этого отряда, и когда увидели, что это большой отряд противника, старший дал команду разжигать сигнальный костер. Из небольшого очага, где огонь поддерживался круглые сутки, специальным захватом была извлечена пылающая головня и помещена в основание большого сигнального костра. Сначала огонь разгорался медленно, но уже через несколько минут столб дыма и огонь поднялись на многие метры. Тогда его заметил другой сигнальный отряд, размещенный в нескольких верстах от первого, и там тоже зажгли сигнальный костер.
Такая техника позволяла передать 1 бит информации ( логический нуль или логическая единица ) на расстояние до 100 км менее чем за один час (время сильно варьировалось в зависимости от рельефа местности и погоды). Скорость такого метода передачи данных в дневное время можно было удвоить, используя черный или белый дым. Костры часто размещались на специально построенных вышках для увеличения расстояния между ними. Естественно, этот метод был ненадежен - проливной дождь или вьюга могли помешать разжечь костер, да и видимость при этом могла оказаться весьма ограниченной.
Альтернативный метод посылки депеши с всадником позволял передать несравненно больший объем информации, но со скоростью, меньшей почти на порядок, - ведь прямых дорог тогда не было, да и водные преграды или горы могли существенно замедлить движение. В море сходный метод, с использованием сигнального масляного фонаря, давал возможность передавать короткие сообщения в пределах прямой видимости для координации действий кораблей.
Но даже такой технологии хватало для длительного существования гигантских государственных образований (от империи Александра Македонского до Римской империи). Именно со скоростью лошади либо деревянного гребного или парусного бескилевого судна передавались сообщения с периферии в центр, а оттуда в обратном направлении посылались руководящие инструкции или решения. Задержка достигала многих месяцев. Удивительно, но этого было вполне достаточно для стабильного существования государства. Вероятно, чиновники были вынуждены обдуманно принимать решения, так как быстро исправить ошибку было нельзя. Решение проблемы здесь лежит в предоставлении определенной самостоятельности властям провинции (приближение центра принятия решения к объекту управления). Еще одним средством решения проблемы большой задержки в цепи принятия решения ( RTT , в сетевой терминологии) является выработка набора унифицированных правил реагирования на стандартные ситуации (в случае сетей такие правила называются протоколами). Даже применение самых мощных информационных и телекоммуникационных технологий не позволит эффективно управлять из Москвы автомобилем во Владивостоке.
Когда императоры Римской империи попытались в долговременном плане построить жесткую вертикаль власти, империя распалась сначала на две части, а позднее на большое число независимых государств.
Техника телекоммуникаций с временем RTT (Round Trip Time), равным 2-6 месяцам, просуществовала без существенных изменений более 1500 лет .
Только в XIX веке стали появляться железные дороги, пароходы и, что особенно важно, электрический телеграф и телефон. Связь с применением азбуки Морзе в 1840-х годах позволяла передать до 10 бит /с информации на расстояние десятки и сотни километров. Азбука Морзе, пожалуй, была первым широко распространенным телекоммуникационным кодом (см. таблицу 1.1). Коды здесь представляют собой последовательности точек и тире. Отличие точки от тире определяется длительностью сигнала (точке соответствует более короткий сигнал). Возможны варианты, когда точке и тире соответствуют импульсы тока или напряжения разной полярности. Такая схема исключает зависимость идентификации символа от длительности импульса. Максимальная скорость передачи классического телеграфа может составлять 950-1100 слов в час. В 1884 году начала функционировать телеграфная линия Вашингтон–Балтимор. Для линий связи в ту пору использовалась стальная проволока диаметром ~5 мм. В качестве источников электроэнергии применялись батареи с напряжением 40-120 В. Импульсы тока имели амплитуду 10-25 мА. Сама система являлась электромеханической и предполагала использование контактного ключа (вспомните шпионские фильмы периода Второй мировой войны). Позднее ключ был заменен клавиатурой. Нажатие на определенную клавишу вызывало формирование последовательности сигналов, соответствующей определенной букве, что позволяло в несколько раз ускорить процедуру передачи. Такое устройство, получившее название телетайп , было предложено Кляйшмидтом и Моркрамом в 1915 году в США. На первых порах использовались электромеханические приемные устройства, которые печатали точки и тире, что было крайне неудобно. Позднее стали применяться устройства, которые могли дешифровать коды Морзе (или Бодо) и печатать на ленте буквы. Люди старшего поколения, возможно, еще помнят бланки телеграмм, на которые были наклеены куски ленты с текстом, полученные от таких устройств.
Телекоммуникационный канал содержал два провода (см. рис. 1.1), по одному ток течет в одном направлении, по второму - в обратном. Понятно, что железо в качестве проводника не идеально (удельное сопротивление 8,8x10 -6 Ом*см, да и склонность к ржавчине чего стоит), зато дешево. Лучше была бы медь или алюминий (1,56x10 -6 и 2,45x10 -6 Ом*см соответственно). Еще лучше серебро - 1,51x10 -6 Ом x см. Золото по своим электрическим свойствам занимает положение между медью и алюминием. Полагаю, не нужно пояснять, почему каналы коммуникаций никогда не делали из серебра и тем более из золота (и с медью мороки не оберешься…). Омическое сопротивление является причиной ослабления сигнала, что ограничивает предельное расстояние передачи по проводной линии. Поэтому приходится на определенных расстояниях ставить станции ретрансляции.
Рис.
1.1.
| Код Морзе | Буквы | Код Морзе | Буквы и символы | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Русские | Латинские | Русские | Латинские | |||
| x- | А | Aa | x-x- | Я | ||
| -xxx | Б | Bb | x--- | Й | Jj | |
| x-- | В | Ww | -xx- | Ь, Ъ | Xx | |
| --x | Г | Gg | xx-xx; | Э | OP | |
| -xx | Д | Dd | x---- | 1 | ||
| x | Е | Ee | xx--- | 2 | ||
| xxx- | Ж | Vv | xxx-- | 3 | ||
| --xx | З | Zz | xxxx- | 4 | ||
| xx | И | Ii | xxxxx | 5 | ||
| -x- | К | Kk | -xxxx | 6 | ||
| x-xx | Л | Ll | --xxx | 7 | ||
| -- | М | Mm | ---xx | 8 | ||
| -x | Н | Nn | ----x | 9 | ||
| --- | О | Oo | ----- | 0 | ||
| x--x | П | Pp | xxxxx | . (точка) | ||
| x-x | Р | Rr | x-x-x- | , (запятая) | ||
| xxx | С | Ss | -x-x-x | ; | ||
| - | Т | Tt | ---xxx | : | ||
| xx- | У | Uu | xx-xx | ? | ||
| xx-x | Ф | Ff | --xx-- | ! | ||
| xxxx | Х | Hh | ------ | / | ||
| -x-x | Ц | Cc | xx--x- | _ (подчеркивание) | ||
| ---x | Ч | _` | x-x-x | + (конец) | ||
| ---- | Ш | Ch | -xxx- | - | ||
| --x- | Щ | -xxx- | знак раздела | |||
| -x-- | Ы | Yy | x-x-x-x- | начало действия | ||
| xx-- | Ю | gh | xxxxxxx | исправление ошибки | ||
Рассматривая таблицу кодов Морзе, следует обратить внимание на то, что наиболее часто используемые буквы имеют более короткие коды (это прежде всего е, т, а, и, н и м ). Это очень важный принцип, позволяющий увеличить среднюю скорость передачи данных. Он применяется достаточно широко - можно, например, вспомнить принцип распределения символов на клавиатуре ЭВМ, в центре размещаются наиболее часто используемые буквы. Посмотрите на клавиатуру вашей ЭВМ, в центре и ближе к клавише пробела размещаются именно указанные выше буквы. Используется эта техника и при архивировании данных ( алгоритм Хафмана). Кроме того, весьма важными являются паузы между буквами. Если пауза окажется малой, то трудно будет отличить НН от Ц, АА от Я и т.д.
Позднее было создано много других типов кодов (например, код Бодо для буквопечатающих аппаратов, ASCII или КОИ8) - в них, как правило, каждому символу или сигналу соответствует 5-8 бит . Сигналами отмечается, например, начало/конец передачи или исправление ошибки. Характерной особенностью ранних систем было отсутствие кодов для строчных букв. В мире много национальных алфавитов. Многие из них содержат специфические символы - достаточно вспомнить символьный набор китайского языка (в детстве меня занимал вопрос: как устроена китайская пишущая машинка?). Чтобы решить проблемы кодирования национальных алфавитов, был придуман юникод, где каждому символу ставится в соответствие два октета (байта). Это позволяет расширить многообразие символов с 256 до 65536.
Аналогичные принципы лежат в основе морских флажковых семафоров, где каждой букве соответствует определенное положение рук сигнальщика. Здесь можно также вспомнить французский семафор, изобретенный в 1830 году. Но это, так же как и сигнальные костры, можно считать первыми приложениями, использующими передачу данных по оптическим каналам связи.
Коды Морзе применялись вплоть до второй половины XX века. Их привлекательность была связана с ограниченностью требуемой полосы пропускания канала, а также с тем фактом, что для передачи были пригодны старые, довольно низкокачественные каналы.
Введя модуляцию на частоте 1500 Гц (1936 г.), удалось получить до 24 телексных каналов по одному телефонному каналу с полосой 4 КГц (50 бод). Позднее телексная сеть обрела самостоятельность и была окончательно вытеснена современными средствами связи лишь в конце XX века.
К 1950 годам большинство стран использовало три типа общедоступных сетей:
- Телеграфная сеть, которая просуществовала до конца XX века.
- Телефонная сеть (аналоговая), имеющая полосу 4 КГц и почти не менявшаяся по принципам работы с 1880-х годов. Импульсная сигнальная система практически сохранилась без изменений с 1910 года.
- Телексная сеть, которая применялась в основном для делового обмена.
Рассмотрим причины того, что проводные системы связи, оставшиеся в наследство от телеграфа, малопригодны для современных систем телекоммуникаций. Двухпроводные структуры, применявшиеся там, как правило, навешивались на телеграфные столбы или укладывались в виде кабелей в подземные каналы. Среднегеометрическое расстояние между проводами не было постоянным, более того, оно могло изменяться со временем, например, под действием ветра. Это приводило к тому, что волновые свойства такой структуры варьировались, и это с неизбежностью становилось причиной искажений формы сигнала для длинных участков канала. Такие искажения ограничивали предельно возможную скорость передачи и длину канала без промежуточных ретрансляторов.
На первый взгляд прогресс в области электроники может снять проблему ослабления сигнала из-за омического сопротивления проводов и исключить необходимость использования амплитуд сигналов порядка 40-100 В. Казалось бы, ставя промежуточные усилители, можно поддерживать амплитуду полезного сигнала в заданных пределах. Идеальным примером такого решения могут служить трансокеанские телефонные кабели.
по протяженным каналам через пустынные области, например, по дну океана, как было отмечено выше, требует наличия усилителей, а усилители нуждаются в питании. Обычно питание передается по тому же кабелю, и здесь также вмешиваются омические потери.Известно, что в оптоволокне сигнал подвергается меньшему погонному ослаблению, чем в медном проводе. Было бы замечательно, если бы был найден способ, передачи энергии для оптоэлектрических усилителей по оптическому волокну.
Телекоммуникационные технологии
По мере эволюции вычислительных систем сформировались следующие разновидности архитектуры компьютерных сетей:
‣‣‣ одноранговая архитектура;
‣‣‣ классическая архитектура ʼʼклиент-серверʼʼ;
‣‣‣ архитектура ʼʼклиент-серверʼʼ на базе Web-технологии.
При одноранговой архитектуре все ресурсы вычислительной системы, включая информацию, сконцентрированы в центральной ЭВМ, называемой еще мэйнфреймом (mainframe - центральный блок ЭВМ). В качестве базовых средств доступа к информационным ресурсам использовались однотипные алфавитно-цифровые терминалы, соединяемые с центральной ЭВМ кабелем. При этом не требовалось никаких специальных действий со стороны пользователя по настройке и конфигурированию программного обеспечения.
Явные недостатки, свойственные одноранговой архитектуре и развитие инструментальных средств привели к появлению вычислительных систем с архитектурой ʼʼклиент-серверʼʼ. Особенность данного класса систем состоит в децентрализации архитектуры автономных вычислительных систем и их объединении в глобальные компьютерные сети. Создание данного класса систем связано с появлением персональных компьютеров, взявших на себя часть функций центральных ЭВМ. В результате появилась возможность создания глобальных и локальных вычислительных сетей, объединяющих персональные компьютеры (клиенты или рабочие станции), использующие ресурсы, и компьютеры (серверы), предоставляющие те или иные ресурсы для общего использования.
Любое программное приложение можно представить в виде структуры из трех компонентов:
‣‣‣ компонент представления, реализующий интерфейс с пользователем;
‣‣‣ прикладной компонент, обеспечивающий выполнение прикладных функций;
‣‣‣ компонент доступа к информационным ресурсам, или менеджер ресурсов, выполняющий накопление информации и управление данными.
На базе распределения перечисленных компонентов между рабочей станцией и сервером сети выделяют следующие модели архитектуры ʼʼклиент-серверʼʼ:
‣‣‣ модель доступа к удаленным данным;
‣‣‣ модель сервера управления данными;
‣‣‣ модель комплексного сервера;
‣‣‣ трехзвенная архитектура ʼʼклиент-серверʼʼ.
Модель доступа к удаленным данным при которой на сервере расположены только данные, имеет следующие особенности:
‣‣‣ невысокая производительность, так как вся информация обрабатывается на рабочих станциях;
‣‣‣ снижение общей скорости обмена при передаче больших объёмов информации для обработки с сервера на рабочие станции.
При использовании модели сервера управления данными кроме самой информации на сервере располагается менеджер информационных ресурсов (к примеру, система управления базами данных). Компонент представления и прикладной компонент совмещены и выполняются на компьютере-клиенте, который поддерживает как функции ввода и отображения данных, так и чисто прикладные функции. Доступ к информационным ресурсам обеспечивается либо операторами специального языка (к примеру, SQL в случае использования базы данных), либо вызовами функций специализированных программных библиотек. Запросы к информационным ресурсам направляются по сети менеджеру ресурсов (к примеру, серверу базы данных), который обрабатывает запросы и возвращает клиенту блоки данных. Наиболее существенные особенности данной модели:
‣‣‣ уменьшение объёмов информации, передаваемых по сети, так как выборка необходимых информационных элементов осуществляется на сервере, а не на рабочих станциях;
‣‣‣ унификация и широкий выбор средств создания приложений;
‣‣‣ отсутствие четкого разграничения между компонентом представления и прикладным компонентом, что затрудняет совершенствование вычислительной системы.
Модель сервера управления данными целесообразно использовать в случае обработки умеренных, не увеличивающихся со временем объёмов информации. При этом сложность прикладного компонента должна быть невысокой.
Модель комплексного сервера строится в предположении, что процесс, выполняемый на компьютере-клиенте, ограничивается функциями представления, а собственно прикладные функции и функции доступа к данным выполняются сервером. Преимущества модели комплексного сервера:
‣‣‣ высокая производительность;
‣‣‣ централизованное администрирование;
‣‣‣ экономия ресурсов сети.
Модель комплексного сервера является оптимальной для крупных сетей, ориентированных на обработку больших и увеличивающихся со временем объёмов информации.
Архитектура ʼʼклиент-серверʼʼ, при которой прикладной компонент расположен на рабочей станции вместе с компонентом представления (модели доступа к удаленным данным и сервера управления данными) или на сервере вместе с менеджером ресурсов и данными (модель комплексного сервера), называют двухзвенной архитектурой.
При существенном усложнении и увеличении ресурсоемкости прикладного компонента для него должна быть выделен отдельный сервер, называемый сервером приложений. В этом случае говорят о трехзвенной архитектуре ʼʼклиент-серверʼʼ. Первое звено - компьютер-клиент, второе - сервер приложений, третье - сервер управления данными. В рамках сервера приложений бывают реализованы несколько прикладных функций, каждая из которых оформляется как отдельная служба, предоставляющая некоторые услуги всем программам. Серверов приложения должна быть несколько, каждый из них ориентирован на предоставление некоторого набора услуᴦ.
Наиболее ярко современные тенденции телекоммуникационных технологий проявились в Интернете. В соответствии с Web-технологией на сервере размещаются так называемые Web-документы, которые визуализируются и интерпретируются программой навигации (Web-навигатор, Web-броузер), функционирующей на рабочей станции. Логически Web-документ представляет собой гипермедийный документ, объединяющий ссылками различные Web-страницы. В отличие от бумажной Web-страница должна быть связана с компьютерными программами и содержать ссылки на другие объекты. В Web-технологии существует система гиперссылок, включающая ссылки на следующие объекты:
‣‣‣ другую часть Web-документа;
‣‣‣ другой Web-документ или документ другого формата (к примеру, документ Word или Excel), размещаемый на любом компьютере сети;
‣‣‣ мультимедийный объект (рисунок, звук, видео);
‣‣‣ программу, которая при переходе на нее по ссылке, будет передана с сервера на рабочую станцию для интерпретации или запуска на выполнение навигатором;
‣‣‣ любой другой сервис - электронную почту, копирование файлов с другого компьютера сети, поиск информации и т.д.
Передачу с сервера на рабочую станцию документов и других объектов по запросам, поступающим от навигатора, обеспечивает функционирующая на сервере программа, называемая Web-сервером. Когда Web-навигатору крайне важно получить документы или другие объекты от Web-сервера, он отправляет серверу соответствующий запрос. При достаточных правах доступа между сервером и навигатором устанавливается логическое соединение. Далее сервер обрабатывает запрос, передает Web-навигатору результаты обработки и разрывает установленное соединение. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, Web-сервер выступает в качестве информационного концентратора, который доставляет информацию из разных источников, а потом в однородном виде предоставляет ее пользователю.
Интернет - бурно разросшаяся совокупность компьютерных сетей, опутывающих земной шар, связывающих правительственные, военные, образовательные и коммерческие институты, а также отдельных граждан.
Как и многие другие великие идеи, ʼʼсеть сетейʼʼ возникла из проекта͵ который предназначался совершенно для других целей: из сети ARPAnet, разработанной и созданной в 1969 ᴦ. по заказу Агентства передовых исследовательских проектов (ARPA - Advanced Research Project Agency) Министерства обороны США. ARPAnet была сетью, объединяющей учебные заведения, военных и военных подрядчиков; она была создана для помощи исследователям в обмене информацией, а также (что было одной из главных целей) для изучения проблемы поддерживания связи в случае ядерного нападения.
В модели ARPAnet между компьютером-источником и компьютером-адресатом всегда существует связь. Сама сеть считается ненадежной; любой ее отрезок может в любой момент исчезнуть (после бомбежки или в результате неисправности кабеля). Сеть была построена так, чтобы потребность в информации от компьютеров-клиентов была минимальной. Для пересылки сообщения по сети компьютер должен был просто помещать данные в конверт, называемый ʼʼпакетом межсетевого протоколаʼʼ (IP, Internet Protocol), правильно ʼʼадресоватьʼʼ такие пакеты. Взаимодействующие между собой компьютеры (а не только сама сеть) также несли ответственность за обеспечение передачи данных. Основополагающий принцип заключался в том, что каждый компьютер в сети мог общаться в качестве узла с любым другим компьютером с широким выбором компьютерных услуг, ресурсов, информации. Комплекс сетевых соглашений и общедоступных инструментов ʼʼсети сетейʼʼ разработан с целью создания одной большой сети, в которой компьютеры, соединенные воедино, взаимодействуют, имея множество различных программных и аппаратных платформ.
Сегодня направление развития Интернета в основном определяет ʼʼОбщество Internetʼʼ, или ISOC (Internet Society). ISOC - это организация на общественных началах, целью которой является содействие глобальному информационному обмену через Интернет. Она назначает совет старейшин LAB (Internet Architecture Board), который отвечает за техническое руководство и ориентацию Интернета (в основном это стандартизация и адресация в Интернете). Пользователи Интернета выражают свои мнения на заседаниях инженерной комиссии IETF (Internet Engineering Task Force). IETF - еще один общественный орган, он собирается регулярно для обсуждения текущих технических и организационных проблем Интернета.
Финансовая основа Интернета состоит по сути в том, что каждый платит за свою часть. Представители отдельных сетей собираются и решают, как соединяться и как финансировать эти взаимные соединения. Учебное заведение или коммерческое объединение платит за подключение к региональной сети, которая, в свою очередь, платит за доступ к Интернету поставщику на уровне государства. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, каждое подключение к Интернету кем-то оплачивается.
Рассмотрим кратко основные компоненты Интернета.
World Wide Web (WWW, просто Web, Всемирная паутина) представляет совокупность Web-серверов, на которых хранятся данные, реализованные в виде текстовых и/или графических страниц с гипертекстовыми ссылками на другие страницы или Web-серверы. В случае если ссылка заинтересовала пользователя, то он может перейти на нужную страницу, независимо от ее местонахождения, вернуться на предыдущую просмотренную, поставить закладку. В этом заключается основное преимущество WWW. Пользователя не интересует, как организовано и где находится огромное структурированное хранилище данных. Графическое представление подключения различных серверов представляет собой сложную невидимую электронную паутину.
Серверы Web - специальные компьютеры, осуществляющие хранение страниц с информацией и обработку запросов от других машин. Пользователь, попадая на какой-нибудь сервер Web, получает страницу с данными. На компьютере пользователя специальная программа (броузер) преобразует полученный документ в удобный для просмотра и чтения вид, отображаемый на экране. Серверы Web устанавливаются, как правило, в фирмах и организациях, желающих распространить свою информацию среди многих пользователей, и отличаются специфичностью информации. Организация и сопровождение собственного сервера требует значительных затрат. По этой причине в WWW встречаются ʼʼразделяемыеʼʼ (shared) серверы, на которых публикуют свои данные различные пользователи и организации. Это самый дешевый способ опубликования своей информации для обозрения. Такие серверы зачастую представляют своеобразные информационные свалки.
Серверы FTP представляют из себяхранилища различных файлов и программ в виде архивов. На этих серверах может находиться как полезная информация (дешевые условно бесплатные утилиты, программы, картинки), так и информация сомнительного характера, к примеру порнографическая.
Электронная почта является неотъемлемой частью Интернета и одной из самых полезных вещей. С ее помощью можно посылать и получать любую корреспонденцию (письма, статьи, деловые бумаги и др.). Время пересылки зависит от объёма, обычно занимает минуты, иногда часы. Каждый абонент электронной почты имеет свой уникальный адрес. Надо отметить, что подключение к электронной почте должна быть организовано и без подключения к Интернету. Необходимый интерфейс пользователя реализуется с помощью броузера, который, получив от него запрос с Интернет-адресом, преобразовывает его в электронный формат и посылает на определенный сервер.
Размещено на реф.рф
В случае корректностизапроса, он достигает WEB-сервера, и последний посылает пользователю в ответ информацию, хранящуюся по заданному адресу. Броузер, получив информацию, делает ее читабельной и отображает на экране. Современные броузеры имеют также встроенную программу для электронной почты.
Среди наиболее распространенных броузеров крайне важно выделить Microsoft Internet Explorer и Netscape Navigator.
Подсоединение к Интернету для каждого конкретного пользователя должна быть реализовано различными способами: от полного подсоединения по локальной вычислительной сети (ЛВС) до доступа к другому компьютеру для работы с разделением и использованием программного пакета эмуляции терминала.
Диапазон услуг, предлагаемых Интернетом, достаточно широк. Можно воспользоваться: электронной почтой, электронными досками объявлений, пересылкой файлов, удаленным доступом, каталогизирующими программами и т.д. Для получения полного набора услуг у пользователя должно быть подсоединение по протоколу ТСР/IР. Это крайне важно для того, чтобы компьютер пользователя был частью сети и мог устанавливать контакт с любой сервисной программой, имеющейся в Интернете.
Фактически выход в Интернет должна быть реализован несколькими видами подключений:
‣‣‣ доступ по выделенному каналу;
‣‣‣ доступ по ISDN (Integrated Services Digital Network - цифровая сеть с интегрированными услугами);
‣‣‣ доступ по коммутируемым линиям;
‣‣‣с использованием протоколов SLIP и РРР.
Корпорациям и большим организациям лучше всего использовать доступ по выделенному каналу. В этом случае возможно наиболее полно использовать все средства Интернета. Поставщик сетевых услуг при этом сдает в аренду выделенную телефонную линию с указанной скоростью передачи и устанавливает специальный компьютер-маршрутизатор для приема и передачи сообщений от телекоммуникационного узла организации. Это дорогостоящее подключение. При этом, установив такое соединение, каждый компьютер ЛВС-организации является полноценным членом Интернета и может выполнять любую сетевую функцию.
ISDN - это использование цифровой телефонной линии, соединяющей домашний компьютер или офис с коммутатором телефонной компании. Преимущество ISDN - в возможности доступа с очень высокими скоростями при относительно низкой стоимости. При этом по Интернету предоставляется такой же сервис, как и по коммутируемым линиям. Услуги телефонных компаний, предоставляющих сервис ISDN, доступны не на всей территории России.
Наиболее простой и дешевый способ получения доступа к сети (Dial - up Access) осуществляется по коммутируемым линиям. В этом случае пользователь приобретает права доступа к компьютеру, который подсоединен к Интернету (хост-компьютеру или узлу Интернета). Войдя по телефонной линии (при этом используется модем и программное обеспечение для работы в коммутируемом режиме) с помощью эмулятора терминала в удаленную систему, крайне важно в ней зарегистрироваться и далее уже можно пользоваться всеми ресурсами Интернета͵ предоставленными удаленной системе. Пользователь в таком режиме арендует дисковое пространство и вычислительные ресурсы удаленной системы. В случае если требуется сохранить важное сообщение электронной почты или другие данные, то это можно сделать в удаленной системе, но не на диске пользовательского компьютера: сначала нужно записать файл на диск удаленной системы, а затем с помощью программы передачи данных перенести данный файл на свой компьютер.
Размещено на реф.рф
При таком доступе пользователь не может работать с прикладными программами, для которых нужен графический дисплей, так как в такой конфигурации с компьютера, подсоединенного к Интернету, нет возможности передать графическую информацию на компьютер пользователя.
При дополнительных финансовых затратах и в коммутируемом режиме можно получить полный доступ к Интернету. Это достигается применением протоколов SLIP и РРР. Один принято называть ʼʼмежсетевой протокол последовательного каналаʼʼ (Serial Line Internet Protocol - SLIP), а другой - ʼʼпротокол точка - точкаʼʼ (Point-to-Point Protocol - РРР). Одно из главных достоинств SLIP и РРР состоит в том, что они обеспечивают полноценное соединение с Интернетом. Пользовательский компьютер не использует какую-то систему как ʼʼточку доступаʼʼ, а непосредственно подключается к Интернету. Но для подключения средних и больших сетей к Интернету эти протоколы не подходят, поскольку их быстродействия недостаточно для одновременной связи со многими пользователями.
Современные сети создаются по многоуровневому принципу. Передача сообщений в виде последовательности двоичных сигналов начинается на уровне линий связи и аппаратуры, причем линий связи не всегда высокого качества. Далее добавляется уровень базового программного обеспечения, управляющего работой аппаратуры. Следующий уровень программного обеспечения позволяет наделить базовые программные средства дополнительными необходимыми возможностями. Расширение необходимых функциональных возможностей сети путем добавления уровня за уровнем приводит к тому, что пользователь в конце концов получает по-настоящему дружественный и полезный инструментарий.
Моделью Интернета можно считать почтовое ведомство, представляющее собой сеть с коммутацией пакетов. Там корреспонденции конкретного пользователя смешивается с другими письмами, отравляется в ближайшее почтовое отделение, где сортируется и направляется в другие почтовые отделения до тех пор пока не достигнет адресата.
Для передачи данных в Интернете используются интернет-протокол (IP) и протокол управления передачей (TCP).
С помощью интернет-протокола (IP) обеспечивается доставка данных из одного пункта в другой. Различные участки Интернета связываются с помощью системы компьютеров (называемых маршрутизаторами), соединяющих между собой сети. Это бывают сети Ethernet, сети с маркерным доступом, телефонные линии. Правила, по которым информация переходит из одной сети в друг|ую, называются протоколами. Межсетевой протокол (Internet Protocol - IP) отвечает за адресацию, ᴛ.ᴇ. гарантирует, что маршрутизатор знает, что делать с данными пользователя, когда они поступят. Некоторая адресная информация приводится в начале каждого пользовательского сообщения. Она дает сети достаточно сведений для доставки пакета данных, так как каждый компьютер в Интернете имеет свой уникальный адрес.
Для более надежной передачи больших объёмов информации служит протокол управления передачей (Transmission Control Protocol -TCP). Информация, которую пользователь хочет передать, TCP разбивает на порции. Каждая порция нумеруется, подсчитывается ее контрольная сумма, чтобы можно было на приемной стороне проверить, вся ли информация получена правильно, а также расположить данные в правильном порядке. На каждую порцию добавляется информация протокола IP, таким образом получается пакет данных в Интернете, составленный по правилам TCP/IP.
По мере развития Интернета и увеличения числа компьютерных узлов, сортирующих информацию, в сети была разработана доменная система имен - DNS, и способ адресации по доменному принципу. DNS иногда еще называют региональной системой наименований.
Доменная система имен - это метод назначения имен путем передачи сетевым группам ответственности за их подмножество. Каждый уровень этой системы принято называть доменом. Домены в именах отделяются друг от друга точками: inr.msk.ru. В имени мо жет быть различное число доменов, но практически - не больше пяти. По мере движения по доменам слева направо в имени, число имен, входящих в соответствующую группу возрастает.
Все компьютеры Интернета способны пользоваться доменной системой. Работающий в сети компьютер всегда знает свой собственный сетевой адрес. Когда используется доменное имя, к примеру mx.ihep.ru, компьютер преобразовывает его в числовой адрес, Для этого он начинает запрашивать помощь у DNS-серверов. Это узлы, рабочие машины, обладающие соответствующей базой данных, в число обязанностей которых входит обслуживание такого рода запросов. PNS-сервер начинает обработку имени с его правого конца и двигается по нему влево, ᴛ.ᴇ. сначала осуществляет поиск адреса в самой большой группе (домене), потом постепенно сужает его. Но для начала опрашивается на предмет наличия нужной информации местный узел. В случае если местный сервер адрес не знает он связывается с корневым сервером. Это сервер, который знает адреса серверов имен высшего уровня (самых правых в имени), здесь это уровень государства (ранга домена ru). У него запрашивается адрес компьютера, ответственного за зону su. Местный DNS-сервер связывается с этим более общим сервером и запрашивает у него адрес сервера, ответственного за домен ihep.su. Теперь уже запрашивается данный сервер и у него выясняется адрес рабочей машины mx.
Важное значение имеют правовые и этические нормы работы в Интернете, так как это не просто сеть, а сеть сетей, каждая из которых может иметь свои собственные правила поведения и обычаи. Правила эти довольно общи, и все будет в порядке, в случае если пользователь помнит некоторые общие положения. К счастью, эти указания не очень строги. В случае если вы держитесь в отведенном ими пространстве, вы можете делать все, что угодно. Когда же вы теряете уверенность в правоте своих поступков, свяжитесь с вашим поставщиком сети и выясните точно, дозволено это или нет. Может быть, вы хотите вполне законного, но выяснение подлинной законности всегда остается на вашей ответственности. Незнание закона, как известно, не освобождает от ответственности.
На законы Интернета влияют три базовых положения:
· государство субсидирует большие части Интернета. Эти субсидии исключают коммерческое использование;
· Интернет - не только национальная, но самая настоящая глобальная сеть. При передаче чего бы то ни было через национальные границы начинают действовать экспортные законы; государственные законы в разных местах могут существенно различаться;
· при пересылке программного обеспечения (или идеи) из одного места в другое, крайне важно считаться с интеллектуальной собственностью и лицензионными ограничениями.
Телекоммуникационные технологии - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Телекоммуникационные технологии" 2017, 2018.
