1.История развития вычислительных систем
сначала сети применялись для передачи цифровых данных между терминалом и большой вычислительной машиной. Первые ЛВС появились в начале 70-х годов появилась необходимость обмена данными между машинами разных подразделений. Для этого многие предприятия стали соединять свои мини-компьютеры и разрабатывать программное обеспечение, необходимое для их взаимодействия. В результате появились первые ЛВС.
Появление персональных компьютеров послужило стимулом для дальнейшего развития ЛВС. Они были достаточно дешевыми и являлись идеальными элементами для построения сетей. Развитию ЛВС способствовало появление стандартных технологий объединения компьютеров в сети: Ethernet, Arcnet, Token Ring.
2.Назначение комп сетей
Компьютерные сети имеют одно назначение ~ обеспечение совместного доступа к общим ресурсам. В зависимости от назначения сети в него можно вкладывать тот или иной смысл. Ресурсы бывают трех типов: аппаратные, программные и информационные. Например, устройство печати (принтер) — это аппаратный ресурс. Емкости жестких дисков — тоже аппаратный ресурс. Программные- подключиться к удаленной большой ЭВМ и отправить вычислительное задание на нее, а по окончании расчетов точно так же получить результат обратно. Данные, хранящиеся на удаленных компьютерах, образуют информационный ресурс.
3.Принципы централизованной и распределённой обработки данных.Системы терминал-хост
Централизованная обработка данных предполагает наличие на предприятии вычислительного центра, на который поступает от пользователя исходная информация, возвращаемая обратно в виде обработанных документов. В случае с небольшими объемами электронной информации для ее процессинговой обработки вполне достаточно 2-4-ядерной вычислительной машины и оперативной памяти объемом не более 4 Гб
1 Терминал-хост. Взаимодействие терминала (конечный пользователь, источник запросов и заданий) и хоста (центральная ЭВМ, держатель всех информационных и вычислительных ресурсов).
Может осуществляться как в локальном, так и в удаленном режиме, во втором случае, как правило, некоторая совокупность пользователей (дисплейный класс) размещается в так называемом абонентском пункте — комплексе, снабженном контроллером (устройством управления), принтером, концентратором и обеспечивающим параллельную работу пользователей с удаленным хостом. Связь между хостом и абонентским пунктом в этом случае осуществлялась с помощью модемов, по телефонным каналам.
2. На следующем этапе формируются сети передачи данных (из существующих общих и специальных цифровых каналов), позволяющие как осуществлять более тесное взаимодействие терминал—хост, так и обмен хост—хост для реализации распределенных баз данных и децентрализации процессов
4.Классификация компьютерных сетей.
Классификация компьютерных сетей предполагает их разделение на типы компьютерных сетей, в зависимости от территориального расположения
Глобальные — это вычислительные сети, объединяющие абонентов, которые расположены на большом расстоянии друг от друга – от сотен до десятков тысяч километров. Такие сети дают возможность решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества, а также организовать мгновенный доступ к данным ресурсам;
Региональные — это вычислительные сети, связывающие абонентов, которые расположены на меньших, чем в глобальных сетях, но всё же значительных расстояниях. Примером региональной сети может служить сеть большого города или отдельного государства.
Локальные — это вычислительные сети, объединяющие абонентов, которые расположенных на относительно небольших расстояниях друг от друга – чаще всего в одном здании или нескольких близкорасположенных зданиях. Это сети предприятий, офисов компаний, фирм и т.п.
Тема 6. Компьютерные сети
Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью совместного использования информации лицами и организациями, находящимися друг от друга на значительном удалении. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместного использования периферийных устройств и даже одновременной работы с документами.
6.1. Централизованная и распределенная обработка данных.
Первым способом решения проблемы совместного использования информации был централизованный принцип обработки данных с применением многопользовательского режима (70-е года 20 века). В ту эпоху ЭВМ отличались значительной дороговизной и большими габаритами, поэтому экономически обоснованным было приобретение пользователями одной мощной универсальной ЭВМ, на которой решались практически все классы задач. Для обеспечения доступа к ЭВМ как можно большего числа пользователей к ней подключалось несколько терминалов, обычно территориально расположенных в одном большом зале, или в пределах одного здания.
Преимуществом подобной системы является простота внешних устройств, а также концентрация данных и ресурсов общего пользования в одном месте (что, кстати, облегчало обслуживание ЭВМ).
Основными недостатками централизованной обработки данных были:
— низкая надежность – даже кратковременный выход из строя центральной ЭВМ приводил к роковым последствиям для системы в целом;
— низкая производительность – при диалоговой обработке данных в многопользовательском режиме ЭВМ не успевала обслуживать всех пользователей в нужном темпе;
— ограниченная возможность решения разнотипных прикладных задач, т.к. это требовало слишком высокой многофункциональности и универсальности ЭВМ и ОС;
— концентрация большой вычислительной мощности ЭВМ делала компьютеры слишком дорогими и недоступными для одиночных пользователей и небольших предприятий.
С появлением малых ЭВМ, микро-ЭВМ и, наконец, персональных компьютеров возникло логически обоснованное требование перехода к иным информационным технологиям – от использования крупных центральных ЭВМ к распределенной обработке данных. Распределенная обработка данных – обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих собой распределенную систему (т.е. не сосредоточенную в каком-то малом пространстве). Таким образом, имеет место централизация хранения данных и децентрализация вычислительных мощностей по их обработке. В этом заключается важнейшее отличие данных систем от классических многотерминальных систем.
Существуют различные способы объединения нескольких компьютеров в единую систему, отвечающую требованию распределенной обработки. Высшей формой такого объединения является компьютерная сеть.
Под сетью ПЭВМ (или компьютерной сетью) понимают коммуникационную систему, состоящую из двух или более компьютеров и включающую в себя специальные программы и аппаратное обеспечение, используемое для обмена информацией между компьютерами и совместного использования ресурсов. Таким образом, компьютерная сеть представляет собой совокупность трех компонент:
- сети передачи данных (включающей в себя каналы передачи данных и средства коммутации);
- компьютеров, взаимосвязанных сетью передачи данных;
- сетевого программного обеспечения.
Ресурсы сети – это совокупность средств, которыми располагает сеть. Ресурсы бывают трех типов: аппаратные, программные и информационные. Например, устройство печати (принтер), жёсткий диск – это аппаратные ресурсы. Когда все участники компьютерной сети пользуются одним общим принтером, это значит, что они разделяют общий аппаратный ресурс. Кроме аппаратных ресурсов компьютерные сети позволяют совместно использовать программные ресурсы – программы, доступные многим пользователям сети. Так, например, для выполнения очень сложных и продолжительных расчетов можно подключиться к удаленной большой ЭВМ и отправить вычислительное задание на нее, а по окончании расчетов получить результат обратно. Данные, хранящиеся на удаленных компьютерах, образуют информационный ресурс. Роль этого ресурса сегодня видна наиболее ярко на примере Интернета, который воспринимается, прежде всего, как гигантская информационно-справочная система. Основными отличиями компьютерной сети от прочих многомашинных вычислительных комплексов являются: — размерность – сеть может состоять из десятков и даже сотен ЭВМ, расположенных друг от друга на расстоянии от нескольких метров до тысяч километров; — разделение функций между ЭВМ – в сети одни машины могут выполнять функции обработки или передачи данных, другие – управление системой, третьи – обслуживанием периферийных устройств и т.д.; — необходимость решения в сети задачи маршрутизации – т.е. определение оптимального маршрута передачи сообщений от одного компьютера другому; состояние каналов связи в крупной сети постоянно изменяется и в каждый момент времени может возникнуть необходимость искать новый маршрут. Отметим преимущества, получаемые после объединения отдельных ПК в сеть: — возрастает оперативность работы; — появляется возможность организовать доступ всех пользователей к единому информационному ресурсу (например, базе данных), расположенному на одном компьютере; — снижаются затраты на аппаратное обеспечение в расчете на одного пользователя; это достигается за счет совместного использования дискового пространства, дорогих высококачественных внешних устройств (лазерных принтеров, сканеров, плоттеров). — повышается надежность системы в целом, поскольку при поломке одного устройства исполнение его функций может взять на себя другое. С появлением компьютерных сетей возникла необходимость формирования новой специальной терминологии. Перечислим основные понятия, использующиеся в сетевых технологиях. Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию в сети. Абонентами сети могут быть отдельные ЭВМ и их комплексы, терминалы, промышленные роботы, станки с числовым управлением и т.д. Любой абонент сети подключается к станции. Станция – аппаратура, которая выполняет функции передачи или приема информации. Совокупность абонента и станции, к которой он подключен, называют абонентской системой. Для организации взаимодействия абонентов необходима физическая передающая среда – линия связи или пространство, в котором распространяются сигналы, и аппаратура передачи данных. На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть, которая обеспечивает передачу информации между абонентами сети. Такой подход позволяет рассматривать любую компьютерную сеть как совокупность абонентских систем и коммуникационной сети (см. рисунок). Абонентская система 1 Абонентская система 2 
Абонентская система n Абонентская система 3 …………… Обобщенная структура компьютерной сети Компьютерные сети обладают многими новыми возможностями, недоступными для вычислительных систем на базе одной ЭВМ. Например: — организация параллельного решения крупной задачи за счет одновременной обработки различных фрагментов данных на разных ЭВМ; — создание распределенной базы данных, объединяющей информационные ресурсы многих ЭВМ; — специализация отдельных ЭВМ для эффективного решения определенных классов задач; — резервирование вычислительных мощностей и средств передачи данных на случай выхода из строя отдельных ЭВМ и устройств; — перераспределение вычислительных мощностей между пользователями при изменении их потребностей; — стабилизация уровня загрузки ЭВМ и дорогостоящего периферийного оборудования.