Классификации компьютерных сетей

Современное производство требует высоких скоростей обработки информации, удобных форм ее хранения и передачи. Необходимо также иметь динамические способы обращения к информации, способы поиска данных в заданные временные интервалы; реализовывать сложную математическую и логическую обработку данных.

Нельзя не учитывать и тот факт, что доступ к ресурсам компьютеров был затруднен из-за существующей политики централизации вычислительных средств в одном месте.

 

Центральная ЭВМ

 

 

Терминал ТерминалТерминалТерминал

Рис. 1. Система централизованной обработки данных

Появление малых ЭВМ, микроЭВМ и ПЭВМ потребовало нового подхода к организации систем обработки данных:

 

ЭВМ 1 ЭВМ 2

 

 

ЭВМ 3

T 05Hl1Ekz6TOHOyvTJNlKpwfihl6P+NBj+308OQWHz5fHzevcOG/Nrqs/jKuT51Sp25vlcA8i4hL/ zfCHz+hQMVPjT2SCsKw3KW+JfGRrEGzIsnwHolGQb1OQVSkvF1S/AAAA//8DAFBLAQItABQABgAI AAAAIQC2gziS/gAAAOEBAAATAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABbQ29udGVudF9UeXBlc10ueG1sUEsB Ai0AFAAGAAgAAAAhADj9If/WAAAAlAEAAAsAAAAAAAAAAAAAAAAALwEAAF9yZWxzLy5yZWxzUEsB Ai0AFAAGAAgAAAAhAFvvsdFaAgAAaQQAAA4AAAAAAAAAAAAAAAAALgIAAGRycy9lMm9Eb2MueG1s UEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAKlauy/eAAAACQEAAA8AAAAAAAAAAAAAAAAAtAQAAGRycy9kb3ducmV2 LnhtbFBLBQYAAAAABAAEAPMAAAC/BQAAAAA= " o:allowincell="f"/>

 

 

Терминал ТерминалТерминалТерминал

Рис. 2. Система распределенной обработки данных

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

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 вычислительный процесс.

Под процессом понимается некоторая последовательность действий для решения задачи, определяемая программой.

Многомашинные вычислительные комплексы могут быть:

локальными при условии установки компьютеров в одном помещении, не требующих для взаимосвязи специального оборудования и каналов связи;

дистанционными, если некоторые компьютеры комплекса установлены на значительном расстоянии от центральной ЭВМ и для передачи данных используются телефонные каналы связи.

Компьютерная (вычислительная) сеть - совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.

Основные отличия компьютерной сети от многомашинного вычислительного комплекса:

1. Размерность. В состав МВК могут входить обычно две, максимум три ЭВМ, расположенные преимущественно в одном помещении. Вычислительная сеть может состоять из десятков и даже сотен ЭВМ расположенных на расстоянии от нескольких метров до тысяч км.

2. Разделение функций между ЭВМ. Если в многомашинном комплексе функции обработки данных, передачи данных и управления системой могут быть использованы в одной ЭВМ, то в вычислительных сетях эти функции распределены между различными ЭВМ.

3. 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.

Классификация вычислительных сетей

 

Абоненты сети - это объекты, генерирующие или потребляющие информацию в сети.

Абонентами сети могут быть отдельные ЭВМ, комплексы ЭВМ, отдельные терминалы. Любой абонент сети подключается к станции.

Станция - аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и приемом.

Совокупность абонента и станции принято называть абонентской системой. Для организации взаимодействия абонентов необходимы линии связи и аппаратура передачи данных, которые называют коммутационной сетью.

Такой переход позволяет рассматривать любую компьютерную сеть как совокупность абонентных систем и коммуникационной сети.

Абонентских систем вычислительные сети можно разделить на три основных класса:

глобальныесети (WAN - Wide Area Network);

региональныесети (MAN - Metropolitan Area Network);

локальныесети(LAN - Local Area Network).

Глобальная вычислительная сеть объединяет абонентов расположенных в различных странах, на различных континентах.

Региональная вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга.

Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории(2 - 2,5 км).

 

Иерархия компьютерных сетей

 

Региональная ЛВС

сеть 2

 

Глобальная

сеть ЛВС

 

ЛВС

 

 

Региональная

сеть 1

ЛВС ЛВС

 

Internet представляет глобальную компьютерную сеть. Само ее название означает «между сетей». Это сеть соединяющая отдельные сети.

Internet обеспечивает обмен информацией между всеми компьютерами, подключенными в сеть.

цифровой IP - адрес (IP-InternetworkProtocol - межсетевой протокол) и доменный адрес.

Оба эти адреса могут применяться равноценно. Цифровой адрес удобен для обработки на компьютере, а доменный адрес - для восприятия пользователем.

 

 

Компьютерные коммуникации

 

Для соединения компьютеров в сеть требуется сетевое оборудование и программное обеспечение.

Любая коммуникационная сеть должна включать следующие основные компоненты: сообщение, передатчик, средства передачи, приемник.

Передатчик - устройство, являющееся источником данных.

Приемник - устройство, принимающее данные.

Приемником могут быть компьютер, терминал или какое-либо цифровое устройство.

Сообщение - цифровые данные определенного формата, предназначенные для передачи. Это может быть файл базы данных, таблица, ответ на запрос, текст или изображение.

Средства передачи - физическая передающая среда и специальная аппаратура, обеспечивающая передачу сообщений.

Цифровой способ передачи позволяет в каждый момент времени использовать передающую среду только двумя пользователями и допускает нормальную работу только на ограниченном расстоянии.

Аналоговый способ передачи цифровых данных обеспечивает широкополосную передачу за счет использования в одном канале сигналов различных несущих частот.

Широкополосная передача, которая предусматривает работу для каждого абонента по своей частоте в пределах одного канала.

Технические устройства, выполняющие функции сопряжения ЭВМ с каналами связи называют адаптерами или сетевыми адаптерами.

Мультиплексор передачи данных - устройство сопряжения ЭВМ с несколькими каналами связи.

Модем - устройство, выполняющее модуляцию и демодуляцию информационных сигналов припередачи их из ЭВМ в канал связи и при приеме в ЭВМ из канала связи.

Концентратор - устройство, коммутирующее несколько каналов связи на один путем частотного разделения.

Повторитель - устройство, обеспечивающее сохранение формы и амплитуды сигнала при передаче его на большее, чем предусмотрено данным типом физической передающей среды, расстояние.

Маршрутизатор или роутер - устройство, соединяющее сети разного типа, но использующее одну операционную систему.

С помощью двух адресов - адреса сети и адреса узла маршрутизатор однозначно выбирает определенную станцию.

Узел - любое устройство, непосредственно подключенное к передающей среде сети.

 

 

Языки высокого уровня

Машинные языки и машинно-ориентированные языки — это языки низкого уровня, требующие указания мелких деталей процесса обработки данных. Языки же высокого уровня имитируют естественные языки, используя некоторые слова разговорного языка и общепринятые математические символы. Эти языки более удобны для человека.

 

FORTRAN - один из первых языков программирования высокого уровня (FORmulaTRANslator, примерно 1953 г.). Основу языка составляют арифметические операторы, соответствующие по своему синтаксису традиционной записи математических выражений. Уровень языка с сегодняшних позиций не слишком высок, поэтому он не очень распространен.

 

COBOL - язык программирования, который был создан для решения экономических задач и производства промышленной обработки огромной экономической информации (банковские операции, бухгалтерский учет, заработная плата, материально-техническое снабжение, сбыт, торговые операции). Практически с появлением этого языка ЭВМ получили широкое распространение в бизнесе.

ALGOL - язык программирования высокого уровня (ALGO rithmic L anguage 1958 г.).название ряда языков программирования, применяемых при составлении программ для решения научно-технических задач на ЭВМ. Алгол относится к языкам высокого уровня и позволяет легко переводить алгебраические формулы в программные команды.

 

Бе́йсик (от BASIC, сокращение от англ. Beginner’sAll-purposeSymbolicInstructionCode — универсальный код символических инструкций для начинающих; англ. basic — основной, базовый) — семейство высокоуровневых языков программирования.

Создан в 1964 г. Томасом Куртом и Джоном Кемени как язык для начинающих, облегчающих написание простых программ. Существуют сотни различных версий этого языка, которые мало или не полностью совместимы друг с другом. Определенного стандарта BASIC не существует. На компьютерах IBM PC широко используется версии Quick BASIC фирмы MicrosoftCorp. и Turbo BASIC фирмы Borland.

10INPUT I

20IF I >=0THENPRINT"Positive number or null":GOTO40

30PRINT"Negativenumber"

40END

 

Pascal - разработан в 1970 г. Никлаусом Виртом на базе ALGOL-60 как язык для обучения студентов основам программирования. В отличии от BASIC, Pascal является структурированным языком и это позволяет избежать многих ошибок при написании сложных программ. Pascal утвержден как международный стандарт в 1982 г. Изначальный Pascal имел ограниченные возможности и был прост в изучении. Современные версии языка представляют собой системы программирования, в которых сам язык является основной составной их частью. В настоящее время наиболее популярной системой программирования является TurboPascal 7.0 фирмы Borland.

VisualBasic, Delphi, Visual C++ - современные системы программирования, работающие в операционных системах Windows 3. xx,Windows 95, Windows 98 - дальнейшее развитие языков BASIC, Pascal, C.

 

Язык 'C' является профессиональным языком. Практически вся индустрия создания компьютерных игр использует этот язык. Язык 'C' изобретен Денисом Ричи в 1972 г. и создавался как инструментальное средство для реализации операционной системы UNIX на ЭВМ фирмы DEC, но его популярность быстро переросла за рамки конкретной ЭВМ.

В язык включены средства программирования на уровне ассемблера (например, побитовые операции).