Технические средства пк. Технические средства сетей эвм Что относится к техническим средствам сетей

1. Какие пары объектов не находятся в отношении "объект - модель"? А) компьютер - его фотография; Б) компьютер - его функциональная

В) компьютер - его процессор;

Г) компьютер - его техническое описание.

2. Информационной моделью, которая имеет иерархическую структуру является...

Б) расписание уроков;

В) таблица Менделеева;

Г) программа телепередач.

3. Какая модель является статической (описывающей состояние объекта)?

А) формула химического соединения;

Б) формулы равноускоренного движения;

В) формула химической реакции;

Г) второй закон Ньютона.

4. Информационной моделью, которая имеет сетевую структуру является...

А) файловая система компьютера;

Б) таблица Менделеева;

В) генеалогическое дерево семьи;

Г) модель компьютерной сети Интернет.

5. Информационной (знаковой) моделью является …

А) анатомический муляж;

Б) макет здания;

В) модель корабля;

Г) химическая формула.

6. В информационных моделях разомкнутых систем управления отсутствует...

А) управляющий объект;

Б) управляемый объект;

В) канал управления;

Г) канал обратной связи.

7. Какие из приведенных ниже определений понятия «модель» верные? Отметить все правильные на ваш взгляд ответы.

А) модель - это некое вспомогательное средство, объект, ко торый в определенной ситуации заменяет другой объект;

Б) модель - это новый объект, который отражает некоторые стороны изучаемого объекта или явления, существенные с точки зрения цели моделирования;

В) модель - это физический или информационный аналог объекта, функционирование которого - по определенным парамет рам - подобно функционированию реального объекта;

Г) модель некоторого объекта - это другой объект (реаль ный, знаковый или воображаемый), отличный от исходного, он обладает существенными для целей моделирования свойствами и в рамках этих целей полностью заменяет исходный объект.

8. Вставьте в предложение наиболее точный термин из предло женного ниже списка.

Если материальная модель объекта - это его физическое подобие, то информационная модель объекта - это его...

А) описание;

Б) точное воспроизведение;

В) схематичное представление;

Г) преобразование.

9. Какое из утверждений верно?

А) информационные модели одного и того же объекта, пусть даже предназначенные для разных целей, должны быть во многом сходны;

Б) информационные модели одного и того же объекта, предназначенные для разных целей, могут быть совершенно разными.

10. Может ли передаваться информация от человека к человеку и от поколения к поколению без использования моделей?

А) нет, без моделей никогда не обойтись;

Б) да, иногда, например, генетическая информация;

В) да, чаще всего знания передаются без использования ка ких-либо моделей.

11. Верно ли, что моделирование представляет собой один из основных методов познания, способ существования знаний?

А) нет; Б) да.

12. Какие из приведенных ниже моделей являются вероятност ными? Выбрать три правильных ответа.

А) прогноз погоды;

Б) отчет о деятельности предприятия;

В) схема функционирования устройства;

Г) научная гипотеза;

Е) план мероприятий, посвященных Дню Победы.

13. Правильно ли определен вид следующей модели: «Компью терная модель полета мяча, брошенного вертикально вверх, - динамическая формализованная модель, имитирующая поведение данного объекта»?

А) нет; Б) да.

Задание #1 Вопрос: Интернет - это: Выберите один из 4 вариантов ответа: 1) группа ПК, размещенных в одном помещении 2) глобальная компьютерная сеть,

объединяющая многие локальные, региональные и корпоративные сети 3) комплекс терминалов, подключенных каналами связи к ЭВМ 4) мультимедийный компьютер с принтером, модемом, факсом Задание #2 Вопрос: Файл - это: Выберите один из 4 вариантов ответа: 1) единица измерения информации 2) программа в оперативной памяти 3) область памяти ПК, имеющая имя 4) текст, напечатанный на принтере Задание #3 Вопрос: Укажите расширение файла proba.docx Выберите один из 4 вариантов ответа: 1) нет расширения 2) proba 3) docx 4) .docx Задание #4 Вопрос: Укажите тип файла fakt.exe Выберите один из 4 вариантов ответа: 1) текстовый 2) графический 3) исполняемый 4) Web-страница Задание #5 Вопрос: Скорость передачи данных через ADSL-соединение равна 256 000 бит/с. Передача файла через данное соединение заняла 3 мин. Определите размер файла в килобайтах. Выберите один из 4 вариантов ответа: 1) 125 2) 56 250 3) 45 000 4) 5 625 Задание #6 Вопрос: Для каких целей необходимо системное ПО Выберите один из 4 вариантов ответа: 1) для разработки прикладного ПО 2) для решения задач из проблемных областей 3) для управления ресурсами ЭВМ 4) для расширения возможностей операционной системы Задание #7 Вопрос: Локальная сеть объединяет: Выберите один из 4 вариантов ответа: 1) компьютеры одного учреждения 2) компьютеры нескольких учреждений 3) компьютеры одного региона 4) компьютеры, имеющие общие доменные имена Задание #8 Вопрос: Установите соответствие Укажите соответствие для всех 6 вариантов ответа: 1) информация, записанная на диск под определенным именем 2) программа, облегчающая работу пользователям с файлами и каталогами в операционной системе Windows 3) программы, используемые для работы на компьютере 4) первоначальная подготовка диска к работе - нанесение магнитных дорожек и секторов на его поверхность 5) программы, обеспечивающие работу компьютера и всех его устройств как единой системы 6) место на диске под определенным именем, где хранятся списки файлов и подкаталогов (папок) по определенной тематике __ программное обеспечение (ПО) __ форматирование диска __ операционная система __ файл __ каталог (папка) __ проводник Задание #9 Вопрос: URL- адрес Web-страницы http://www.mipcro.ru/index.htm. Укажите доменное имя компьютера. Выберите один из 4 вариантов ответа: 1) mipcro.ru 2) http 3) htm 4) index.htm Задание #10 Вопрос: Браузеры - это: Выберите один из 4 вариантов ответа: 1) серверы Интернета 2) антивирусные программы 3) трансляторы языка программирования 4) средства просмотра Web-страниц Задание #11 Вопрос: Что из перечисленного относится к браузерам Выберите несколько из 5 вариантов ответа: 1) Opera 2) Google 3) Excel 4) Mozilla 5) Hyper Text Задание #12 Вопрос: Тэг - это: Выберите один из 3 вариантов ответа: 1) инструкция браузеру, указывающая способ отображения текста 2) текст, в котором используются специальные символы 3) указатель на другой файл или объект Задание #13 Вопрос: Укажите теги, определяющие видимую часть документа Выберите несколько из 8 вариантов ответа: 1)2)3)

Компьютерной информации.

Общие сведения о следах преступлений в сфере

Основным признаком принадлежности следов к преступлени­ям в сфере компьютерной информации и определения носителей таких следов выступает их образование в результате использова­ния средств компьютерной техники.

Средства компьютерной техники по своему функциональному назначению подразделяются:

1) аппаратные средства (Hard Ware);

2) программные средства (Soft Ware).

Аппаратные средства компьютерной техники представля­ют собой технические средства, используемые для обработки данных; механическое» электрическое и электронное оборудова­ние, используемое в целях обработки информации. К ним отно­сятся:

1) Компьютер (электронно-вычислительная машина, ЭВМ).

2) Периферийное оборудование,

3) Физические носители магнитной информации.

Компьютер (электронно-вычислительная машина. ЭВМ - комплекс технических средств, предназначенных для автомати­ческой обработки информации в процессе решения вычислитель­ных и информационных задач. Компьютеры могут классифици­роваться как:

1) Супер - ЭВМ - уникальные по цели создания, быстродейст­вию» объему памяти ЭВМ и вычислительные системы, предна­значенные для решения особо сложных задач;

2) Большие ЭВМ - стационарные вычислительные комплексы с большим количеством разнообразных периферийных уст­ройств, которыми оснащаются вычислительные центры.

3) Мини - ЭВМ, микро - ЭВМ, персональные ЭВМ - предна­значенные для индивидуального использования ЭВМ, как прави­ло, настольной или переносной комплектации, комплексно со­стоящие из системного блока с устройством внешней памяти и

накопителем на гибком носителе информации, дисплея (монито­ра), устройства ввода информации (клавиатуры), обеспечиваю­щего ввод данных и задание команд для обработки информации.

Для решения криминалистических задач следует различать ЭВМ:

(1) по размеру: а) стационарные большие ЭВМ, т.е. стацио­нарно установленные в конкретном помещении и имеющие воз­можность работать только в данном помещении; б) «настольные» малогабаритные ПЭВМ, т.е. персональные ЭВМ, для установки которых требуется лишь стол и которые могут быть легко пере­мещены из помещения в помещение в зависимости от потребно­сти пользователя; в) портативные ПЭВМ (наколенный ПК - lap­top, блокнотный ПК -notebook, карманный ПК.), т.е. переносные ЭВМ, размером от портфеля до блокнота, обеспечивающие за счет компактных батарейных источников питания возможность работы с ними в любом месте; г) малогабаритные ЭВМ, вклю­ченные в механические и/или технологические системы (управ­ляющие полетами, движением, производственным процессом и т.п.);

(2) По наличию или отсутствию у них: а) периферийных уст­ройств; б) средств связи или включения в сеть ЭВМ;

(3) По местонахождению и основной решаемой в сетях задачи: а) компьютер конечного пользователя; б) компьютер админист­ратора сети или системного оператора; в) компьютер, работаю­щий как «хранилище» базы данных; г) компьютер, управляющий в автономном режиме технологическим процессом; д) компью­тер, работающий как почтовый «сервер».

В практике расследования компьютерных преступлений наи­более часто приходится иметь дело с персональными компьюте­рами (ПК, ПЭВМ). При этом он может быть:

Автономно работающим персональным компьютером, т.е. не входящим в какую-либо компьютерную сеть и не иметь систем телекоммуникационных связей, т.е. устройств, позволяющих ис­пользовать радио-, телефонные и спутниковые системы связи. Это универсальная однопользовательская машина;

Элементом системы ЭВМ - комплекса, в котором хотя бы од­на ЭВМ является элементом системы либо несколько ЭВМ со­ставляют систему;

Входить в локальную вычислительную сеть, связывающую ряд ЭВМ, находящихся в одной локальной зоне. Такая зона мо­жет быть ограничена одним или несколькими рядом расположен­ными зданиями или одной организацией. В этом случае инфор­мация передается в виде непрерывного сигнала по кабелям, длина которых может достигать нескольких километров;

Входить в сеть ЭВМ, которая представляет собой неограни­ченное множество программно совместимых компьютеров, объе­диненных между собой линиями электросвязи. В «глобальных сетях» вопрос о совместимости различных компьютеров решает­ся с помощью создания специальных ретрансляционных уст­ройств таким образом, чтобы пользователи различного про­граммного обеспечения не имели неудобств при взаимодействии.

Периферийное оборудование - оборудование, имеющее подчи­ненный по отношению к компьютеру статус, обеспечивающее пе­редачу данных и команд между процессором и пользователем от­носительно определенного центрального процессора, комплекс внешних устройств ЭВМ, не находящихся под непосредственным управлением центрального процессора. Наиболее распространенными видами такого оборудования являются:

Принтер (печатающее устройство), служит для вывода ин­формации, содержащейся в памяти компьютера, и ее воспроизве­дения на физическом носителе (бумаге, пленке и т.п.) в форме доступной для восприятия человеком.

Манипулятор является дополнительным устройством для ввода информации. Совместно с клавиатурой он повышает удоб­ство работы пользователя с рядом диалоговых программ, где не­обходимо быстро перемещать курсор по экрану для выбора пунк­тов меню иди выделения фрагментов экрана. Одним из таких ма­нипуляторов является «мышь».

Сканер - устройство, позволяющее вводить в ЭВМ изобра­жения в виде текстовой или графической информации.

Модем - устройство для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть. Они могут быть внутрен­ними (вставляемыми в системный блок) и внешними (подклю­чаемыми как отдельное устройство).

Факс-модем - сочетает возможности модема и средства об­мена факсимильными изображениями с другими факс-модемами

и обычными телефаксными аппаратами.

Физические носители магнитной информации - устройства, предназначенные для хранения информации, используемой при работе с компьютером.

Основным из них является накопитель на жестком диске (вин­честер). Он предназначен для постоянного хранения информа­ции, используемой при работе с компьютером. Жесткий диск на­ходится внутри компьютера и является несъемным. При необхо­димости получения информации с такого диска, ее необходимо копировать на другие носители.

Объем информации, записанной на жестком диске, зависит от его емкости. Сведения об этом диске могут быть получены из технической или справочной документации, где дается характе­ристика стандартных комплектов различных типов ПЭВМ. Точ­ная информация о технических параметрах конкретного компью­тера выдается на монитор при загрузке машины либо по специ­альному запросу пользователя.

Следует помнить, что при хранении пакетов прикладных про­грамм на жестком диске сама информация по программам (то, что обычно интересует следователя) чаще всего содержится на внешних запоминающих устройствах. Однако в разрозненном виде, отдельно друг от друга ни сам пакет, ни цифровые (тексто­вые) материалы использованы быть не могут.

Жесткие диски не обеспечивают конфиденциальности инфор­мации, если с компьютером работает более одного пользователя. В этом случае для доступа к программам могут быть использова­ны различные шифры и пароли.

Другим широко распространенным видом носителей инфор­мации являются накопители на гибких магнитных дисках (FDD - Floppy Disk Drive). Для работы на таком накопителе исполь­зуются гибкие диски (ГД) - дискеты.

Дискеты предназначены для долговременного хранения про­грамм или массивов информации, которые загружаются в память компьютера по мере необходимости. С их помощью осуществ­ляются резервирование (копирование) информации, обеспечение конфиденциальности данных, транспортирование (перемещение в пространстве) данных, распространение (тиражирование) ин­формации. Суть и устройство дискет одинаковы. Они различают-

ся по размерам, внешнему виду и оформлению.

Еще одним видом накопителей информации являются магнит­ные ленты. Они не получили достаточного распространения в профессиональных ЭВМ, так как время доступа к информации на них значительно больше, чем на дискетах. Чаще всего такой тип накопителя используется для дублирования других накопителей и хранения архивированной информации. Такой вид накопителя называют стример.

В последние годы широко внедряется еще один вид накопите­лей магнитной информации - накопители на оптических дисках. Для их использования компьютер должен быть оборудован спе­циальным устройством - накопителем на оптических дисках.

Принцип работы оптических дисководов основан на использова­нии луча лазера для записи и чтения информации в цифровом виде. По функциональным признакам НОД делятся на три категории:

Без возможности записи (только для чтения);

С однократной записью и многократным чтением;

С возможностью перезаписи.

С целью повышения надежности хранения информации разра­батываются и другие виды носителей компьютерной информа­ции. В их числе:

Память на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД);

Голографическая память.

Однако эти носители информации пока не получили широкого распространения.

Программные средства компьютерной техники - представ­ляют собой объективные формы представления совокупности данных и команд, предназначенных для функционирования ком­пьютеров и компьютерных устройств с целью получения опреде­ленного результата, а также подготовленные и зафиксированные на физическом носителе материалы, полученные в ходе их разра­боток, и порождаемые ими аудиовизуальные отображения.

К ним относятся:

1) Программное обеспечение, представляющее собой совокуп­ность управляющих и обрабатывающих программ, предназна­ченных для планирования и организации вычислительного про­цесса автоматизации программирования и отладки программ ре­шения прикладных задач, состоящее из:

Системных программ (операционные системы, программы технического обслуживания: драйверы, программы - оболочки, вспомогательные программы - утилиты);

Прикладных программ (комплекса специализированных про­грамм), предназначенных для решения определенного класса за­дач, например, редакторы текстов, антивирусные программы и системы, программы защиты от несанкционированного доступа, табличные процессоры, системы управления базами данных (СУБД), графические редакторы, системы автоматизированного проектирования (САПР), интегрированные системы, бухгалтер­ские программы, программы управления технологическими про­цессами, автоматизированные рабочие места (АРМ), библиотеки стандартных программ и т.п.;

Инструментальных программ (систем программирования), состоящих из языков программирования: Microsoft Visual C++, Pascal, Borland Pascal, Microsoft Visual Basic, Clipper, Delphi и др., и трансляторов - комплекса программ, обеспечивающих автома­тический перевод с аморитмических и символических языков в машинные коды.

2) Машинная информация (информация на машинном носите­ле) владельца, пользователя, собственника.

В самом общем виде, программные средства, это описания, воспринимаемые ЭВМ, и достаточные для решения на ней опре­деленных задачи. Для составления программ используются ис­кусственные языки, получившие название языков программиро­вания. Обычно ЭВМ воспринимает и выполняет программы, на­писанные с использованием одного конкретного языка, который является машинным языком данной ЭВМ. Машинным называет­ся язык, состоящий исключительно из символов «О» и «1» и не­обходимый компьютеру для непосредственного выполнения ин­струкций и команд. Однако сегодня использование специальных программ может обеспечить возможность для конкретной ЭВМ понять и другие языки программирования - путем перевода тек­стов, написанных на этих языках, в тексты на машинном языке. Таким образом, существует возможность использования любого языка программирования при наличии средств их реализации на данной ЭВМ.

1.1. Состав технических средств

Все устройства, входящие в состав современного компьютера, делятся на два класса - центральные устройства (прежде всего процессор и основная память) и внешние устройства . Причем внешними устройства называют не по их размещению, а по функциям. Центральные устройства работают с информацией, представленной в специфической форме – в виде двоичных чисел. Основное назначение внешних устройств – организовать связь центральных устройств с окружающим миром, то есть преобразовать информацию из вида, понятного пользователю, во внутримашинное представление и наоборот. Кроме того, внешние устройства применяются для долговременного хранения больших объемов информации, для связи с другими ЭВМ и т.д.

Все внешние устройства можно разделить на четыре группы.

1. Устройства ввода информации : клавиатура, ручные манипуляторы ("мышь"), сканер, CD ROM и т.д.

2. Устройства вывода информации : видеосистема, принтер, графопостроитель и т.д.

3. Устройства хранения информации : внешние запоминающие устройства.

4. Устройства связи и передачиинформации : модемы, сетевые платы (адаптеры) и т.д.

Общую схему вычислительного комплекса на базе персональной ЭВМ можно представить таким образом (рис. 1):

Рис. 1. Общая схема вычислительного комплекса

В России наибольшее распространение получили так называемые IBM-совместимые персональные компьютеры.

1.2. Центральные устройства компьютера

Рис. 2. Структура системной (материнской) платы

Обычно все центральные устройства размещены на так называемой системной (материнской) плате. Общая структура системной платы представлена на рис. 2. Кратко рассмотрим ее содержимое.

Центральный процессор – программно-управляемое электронное цифровое устройство, предназначенное для обработки различной информации, представленной в цифровом виде.

Основными функциями процессора являются:

§ Управление работой всего вычислительного комплекса.

§ Выполнение математических и логических действий с данными.

Осуществляя функции управления, процессор обеспечивает должное взаимодействие компонентов компьютерной системы друг с другом. Управление производится с помощью импульсных сигналов, посылаемых управляемым компонентам.

При выполнении вычислений и логических операций процессор настраивается на различные операции и непосредственно выполняет их.

IBM-совместимые компьютеры оснащаются микропроцессорами типа Intel или аналогичными. Современные компьютеры оснащены микропроцессорами модели Pentium .

Самый важный параметр конкретной модели процессора – тактовая частота, которая измеряется в единицах частоты (мегагерцах и гигагерцах). Этот показатель определяет скорость работы процессора и, следовательно, его производительность. Типичные значения тактовой частоты для некоторых процессоров приведены в таблице. Следует сказать, что увеличение порядкового номера процессора свидетельствует о росте его характеристик и, следовательно, об улучшении параметров компьютера в целом.

Модель	Тактовая частота
Pentium	75 - 200 МГц
Pentium II	160 - 400 МГц
Pentium III	400 МГц- 1,1 ГГц
Pentium IV	1,1 ГГц – 2,0 ГГц

Основная память – электронное устройство, предназначенное для хранения информации. Основная память состоит из двух частей:оперативной памяти и постоянной памяти. Оперативная память предназначена для хранения информации, необходимой для текущего сеанса работы. Она обеспечивает как чтение, так и запись данных. Эта память является энергозависимой , т.к. её содержимое разрушается при выключении питания. Постоянная память обеспечивает только чтение данных. Содержимое этой части памяти постоянно и может быть изменено только специальными приёмами. Это энергонезависимая память и её содержимое не пропадает при отсутствии питания.

К важнейшим характеристикам памяти относятся её ёмкость (объём) и время доступа. Ё мкость памяти - это количество входящих в неё адресуемых элементов (ячеек). Объём основной памяти компьютера во многом определяется потребностями пользователя и устанавливается, исходя из возможностей пользователя и класса решаемых им задач. Следует отметить, что небольшой объем памяти существенно замедляет прохождение задач, вплоть до полной невозможности их решения. Слишком большой объем памяти иметь нерационально, поскольку это увеличивает цену компьютера. Для большинства персональных компьютеров общего назначения в настоящее время объём памяти лежит в пределах 32 Мб ¸ 256 Мб. Время доступа определяется как интервал времени между моментом возникновения запроса к памяти (с целью чтения или записи информации) и моментом, когда информация прочитана или записана. Типичное значение этой величины для современных микросхем памяти 4*10 -8 с ¸ 0,5*10 -8 с.

Контроллеры внешних устройствпр едставляют собой программно- управляемые электронные блоки для согласования (сопряжения) внешних и центральных устройств компьютера между собой. Необходимость использования контроллеров вызывается тем, что внешние устройства обычно нельзя непосредственно подключить к центральным. Одной из причин этого является то обстоятельство, что характер сигналов, вырабатываемых или воспринимаемых процессором, как правило, отличается от сигналов, формируемых или воспринимаемых соответствующим внешним устройством. Контроллер и обеспечивает согласование этих сигналов. Кроме того, поскольку контроллер является программно-управляемым средством, то при наличии соответствующего программного обеспечения один и тот же контроллер может обеспечить подключение к компьютеру разных типов внешних устройств. Использование контроллеров несколько усложняет конструкцию компьютера, но при этом возникает возможность легко наращивать его технические возможности.

Системная магистраль (общая шина) служит для передачи сигналов между элементами системной платы. Контроль занятости магистрали и управление прохождением сигналов по ней осуществляется устройством управления системной магистралью. Оно не разрешает обращение к шине в те моменты, когда она уже занята и «регулирует» движение информации по магистрали.

Порты компьютера служат для подключения внешних устройств к центральному блоку.

1.3. Внешняяпамятькомпьютера

Внешние устройства компьютеров, предназначенные для хранения больших объёмов информации, называются внешними запоминающими устройствами. В современных компьютерах чаще всего используются внешние накопители информации на магнитных дисках. Существуют дисковые накопители двух видов: на гибких дисках и на жестких дисках.

Устройства первого типа состоят из двух частей: дисковода, позволяющего считывать или записывать информацию (привод), и носителя информации (дискета). Дисковод устанавливается в компьютере, а носитель является съемным. В качестве носителя информации используется диск из синтетического материала, покрытый магнитным слоем. В настоящее время используются диски диаметром 3,5 дюйма (около 90 мм ). Они размещены в пластмассовом защитном конверте. Информация записывается и считывается с диска магнитными головками с использованием общеизвестных принципов магнитной записи. Перед использованием новая дискета определенным образом размечается магнитным полем (форматируется). Информационная ёмкость дискеты довольно невелика и составляет 1,44 Мб.

Другой современной разновидностью магнитных дисковых накопителей являются накопители на жестких магнитных дисках. Принципиальным отличием у них является то, что диски изготовлены из алюминиевого сплава и являются несменяемыми. Весь механизм (приводы, диски, головки и т.д.) помещаются в герметичный корпус, что существенно увеличивает долговечность устройства. Высокое качество магнитного покрытия, большая скорость вращения и другие технические решения дают возможность повысить плотность записи у накопителей информации данного типа. Информационная ёмкость серийных накопителей составляет до 40 Гб, а у отдельных моделей достигает сотен Гб.

Принципиально другой способ записи и считывания информации используется в устройствах с лазерными компакт-дисками (CD диски). Они имеют несколько разновидностей. Самые простые и дешевые из них позволяют только считывать информацию. Такие устройства называются
CD ROM . Строго говоря, их следует отнести к устройствам ввода информации. Более дорогие приводы компакт дисков позволяют записывать информацию. Они называются CD - RW . Емкость стандартного компакт-диска - около 650 Мбайт.

Самым современным на настоящее время является стандарт записи, называемый DVD (цифровой многоцелевой диск). Уже у первых из появившихся моделей емкость составила более 4 Гбайт. Вслед за ними появились диски емкостью десятки Гбайт .

Время доступа к устройствам внешней памяти существенно больше, чем к основной памяти ПЭВМ. Для накопителей на жестких и оптических дисках оно составляет микросекунды, а для устройств с гибкими дисками уже десятые доли и даже целые секунды.

1.4. Устройства ввода-вывода информации

Рассмотрим основные устройства ввода-вывода информации современных компьютеров.

Клавиатура . Служит для ручного ввода информации в ПЭВМ и для управления работой компьютера. Клавиатура содержит клавиши цифр, латинских и русских букв, знаки операций и препинания, функциональные и управляющие клавиши. Клавиатура распознает нажимаемую клавишу, формирует соответствующий цифровой код и передаёт его в центральные устройства.

Мышь. Представляет собой устройство, позволяющее управлять компьютером. Мышь подключается к компьютеру гибким кабелем и имеет две или три кнопки, служащие органами управления. При перемещении мыши на экране компьютера синхронно двигается специальный указатель, имеющий в зависимости от программы или ситуации вид стрелки, прямоугольника и т. п. Работа с мышью сводится к нажатию, удержанию и отпусканию кнопок в определенном порядке.

Сканер. Так называется устройство для ввода в компьютер графической информации. С помощью сканеров обычно вводятся рисунки, фотографии и даже тексты. Информация, введенная сканером, может впоследствии обрабатываться.

CD ROM. Устройство для считывания информации с оптического диска (компакт-диска). Принципы его работы те же, что и у аналогичных устройств бытовой техники (CD-плейер ). Достоинством CD ROM является большой объём информации, хранимой на диске (сотни мегабайт), и защищенность этой информации.

Видеосистема . Служит для отображения выводимой информации на экране. Главными частями видеосистемы являются видеомонитор и видеоадаптер. Современные мониторы позволяют отображать информацию с сохранением полутонов (градаций яркости), как в бытовых телевизорах. Основной функцией видеоадаптера (видеокарты) является преобразование сигналов, поступающих от центральных устройств, в форму, доступную для монитора.

Принтеры . Печатающее устройство (принтер) предназначено для вывода информации на бумагу. Как правило, используются следующие типы принтеров: матричные ударные, струйные и лазерные.

Плоттер (графопостроитель). Это устройство для вывода на листы бумаги крупного формата графической информации, прежде всего технического и научного характера. В принципе, выводить иллюстративный материал можно и с помощью принтеров, однако это не всегда удобно, неэффективно и часто невозможно. Плоттер является специализированным устройством для вывода графических изображений и особенно удобен для построения технических чертежей, схем, диаграмм и т. д.

1. 5. В ычислительные сети

Вычислительная сеть представляет собой систему компьютеров, соединенных каналами передачи информации. Сети позволяют увеличивать вычислительные мощности за счет использования ресурсов сети и перераспределения нагрузки между машинами. Сети позволяют организовать ряд дополнительных услуг, таких как оперативные совещания, электронная почта, обучение и пр.

Различают локальные и распределенные вычислительные сети. В распределенной вычислительной сети компьютеры могут быть удалены на сотни и тысячи километров друг от друга. Они соединяются телекоммуникационными линиями связи для обмена информацией. В локальных сетях (ЛВС) максимальное расстояние между машинами не превышает нескольких километров. Как правило, ЛВС предназначаются для обработки информации в пределах одной организации. При этом узлами сети являются компьютеры (рабочие станции) и другое абонентское оборудование.

Главным техническим параметром сети является скорость передачи данных. У современных сетей она обычно составляет до 100 Мбит/с .

В качестве технических устройств дл я объединения компьютеров в сеть используют следующие аппаратные средства.

Сетевые адаптеры. Являются электронными устройствами, позволяющими объединять отдельные компьютеры в единые вычислительные сети. Сетевой адаптер устанавливается в компьютер и соединяется с аналогичными устройствами других компьютеров специальными линиями связи. Обычно в такие сети объединяют не слишком удаленные друг от друга компьютеры.

Модемы и факс-модемы. Модем - это устройство, позволяющее компьютеру общаться с внешним миром. В отличие от сетевых адаптеров модем позволяет получить доступ к удаленным компьютерным системам. Модем подключает компьютер к имеющимся линиям связи, например, телефонным, радиорелейным и др. Особым видом информации, которым способны обмениваться компьютеры, являются факсы, позволяющие передавать изображения. При этом применяется устройство под названием факс-модем. С его помощью пересылаются какие-либо документы.

Рис. 3. Сеть шинной топологии с выделенным файл-сервером

Важным свойством сети является способ соединения компьютеров в ней (топология сети). Существует несколько видов топологий сетей. Простейшей является сеть шинной топологии (рис.3). Она представляет собой общий кабель, к которому подключены сетевые адаптеры рабочих станций и другие сетевые устройства. Каждый узел такой сети физически связан с двумя соседними узлами. Сообщение проходит последовательно через все рабочие станции.

По приоритету (значимости) компьютеров в сети различают следующие виды сетей.

В одноранговых сетях все сетевые рабочие места равноправны и имеют одинаковый приоритет. В каждый момент передачей данных управляет тот компьютер, который инициирует процесс передачи. Однако использование одноранговых сетей оправдано лишь при небольшом числе рабочих станций - до десяти или чуть больше. При увеличении числа узлов сети резко падает производительность и скорость передачи данных. Поэтому для сетей с большим количеством рабочих станций на один из компьютеров возлагаются задачи управления работой сети. В данном случае получается сеть с выделенным файл-сервером . В таких сетях осуществляется не только передача информации между рабочими станциями, но возможно также использование машинных ресурсов (процессора, части оперативной памяти) одних рабочих станций для удовлетворения потребностей других станций. Распределение ресурсов сети, управление передачей данных и другие операции предъявляют к файл-серверу повышенные требования. Для обеспечения работы большого количества пользователей компьютер, используемый в качестве сервера, должен обладать большим объемом оперативной и дисковой памяти, мощным процессором и высокоскоростной системной магистралью.

Рис. 4. Схема компьютерной сети типа «звезда» с файл-сервером и концентратором

Компьютерные сети с большим числом рабочих мест часто имеют звездообразную топологию, когда каждое рабочее место соединено с сервером отдельным кабелем (рис.4). Шинные топологии проще и экономичнее, чем звездообразные, так как для них расходуется меньше кабеля, но они очень чувствительны к неисправностям кабельной системы.

Рабочие станции обычно подключаются к сети не напрямую, а через устройства доступа к среде, которые выполняют роль многопортовых концентраторов. Концентраторы бывают пассивные и активные. Активные концентраторы не просто передают сигнал на каждый из своих портов, но и регенерируют его, выполняя функцию усилителя. Применение данных устройств часто обусловлено ограничениями на длину сети и количество рабочих станций. Концентраторы являются ключевым компонентом и в обеспечении надежности локальной сети, поскольку их помещают в центр сети.

К коммуникационным средствам относятся локальные сети. Локальная сеть (Local Area Network, LAN) представляет собой соединение нескольких PC с помощью соответствующего аппаратного и программного обеспечения. Слово «локальная» в этом названии означает, что все соединенные PC находятся, как правило, в одном здании или соседних зданиях. Кроме LAN, существуют и другие сети:

MAN (Metropolitan Area Network). В этой сети основой является соединение систем в пределах города. В качестве области ее применения можно представить компьютеризированную главную управляющую систему или управление информацией о жителях большого города.

WAN (Wide Area Network). В данном случае речь идет о сети, которая может соединять несколько стран.

GAN (Global Area Network) обозначает сеть, которая соединяет континенты.

Естественно, PC может работать в любой из этих сетей. Однако типичной областью его применения является именно локальная сеть. Благодаря открытой архитектуре сети компьютер имеет возможности для подключения в сеть.

Преимущества, которые получит пользователь от объединения в сеть нескольких компьютеров, следующие:

Распределение данных. Данные в сети хранятся на центральном PC и могут быть доступны для любого PC, подключенного к сети, поэтому не надо на каждом рабочем месте иметь накопители для хранения одной и той же информации.

Распределение ресурсов. Периферийные (чаще всего дорогие) устройства могут быть доступны для всех пользователей сети, например, факс или лазерный принтер.

Распределение программ. Все пользователи сети могут иметь доступ к программам, которые были один раз централизованно установлены. Конечно, при этом должна работать сетевая версия соответствующих программ.

Электронная почта. Все пользователи сети могут передавать или принимать сообщения.

На предприятии, имеющем сеть, включающую несколько сотен рабочих мест, должен быть специалист, который отвечает за функционирование всей сети. Такого специалиста называют сетевым администратором.

Для защиты информации в первую очередь необходимы устройства на случай выхода из строя промышленной электрической сети. Для этой цели молено использовать аппаратные средства, например устройство бесперебойного питания компьютера (UPS). Оно действует таким образом, что при падении напряжения питания сеть продолжает функционировать в течение времени, необходимого для организованного отключения от сети всех пользователей и выключения центрального компьютера без потери данных.

В качестве другой меры необходимо иметь в распоряжении дополнительный компьютер, который может заменить вышедший из строя сервер или рабочую станцию.

Так как обычно в сети циркулирует большое количество данных, то необходимо тщательно и планомерно заботиться о защите информации. Например, могут быть установлены дополнительные винчестеры (зеркальные), на которых дублируется информация, или накопители большой емкости (стримеры), с помощью которых обеспечивается планомерное копирование (архивирование) данных.

Кроме того, в сети каждый пользователь может иметь доступ ко всей информации, т.е. прочитать и изменить любые данные. Обычно это нежелательно, и не только из соображений безопасности.

Соответствующие действия пользователей сети регулируются определенными правами доступа, которые устанавливают, какому пользователю разрешено читать или записывать определенные данные. Для разграничения доступа, распределения ресурсов сети и обеспечения сохранности данных необходимо сетевое администрирование.

Способ соединения компьютеров в сети называется топологией. Поэтому прежде чем говорить об отдельных компонентах, мы хотим представить важнейшие топологии сетей.

Прежде всего следует запомнить, что файловый сервер (или просто сервер) - это центральный компьютер всей локальной сети, с которым тем или иным способом связаны рабочие станции (Workstations) - клиенты.

PC - PC (псевдосеть). Самым дешевым, хотя и неэффективным, решением для передачи данных является соединение двух PC через последовательный интерфейс (подобное соединение называют иногда псевдосетью). В этом случае кроме интерфейсов необходим только кабель, соединяющий PC. Этот кабель часто называют кабелем нуль-модема, поскольку связь между двумя PC осуществляется без использования устройства усиления и преобразования переданных и полученных данных.

Как уже упоминалось, существенным преимуществом последовательного интерфейса является то, что кабель для передачи данных может быть намного длиннее, чем для параллельного интерфейса, так как опасность потери данных гораздо меньше. Такой кабель нуль-модема может иметь длину более 100 м и позволяет без проблем соединить два PC.

Имеется целый ряд программ, разработанных для организации обмена данными. Самая известная - LapLink. Эта программа устанавливает связь между двумя PC как через параллельный интерфейс по специальному кабелю, так и через последовательный интерфейс.

Одноранговая сеть. Одноранговая сеть (рис. 7.1 ) не имеет центрального компьютера и работает без резервирования файлов. Некоторые аппаратные средства (винчестеры, приводы CD-ROM) и, прежде всего, дорогие периферийные устройства (сканеры, принтеры и др.), подключенные к отдельным PC, используются совместно на всех рабочих местах. Каждый пользователь одноранговой сети может определить права доступа другим пользователям к информации на своем PC. Механизмом ограничения прав пользователей является возможность блокировки доступа к дискам других периферийных устройств, подключенных к его компьютеру.

Чтобы установить такую сеть, необходимо несколько больше аппаратных средств, чем в случае с псевдосетью. Каждый PC сети должен быть оснащен сетевой картой, а все рабочие места должны соединяться друг с другом кабелями.

Если количество пользователей одноранговой сети превышает 10, ее работа замедляется. В этом случае нужно использовать более мощные PC.

Сеть типа клиент-сервер. Под сетью типа клиент-сервер понимают сеть, в центре которой находится мощный PC (называемый сервером или файловым сервером), соединенный с отдельными рабочими станциями (клиентами). Такое соединение компьютеров называют сетью типа клиент-сервер.

Отдельные рабочие станции используют ресурсы сервера, поэтому могут быть оснащены более скромно. Управление сетью, в смысле управления отдельными рабочими станциями, а также контроль за периферийными устройствами сети, такими как модемы, факсы и т. д., осуществляется специальным мощным сетевым программным обеспечением. Топология таких сетей может быть различной.

Топология «звезда». В сети с топологией «звезда» файловый сервер находится в центре (рис. 7.2 ). Сеть такого типа имеет свои достоинства:

Повреждение кабеля является проблемой для одного конкретного компьютера и в целом не сказывается на работе сети.

Просто выполняется подключение, так как рабочая станция должна соединяться только с сервером.

Надежный механизм защиты от несанкционированного доступа.

Высокая скорость передачи данных от рабочей станции к серверу.

Кроме достоинств, имеются и недостатки. Перечислим их:

Если географически сервер находится не в центре сети, то подключение к нему отдельных удаленных рабочих станций может быть затруднительным и дорогим.

В то время как передача данных от рабочей станции к серверу (и обратно) происходит быстро, скорость передачи данных между отдельными рабочими станциями мала.

Мощность всей сети зависит от возможностей сервера. Если он недостаточно оснащен или плохо сконфигурирован, то будет являться тормозом для всей системы.

Невозможна коммуникация между отдельными рабочими станциями без сервера.

Кольцевая топология. В этом случае все рабочие станции и сервер соединены друг с другом по кольцу, по которому посылаются данные и адрес получателя. Рабочие станции получают соответствующие данные, анализируя адрес посланного сообщения. Топология такой сети показана на рис. 7.3 .

Достоинства:

Так как информация постоянно циркулирует по кругу между последовательно соединенными PC, то существенно сокращается время доступа к этим данным.

Нет ограничений на длину всей сети, т.е. имеет значение только расстояние между отдельными компьютерами.

Недостатки:

Время передачи данных увеличивается пропорционально числу соединенных в кольцо компьютеров.

Каждая рабочая станция причастна к передаче данных. Выход из строя одной станции может парализовать всю сеть, если не используются специальные переходные соединения.

При подключении новых рабочих станций сеть должна быть кратковременно выключена.

Шинная топология. Такая сеть похожа на центральную линию, к которой подключены сервер и отдельные рабочие станции. Шинная топология получила широкое распространение, что, прежде всего, можно объяснить небольшими потребностями в кабеле и высокой скоростью передачи данных.

Для исключения затухания электрического информационного сигнала вследствие переотражений в линии связи такой сети на концах линии устанавливаются специальные заглушки, называемые терминаторами (рис. 7.4 ). Достоинства:

Небольшие затраты на кабели.

Рабочие станции в любой момент времени могут быть установлены или отключены без прерывания работы всей сети.

Рабочие станции могут коммутироваться друг с другом без помощи сервера.

Недостатки:

При обрыве кабеля выходит из строя весь участок сети от места разрыва.

Возможность несанкционированного подключения к сети, поскольку для увеличения числа рабочих станций нет необходимости в прерывании работы сети.

Основой для организации локальной сети являются обычные PC, подключаемые в сеть с помощью карты расширения.

PC, как правило, подключаются в сеть с помощью сетевой карты. Исключение составляет псевдосеть, где PC соединяются с помощью кабеля нуль-модема. Сетевая карта устанавливается в один из свободных слотов материнской платы.

Сетевые карты являются посредниками между PC и сетью и передают данные по системе шин к CPU и РАМ сервера или рабочей станции.

Сетевая карта оборудована собственным процессором и памятью, обычно имеющей объем 8-16 Кбайт.

Кабели. В сети данные циркулируют по кабелям, соединяющим отдельные компьютеры разными способами в зависимости от выбранной топологии сети.

Витая пара - это два изолированных скрученных медных провода. Реальный кабель состоит, как правило, не из одной, а из нескольких витых пар. Для Ethernet используется 8-жильный кабель, т.е. состоящий физически из 4 витых пар.

1-я пара - синий и белый с синими полосками;

2-я пара - оранжевый и белый с оранжевыми полосками;

3-я пара - зеленый и белый с зелеными полосками;

4-я пара - коричневый и белый с коричневыми полосками.

Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника (одножильного или многожильного) и внешней экранирующей оплетки. Между ними находится внутренний изолирующий материал. Внешняя изоляция защищает от воздействия окружающей среды. Благодаря хорошей защищенности кабеля от помех с его помощью можно соединять устройства на расстоянии нескольких километров, причем скорость передачи данных составляет 5-10 Мбит/с.

Основной характеристикой коаксиального кабеля является величина волнового сопротивления. Для Ethernet применяют кабель с волновым сопротивлением 50 Ом.

Оптоволоконный кабель. Кабель, проводящий световые волны, известен как оптоволоконный.Он состоит из двух проводов, причем каждый из них может передавать данные только в одном направлении. Информационный сигнал, передаваемый по такому проводу, не подвержен влиянию электрических полей. В каждой оболочке находятся усиливающие волокна в виде слоев пластика.

Скорость передачи данных по оптоволоконному кабелю составляет несколько гигабит в секунду, причем длина кабеля практически не играет никакой роли. Первые проблемы начинаются при длине кабеля около 50 км, что для локальных сетей более чем достаточно. Но вместе с тем это и самый дорогой способ коммуникации, прежде всего он выгоден в области телеконференций.

Подключение компонентов сети. Создание сети на аппаратном уровне завершается соединением всех компонентов сети кабелем в соответствии с ее топологией.

Сеть на тонком Ethernet. После подсоединения всех отрезков кабеля с BNC-коннекторами к Т-коннекторам получится единый кабельный сегмент. На обоих его концах устанавливаются терминаторы (заглушки) (рис. 7.5 ).

Ethernet на витой паре допускает соединение компьютеров на скорости до 100 Мбит. Основным недостатком при данном построении сети является необходимость приобретения специального устройства хаба (англ. hub - накопитель, концентратор), если вы хотите объединить в сеть три и более PC.

Каждый PC должен быть подключен к нему с помощью сегмента кабеля (рис. 7.6 ). Длина каждого сегмента не должна превышать 100 м.

Хаб является центральным устройством в сети на витой паре, от него зависит работоспособность сети. Он подключается к сети электропитания.

Контрольные вопросы

1. Какой тип компьютерной сети используется для объединения устройств в пределах одного здания?

2. Какое устройство необходимо использовать в сети типа Ethernet на витой паре?

3. Какое устройство позволяет обмениваться информацией между PC через аналоговые каналы связи?

4. Какие типы кабелей используются в компьютерных сетях?

5. Какие типы топологий сетей вы знаете?

Технические средства локальных сетей

Технические средства локальных сетей включают в себя следующие функциональные группы оборудования:

Средства линий передачи данных (кабель, витая пара, оптоволокно и пр.) - реализуют собственно перенос сигнала;

Средства увеличения дистанции передачи данных - репитеры (усилители), модемы и пр. (осуществляют усиление сигналов или преобразования в форму, удобную для дальнейшей передачи);

Средства повышения емкости линий передачи (мультиплексирования) - позволяют реализовывать несколько логиче­ских каналов в рамках одного физического соединения пу­тем разделения частот передачи, чередования пакетов во времени и т. д.;

Средства управления информационными потоками в сети (коммутации каналов, коммутации пакетов, разветвления линий передачи) - осуществляют адресацию сообщений;

Средства соединения линий передачи с сетевым оборудо­ванием узлов (сетевые платы, адаптеры) - реализуют ввод-вывод данных с оконечного оборудования в сеть.

Рассмотрим вкратце некоторые образцы данного оборудова­ния, иногда реализующие несколько функций.

1. Средства линий передачи

Проводная связь. В качестве средств коммуникации наиболее чисто используются витая пара, коаксиальный кабель, оптоволо­конные линии. При выборе типа кабеля учитывают следующие параметры:

Стоимость монтажа и обслуживания;

Скорость передачи информации;

Ограничения на величину расстояния передачи информа­ции (без дополнительных усилителей-повторителей (репи­теров));

Безопасность передачи данных.

Главная проблема заключается в одновременном обеспече­нии этих показателей, например, наивысшая скорость передачи данных ограничена максимально возможным расстоянием пере­дачи данных, при котором еще обеспечивается требуемый уровень защиты данных. Легкая наращиваемость и простота расши­рения кабельной системы влияют на ее стоимость.

В 1985 г. Ассоциация промышленности компьютеров и связи (Computer Communications Industry Association - CCIA) обрати­лась к Ассоциации электронной промышленности (Electronic I ndustries Association - EIA) с предложением разработать универ­сальный стандарт проводной связи, который будет способен к охвату всех текущих и будущих сетевых систем, имеющих обычную топологию, использующих обычные носители и соединители.

К 1987 г. ряд производителей разработали оборудование Ethernet, которое могло использовать телефонный кабель витой пары, а в 1990 г. IEEE выпустил стандарт 802.31, Ethernet10BaseT («Т» относится к витой паре - Twisted pair cable). В 1991 г. EIA вместе с Ассоциацией промышленности передачи данных (Tele­communications Industry Association - TIA) издала первый стандарт проводной передачи данных по имени EIA/TIA 568. В основе помещалась спецификация неэкранированных витых пары категории 3 (UnshieldedTwisted Pair cable - UTP), и один месяц спустя были разработаны спецификации более высоких сортов кабеля UTP (категории 4 и 5).

Развитие в технологии Ethernet привели к разработке «Расширенной категории 5» которая, подобно основной категории обеспечивает скорости передачи до 100 Мбит/с. Однако испытательные параметры для основной категории 5 предполагают, что сигналы данных будут использовать только две из четырех пар (одна пара для передачи и одна для приема), и уровень перекрестных помех измерялся только между каждой комбинацией пар. В сетях гигабит Ethernet, однако, могут использоваться все четыре пары для одновременной передачи, так что перекрестные помехи относительно каждой пары должны учитывать объединенный эффект других трех пар. Расширенная категория 5 рассчитана на гигабит Ethernet.

Стандарт 802.3 предусматривает широкое разнообразие вариантов, используя различные формы кабеля:

Соединяющий кабель для стандартного Ethernet (10 Base 5) также называется «Толстый Ethernet» или «ThickNet» предусматривает использование сетевого устройства - модуля присоединения носителей (Media attachment unit MAU) вместо приемопередатчика. 10 BaseSиспользует толстый коаксиальный кабель, который может работать на расстоянии до 500 м, не используя повторители;

Ethernet витой пары (l0BaseT) использует в своих интересах существующие экономичные телефонные кабели. Предполагается звездообразная конфигурация, в которой узлы соединяются с центральным концентратором, используя витые пары и разъемы RJ45;

быстрый Ethernet (100BaseT) - совместимая с IEEE 802.3u высокоскоростная версия, подобная l0BaseT, но исполь­зующая различные конфигурации кабеля. 100BaseTX ис­пользует две пары UTP категории 5, 100BaseT4 используют четыре пары категории 3, и 100BaseFX использует много­модальные оптические волокна и прежде всего предназна­чен для использования в магистральных линиях;

Тонкий Ethernet (10Base2), также именуемый «ThinNet» или «CheaperNet», использует более тонкий, менее дорогой ко­аксиальный кабель, который удобнее для соединения, но имеет ограничение 180 м в сегменте. ThinNet использует разъемы миниатюрного байонетного соединителя Т-типа, а приемопередатчики встроены в платы адаптера;

Волоконно-оптический Ethernet (lOBaseF и 100BaseFX) устойчив к внешним помехам и часто используется, чтобы расширить сегменты Ethernet до 2-3 км.

Разработаны предложения также по категориям 6 и 7 - уро­вень 6 должен обеспечить скорости передачи более чем 200 Мбит/с при использовании улучшенных кабелей и разъемов RJ45. Ка­тегория 7 предложена, чтобы работать на скорости 600 Мбит/с, используя кабель с экранированными парами и новым типом разъема.

2.Сетевые карты (сетевые платы, адаптеры).

Сетевые интер­фейсные платы (NIC - Network Interface Card) устанавливаются на настольных и портативных ПК. Они служат для взаимодейст­вия с другими устройствами в локальной сети. Существует целый спектр сетевых плат для различных ПК, имеющих определенные требования к производительности. Характеризуются скоростью передачи данных и способом подключения к сети.

Если рассматривать просто способ приема и передачи дан­ных на подключенных к сети ПК, то сетевые платы играют ак­тивную роль в повышении производительности, назначении приоритетов для ответственного трафика (передаваемой/прини­маемой информации) и мониторинге трафика в сети. Кроме того, они поддерживают такие функции, как удаленная активи­зация связи с центральной рабочей станции или удаленное из­менение конфигурации, что значительно экономит время и силы администраторов постоянно растущих сетей.

Длясетей Ethernet в стандарте ISA используется три вида се­тевых адаптеров: 8-, 16- и 32-битовые. 8-битовый адаптер может вставляться в 8- или 16-битовый слоты материнской платы и используется, главным образом, в компьютерах IBM XT&IBM PC где нет 16-битовых слотов. Иногда 8-битовые адаптеры используются для компьютеров IBM AT, если требования к скорости передачи данных невысоки. Для 16-битового адаптера необходимо использовать 16-битовый слот. На компьютерах 80386 или 80486 и выше имеет смысл использовать скоростные 32-битовые адаптеры, по крайней мере для тех станций, на которые приходится максимальная нагрузка.

Сетевые адаптеры могут быть рассчитаны на архитектуру ISA/EISA или Micro Channel. Конструктивно эти типы адаптеров отличаются друг от друга. Для ускорения работы на плате сетевого адаптера может находиться буфер. Размер этого буфера различен для адаптеров разных типов и может составлять от 8 Кб для адаптеров до 16 Кб и более для 16- и 32-битовых адаптеров.

Сетевые адаптеры Ethernet используют порты ввода/вывода и один канал прерывания. Некоторые адаптеры могут работать с каналами прямого доступа к памяти (DMA).

На плате адаптера может располагаться микросхема постоян­ного запоминающего устройства (так же называемая Boot ROM) для создания так называемых бездисковых рабочих станций. Это компьютеры, в которых нет ни винчестера, ни флоппи-дисков.

Нагрузка операционной системы выполняется из сети, и выпол­няет ее программа, записанная в микросхеме дистанционной за­грузки.

Если сетевой адаптер не поддерживает стандарт Plug&Play, то перед тем как вставить сетевой адаптер в материнскую плату компьютера, необходимо с помощью переключателей (располо­женных на плате адаптера) задать правильные значения для пор­тов ввода/вывода, канала прерывания, базовый адрес ПЗУ дис­танционной загрузки бездисковой станции.

Как правило, все сетевые адаптеры имеют два разъема. Один из них предназначен для подключения многожильного трансиверного кабеля, второй - для подключения тройникового со­единителя (T- connector, тройник Т-коннектор). Т-коннектор с одной стороны подключается к сетевому адаптеру, а с двух дру­гих сторон к нему подключаются отрезки тонкого коаксиального кабеля с соответствующими разъемами на концах.

Рабочая станция через сетевой адаптер специальным много­жильным трансиверным кабелем подключается к устройству, на­зываемому трансивером. Трансивер служит для подключения ра­бочей станции к толстому коаксиальному кабелю. На корпусе трансивера имеется три разъема: два - для подключения толсто­го коаксиального кабеля и один - для подключения трансиверного кабеля.

Между собой трансиверы соединяются отрезками толстого коаксиального кабеля с припаянными к их концам коаксиаль­ными разъемами.

На открытых концах сети помещаются специальные заглуш­ки - терминаторы, которые подключаются к свободным концам Т-коннекторов (коаксиальные разъемы, в корпусе которых установлен резистор с сопротивлением 50 Ом). Корпус одного терминаторов должен быть заземлен. В каждом сегменте сети можно соединять только один терминатор.

Сетевые адаптеры, способные работать с витой парой, имен разъем, аналогичный применяемому в импортных телефонных аппаратах.

В стандартной ситуации для шинной сети Ethernet часто используют тонкий кабель или Cheapernet-кабель с тройниковым соединителем. Выключение и особенно подключение к такой сети требуют разрыва шины, что вызывает нарушение циркули­рующего потока информации и «зависание» системы.

Новые технологии предлагают пассивные штепсельные ко­робки, через которые можно отключать и/или включать рабочие станции во время работы вычислительной сети.

3. Репитеры

Если длина сети превышает максимальную длину сегмента сети, необходимо разбить сеть на несколько (до пяти) сегментов, соединив их через репитер.

Функции репитера заключаются в физическом разделении сегментов сети и обеспечении восстановления пакетов, передаваемых из одного сегмента сети в другой.

Репитер повышает надежность сети, так как отказ одного сегмента (например, обрыв кабеля) не сказывается на работе других сегментов. Однако, разумеется, через поврежденный сегмент данные проходить не могут. |

Конструктивно репитер может быть выполнен либо в виде отдельной конструкции со своим блоком питания, либо в виде платы, вставляемой в слот расширения материнской платы компьютера.

Репитер в виде отдельной конструкции стоит дороже, но он может быть использован для соединения сегментов Ethernet, вы­полненных как на тонком, так и на толстом кабеле, так как он имеет и коаксиальные разъемы, и разъемы для подключения трансиверного кабеля. С помощью этого репитера можно даже соединить в единую сеть сегменты, выполненные и на тонком, и на толстом кабеле.

Репитер в виде платы имеет только коаксиальные разъемы и поэтому может соединять только сегменты на тонком коаксиаль­ном кабеле. Однако он стоит дешевле и не требует отдельной розетки для подключения электропитания.

Один из недостатков встраиваемого в рабочую станцию ре­питера заключается в том, чтобы для обеспечения круглосуточ­ной работы сети станция с репитером также должна работать круглосуточно. При выключении питания связь между сегмента­ми сети будет нарушена.

4. Концентраторы

В структурированной кабельной конфигурации все входящие и сеть ПК взаимодействуют с концентратором (Hub, или «хаб»). В зависимости от числа рабочих станций и длины кабеля между рабочими станциями применяют пассив­ные (Passive Hub) и активные (ActiveHub) концентраторы. Ак­тивные концентраторы дополнительно содержат усилитель для подключения 4, 8, 16 или 32 рабочих станций. Пассивный кон­центратор является исключительно разветвительным устройством (максимум на три рабочие станции). Максимальное рас­стояние от концентратора до рабочей станции составляет 100 метров, при этом скорость передачи данных такая же, как и для коаксиального кабеля, - 10 Мбит/с.

Соединенные с концентратором ПК образуют один сегмент локальной сети. Такая схема упрощает подключение к сети большого числа пользователей, даже если они часто перемеща­ются. В основном функция концентратора состоит в объедине­нии пользователей в один сетевой сегмент. Функции данных устройств также различны: от простых концентраторов провод­ных линий до крупных устройств, выполняющих функции цен­трального узла сети, поддерживающих функции управления и целый ряд стандартов (Ethernet, Fast Ethernet,Gigabit Ethernet, FDDI и т. д.). Существуют также концентраторы, играющие важную роль в системе защиты сети.

Концентратор начального уровня (базовый концентратор) - это автономное устройство, которое может стать для многих орга­низаций хорошей «отправной точкой». Наращиваемые (стековые) концентраторы позволяют постепенно увеличивать размер сети. Такие концентраторы соединяются друг с другом гибкими кабелями расширения, ставятся один на другой и функционируют как один концентратор. Благодаря низкой стоимости в расчете порт наращиваемые концентраторы стали особенно популярны.

При применении концентратора все пользователи делят между собой полосу пропускания сети. Пакет, принимаемый по одному из портов концентратора, рассылается во все другие пор ты, которые анализируют этот пакет (предназначен он для hj или нет). При небольшом числе пользователей такая система превосходно работает. В случае увеличения числа пользователей начинает сказываться конкуренция за полосу пропускания, что замедляет трафик в локальной сети.

Традиционные концентраторы поддерживают только один сетевой сегмент, предоставляя всем подключаемым к ним пользователям одну и ту же полосу пропускания. Концентраторы с коммутацией портов, или сегментируемые концентраторы, позволяют свести данную проблему к минимуму, выделив пользователям любой из внутренних сегментов концентратора (каждый из этих сегментов имеет полосу пропускания 10 Мбит/с). Подобная схема дает возможность гибко распределять полосу пропускания между пользователями и балансировать нагрузку сети.

Двухскоростные концентраторы (dual-speed) можно использовать для создания современных сетей с совместно используемыми сетевыми сегментами. Они поддерживают существующие каналы Ethernet 10 Мбит/с и новые сети Fast Ethernet 100 Мбит/с, автоматически опознавая скорость соединения, что позволяет не настраивать конфигурацию вручную. Это упрощает модернизацию соединений, переход от сети Ethernet к Fast Ethernet, когда необходима поддержка новых приложений, интенсивно использующих полосу пропускания сети или сегментов с большим числом пользователей.

Кроме того, концентраторы служат центральной точкой для подключения кабелей, изменения конфигурации, поиска неисправностей и централизованного управления, упрощая выполнение всех этих операций.

5. Коммутаторы

Switch (коммутатор)

1. Многопортовое устройство, обеспечивающее высокоско­ростную коммутацию пакетов между портами.

2. В сети с коммутацией пакетов устройство, направляю­щее пакеты, обычно на один из узлов магистральной сети. Такое устройство называется также коммутатором данных.

Коммутатор предоставляет каждому устройству (серверу, ПК или концентратору), подключенному к одному из его портов, нею полосу пропускания сети. Это повышает производитель­ность и уменьшает время отклика сети за счет сокращения числа пользователей на сегмент. Как и двухскоростные концентрато­ры, новейшие коммутаторы часто конструируются для поддерж­ки 10 или 100 Мбит/с, в зависимости от максимальной скорости подключаемого устройства. Если они оснащаются средствами автоматического опознавания скорости передачи, то могут сами настраиваться на оптимальную скорость - изменять конфигура­цию вручную не требуется.

В отличие от концентраторов, осуществляющих широкове­щательную рассылку всех пакетов, принимаемых по любому из портов, коммутаторы передают пакеты только целевому устрой­ству (адресату), так как знают МАС адрес (Media Access Control) каждого подключенного устройства. В результате уменьшается трафик и повышается общая пропускная способность, а эти два фактора являются критическими с учетом растущих требований к полосе пропускания сети современных сложных бизнес-при­ложений.

Коммутация завоевывает популярность как простой, недоро­гой метод повышения доступной полосы пропускания сети. Со­временные коммутаторы нередко поддерживают такие средства, как назначение приоритетов трафика (что особенно важно при передаче в сети речи или видео), функции управления сетью и управление многоадресной рассылкой.

Вот один из примеров данного класса оборудования.

Серия коммутаторов Bay Networks Accelar 1000 обеспечивает высокую производительность без внедрения новых протоколов, переконфигурирования или замены существующего оборудова­ния, обеспечивая сочетание высокоскоростной пересылки паке­тов. Коммутаторы серии предоставляют широкую полосу про­пускания, позволяют контролировать широковещательный тра­фик с целью минимизации его отрицательного воздействия на сеть и обеспечивают необходимое качество сервиса. Наряду с новой технологией GigabitEthernet, коммутаторы Accelar под­держивают стандарты Ethernet и Fast Ethernet, возможность ра­боты на всех трех скоростях позволяет расширять существующие сети и внедрять технологию 1000 Мбит/с, сохраняя существую­щие инвестиции.

Маршрутизирующие коммутаторы серии имеют высокую аг­регатную производительность и осуществляют маршрутизацию с максимально возможной для среды передачи скоростью. В се­рию Accelar 1000 входит несколько моделей (рис. 4.6).

Accelar 1200 - модульный коммутатор, выполненный в виде 8-слотового шасси, который способен поддерживать до 12 пор­товGigabit Ethernet, до 96 портов 10/100 Мбит/с с автоматиче­ской настройкой скорости передачи или любые комбинации портов Gigabit Ethernetи 10/100 Мбит/с. Конструкция устройст­ва обеспечивает возможности резервирования источника пита­ния, каналов связи и коммутирующей фабрики. Коммутатор предназначен для создания высокоплотных магистралей сетей и использования в сетевых центрах.

Accelar 1250 - модульный коммутатор, выполненный в виде 4-слотового шасси, поддерживает до 6 портов Gigabit Ethernet, до 48 портов 10/100 Мбит/с с автоматической настройкой скоро­сти передачи или любые комбинации портов Gigabit Ethernet и 10/100 Мбит/с. Коммутатор предназначен для создания маги­стралей сетей и использования в сетевых центрах.

Accelar 1100 - автономный коммутатор с 16 портами 10/100BASETX и двумя слотами для модулей расширения, в сло­ты расширения могут устанавливаться модули для поддержки Gigabit Ethernet, 100BASE-FX, а также дополнительных пор­тов 10/100BASE-TX. Коммутатор предназначен для использова­ния в рабочих группах или коммутационных шкафах. Общие характеристики всех коммутаторов:

защита с помощью брандмауэров;

• кэширование Web-данных, поддержка высокоскоростных гигабитных соединений (1000BASE-T); расширенные возможности сетевой телефонии; защита настольных компьютеров и сетевое управление; фильтрация многоадресного трафика для более эффектив­ного использования полосы пропускания при работе с ви­деотрафиком;
• адаптивная буферизация портов с распределением памяти между буферами портов в реальном времени, обеспечиваю­щая автоматическую оптимизацию производительности в зависимости от сетевого трафика;
• управление потоками на основе стандартов для обеспече­ния максимальной производительности и минимизации потерь пакетов при большой загрузке сети;

Поддержка объединения каналов для создания единого вы­сокоскоростного канала связи с другим коммутатором или магистральной сетью;

Автоматическое определение полу/полнодуплексного режи­ма на всех портах, обеспечивающее максимальную произ­водительность без ручной настройки;

Порты 100/100 Мбит/с с автоматическим определением скорости передачи для каждого порта автоматически на­страиваются на скорость подключенного устройства;

Встроенная система контроля и управления позволяет уполномоченным администраторам осуществлять поиск и устранение неисправностей и настройку стека из любого места;

Поддержка отказоустойчивых соединений, а также допол­нительных резервных блоков питания.

6. Маршрутизаторы

Могут выполнять следующие простые функции:

Подключение локальных сетей (LAN) к территориально-распределенным сетям (WAN);

Соединение нескольких локальных сетей.

Маршрутизаторы зависят от используемого протокола (на­пример TCP/IP, IPX, AppleTalk) и, в отличие от мостов и ком­мутаторов, функционирующих на втором уровне, работают на третьем или седьмом уровне модели OSI. Производительность маршрутизатора в плане объема передаваемых данных в секунд обычно пропорциональна его стоимости. Поскольку маршрутизатор работает на основе протокола, он может принимать решение о наилучшем маршруте доставки данных, руководствуясь такими факторами, как стоимость, скорость доставки и т. д. Кроме того, маршрутизаторы позволяют эффективно управлять трафиком широковещательной рассылки, обеспечивая передачу данных только в нужные порты.

Вот один из примеров данного оборудования.

Маршрутизаторы серии Cisco 7200-7500 обеспечивают высокую надежность, отказоустойчивость, поддержку широкого спектра сред передачи данных. За счет модульности конструкции заказчик может подобрать конфигурацию, соответствующую его запросам, что позволяет добиться оптимального сочетания функциональности и стоимости сети. Для обеспечения отказоустойчивости системы предусмотрена возможность подключения двух источников питания, а также возможность замены интерфейсных модулей без приостановки функционирования устройства. Многофункциональные платформы Cisco представляют собой эффективную с точки зрения стоимости систему, сочетающую в себе возможности поддержки следующих технологий:

Интерфейсы глобальных и локальных сетей высокой плотности;

Пакетная маршрутизация поверх сетей SONET/SDH;

Прямое подключение к глобальным сетям ATM;

Прямое соединения с IBM - мейнфреймами (большими ЭВМ);

Подключение цифровых АТС;

Поддержка следующих интерфейсов ЛВС: Ethernet, Fast Ethernet, Token Ring, FDDI;

Возможность передачи голоса (телефонии) и факсов через сети TCP/IP, обеспечивая при этом соединение телефонов, офисных телефонных станций, передачу факсов в реаль­ном времени и в режиме их маршрутизации через общую сеть IP. Цифровые голосовые модули поддерживают стан­дарты для обеспечения качества голоса и факсов и позво­ляют обрабатывать до 120 голосовых соединений;

Для сетей масштаба предприятия и вычислительных центров, использующих IBM-технологии, Cisco 7500 предоставляет до 24 портов Token Ring и возможность прямого подключе­ния к мейнфреймам;

Двойной (резервируемый) внутренний источник питания (Redundant Power Supply - RPS) обеспечивает равномер­ную нагрузку по питанию и удваивает время наработки на отказ.

Поддержка маршрутизаторами протокола Hot Standby Router Protocol (HSRP) обеспечивает возможность быстрого перехода на резервное оборудование в случае отказа части сетевых устройств или соединений.

Полное удаленное и локальное управление с использованием интерфейса командной строки или графического интерфейса пользователя Cisco View.

Модульный дизайн обеспечивает легкость внедрения буду­щих технологий.

Cisco 7500 обеспечивает широкие функциональные возмож­ности при высокой производительности. Пользователь может воспользоваться преимуществами высокопроизводительной ком­мутации сетевого уровня и дополнительными сервисами, вклю­чая безопасность, качество сервиса и дополнительные возмож­ности управления трафиком.

Варианты программного обеспечения:

Полный набор сетевых протоколов;

Шифрование на сетевом уровне с использованием стан­дартной технологии IPSec (Plus Encryption Feature Set);

Межсетевой экран (IOS Firewall Feature Set).

Серия гигабитных маршрутизаторов Cisco 12000 GSR. Маршрутизаторы серии Cisco 12000, работая на гигабитных скоростях, являются первыми продуктами в классе гигабитных коммутирующих маршрутизаторов. Устройства Cisco 12000 GSR отвечают требованиям экспоненциального роста пропускной способности опорной сети Internet и предоставляя масштабируемые высокоскоростные услуги для сетей TCP/IP.

Маршрутизаторы серии Cisco 12000 GSR предназначаются первую очередь для построения высокопроизводительных магистралей с обеспечением гарантированного качества услуг в се­тях, где для подключения клиентов используются современные высокоскоростные технологии, такие, как xDSL, и передача данных по сетям кабельного телевидения. Эта серия также широко используется в качестве магистральных маршрутизаторов в сети Internet. Поддерживаемые интерфейсы включают в себя порты ОС-12 (622 Мб/с) и ОС-48 (2,4 Гб/с). Устройства серии Ciscc 12000 внедрены во многие опорные сети Internet.