Компьютерные сети и телекоммуникации

Сетевая ОС, функционирующая  на РМП, должна предоставлять следующий  минимальный набор пользовательских возможностей:

    • пересылку программ и данных с  РМП на каждое из РМУ и обратно;

• исполнение программ как на РМУ, так и на РМП;

• вывод программ и данных с РМУ на внешние накопители и принтер РМП;

• групповую рассылку программ с РМП на все РМУ.

В ходе этой работы ОС ЛС КУВТ должна быть способной  к следующему.

    1. Поддержка файловой  системы. Это связано  с необходимостью  обеспечить абонентам  - учащимся - доступ к файлам, хранящимся на головной машине сети, которая в этом случае исполняет роль файлового сервера. В более «продвинутом» варианте на головной машине может иметься база данных, представляющая интерес для учебного процесса, и ОС должна поддерживать доступ к этой базе.

2. Защита данных  и разграничение доступа. Без  этого файлы одних учащихся  при записи на общий диск  сотрут файлы других. Кроме того, в такой системе коллективного  пользования могут быть конфиденциальные  данные, и система должна предусмотреть  вариант их защиты  от несанкционированного доступа (например, по паролю).

3. Система контроля  и ведения урока. Она включает  возможность преподавателю вмешиваться в работу учащихся, просматривать их экраны, вызывать и редактировать их программы, организовывать коллективные демонстрации и т.д.

Высокоразвитые ОС ЛС КУВТ предоставляют немалые возможности. Среди команд преподавателя есть несколько справочных, позволяющих  установить в каком режиме функционируют  компьютеры учащихся, команды пересылки  программ и их автоматического запуска на РМУ, команды вызова файлов - программ и данных - с любого из РМУ на РМП или на диск, отключения любого из РМУ от сети и обратное подключение. Сеть поддерживает локальную электронную почту и обмен короткими текстовыми сообщениями между любыми компьютерами.

Очень важен такой  показатель как быстродействие сети. Так, скорость передачи по исходной ЛС КУВТ УКНЦ в 5-8 кбит/с приводит, например, к затрате нескольких минут на рассылку компилятора  Паскаля - это слишком много для учебного процесса. Установка в этом классе головной машины IBM PC с сетевой системой фирмы «Линакс» сокращает это время минимум в 10 раз. Однако, даже в классах на основе компьютеров IBM PC и Macintosh скорость рассылки по сети бывает недостаточно высокой, что создает проблемы при учебной работе.

После изучения материала ученики должны знать:

    1. Что такое компьютерная сеть?

2. Для чего создаются  локальные сети ЭВМ?

3. Что такое сервер? рабочая станция?

4. Какие сетевые  технологии называются клиент-серверными?

5. Что такое сетевой адаптер? Какие типы сетевых адаптеров существуют?

    6. Какие виды линий (каналов)  используются для связи компьютеров  в локальных сетях?

    7. Какие методы доступа от компьютера  к компьютеру используются в

      локальных сетях?                                                                                                                                                                                                  

    8. Какие бывают конфигурации  ЛС?

9. Какие  конфигурации ЛС  используются в  компьютерных классах Вашего вуза?

10. Какая сетевая  ОС используется  в ЛС, в  которой   вы работаете?

11. Чем отличается  набор команд этой  ОС от описанного  выше?

12. Каковы специфические  функции локальной  сети учебного  назначения?

. 12.3.Сетевые  информационные технологии

    Компьютерные  телекоммуникации —  одна из наиболее динамично развивающихся областей информационных технологий. По сравнению с другими разделами информационных технологий ее технологическая составляющая значительно превосходит теоретическую. Поэтому эффективность изучения данной темы сильно зависит от возможности организовать практическую работу учащихся с компьютерными сетями.

    В рамках данного раздела базового курса реализуется следующий  перечень педагогических целей: дать представление  о назначении и структуре локальных и глобальных сетей; познакомить учащихся с основными информационными услугами сетей, с возможностями Internet; обучить способам обмена файлами в локальной сети компьютерного класса; познакомить со способами поиска информации в Internet (при наличии технических возможностей).

    Содержание  данного подраздела базового курса  делится на две части по принципу деления компьютерных сетей на два  типа:

• локальные сети;
• глобальные сети.

    Тема  компьютерных сетей обширна по числу  понятий и может излагаться с разной степенью подробности. Раскрытие этой темы в школьных учебниках, как правило, носит краткий характер. Поэтому, наряду с обсуждением вопросов методики, в данный подраздел пособия включены дополнительные сведения по теме, которые будут полезны учителю.

    Методические  рекомендации по изучению темы

    Изучаемые вопросы:

♦  Локальная сеть (ЛС), организация и назначение.

♦ Локальные сети  школьных КУВТ.

♦  Организация глобальных сетей (ГС).

♦  Информационные услуги ГС.

♦ Аппаратные средства сетей.

    ♦  Что такое Internet.

♦  Информационные услуги Internet и World Wide Web.

2. Организация и использование локальных сетей

 

    Если  компьютеры в школьном кабинете информатики  объединены в локальную сеть, то это обстоятельство существенно облегчает изучение данной темы. Именно школьный компьютерный класс должен стать отправной точкой в разговоре о передаче информации в компьютерных сетях. Определив компьютерную сеть как систему компьютеров, связанных каналами передачи информации, учитель демонстрирует такую систему на оборудовании компьютерного класса и сообщает, что такая сеть называется локальной.

Локальные компьютерные сети небольшие по масштабам и работают в пределах одного помещения, здания, предприятия. Возможно, что в школе действует локальная сеть, объединяющая компьютеры, установленные в разных помещениях: в учебных кабинетах, кабинете директора, бухгалтерии и др. Точно так же в локальную сеть часто объединяются различные отделы предприятий, фирм, учреждений.

Локальные сети, в  зависимости от назначения и технических решений, могут иметь различные структуры объединения компьютеров. Их еще называют конфигурациями, архитектурой, топологией сети.

    Бывают  ситуации в ЛС, когда топология  не имеет какой-то регулярной структуры. Например, компьютеры могут соединяться  по принципу «каждый с каждым».

Использование локальных  сетей отвечает двум основным целям:

1)  обмену файлами  между пользователями сети;

    2)  использованию общедоступных ресурсов: большого пространства дисковой  памяти, принтеров, централизованной  базы данных, программного обеспечения и др.

Пользователей общей  локальной сети принято называть рабочей группой, а компьютеры, за которыми они работают, — рабочими станциями. Если все компьютеры в сети равноправны, т.е. сеть состоит только из рабочих станций пользователей, то ее называют одноранговой сетью. Одноранговые сети используются для осуществления первой из отмеченных целей: для обмена файлами. У каждого компьютера в такой сети есть свое имя. Члены рабочей группы могут обращаться по этим именам к дисковой памяти ПК своих коллег и копировать файлы на свой компьютер или копировать свои файлы на другие компьютеры. Возможность такого обмена обеспечивается специальной сетевой операционной системой. Средствами сетевой ОС можно защитить информацию от постороннего доступа. Таким образом, локальная сеть избавляет от необходимости использовать дискеты для переноса информации с одного компьютера на другой.

Другой способ организации  локальной сети — сеть с выделенным (главным) компьютером. Его называют файл-сервером. Чаще всего в школьных компьютерных классах используется именно такая организация. К файл-серверу имеет доступ учитель, а ученики работают за рабочими станциями. Все рабочие станции соединены с главной машиной (схема соединения «звезда»). Поэтому непосредственный обмен информацией происходит между сервером и каждой рабочей станцией. Конечно, в такой системе ученики тоже могут обмениваться файлами, но «транзитом» через сервер. Обычно сервер — это более мощная машина, чем рабочие станции, с большим жестким диском, с дополнительными внешними устройствами (например, CD-ROM — дисководом, принтером, модемом). При такой организации локальной сети реализуется вторая из отмеченных выше целей: доступ пользователей к общим аппаратным и информационным ресурсам сервера. В частности, программы, хранящиеся на диске сервера, могут загружаться в оперативную память рабочей станции и запускаться на исполнение подобно тому, как это делается с собственного диска ПК. Со своего рабочего места пользователь может создавать и сохранять файлы на жестком диске сервера.

Работой сети управляет  сетевая операционная система. Операционная система поддерживает стандарты (протоколы) обмена информацией в сети, устанавливает очередность при обращении различных пользователей к одним и тем же ресурсам и пр. Основное назначение сетевой ОС — дать возможность пользователям работать в локальной сети, не мешая друг другу. Работу одноранговых сетей поддерживает операционная система Windows 95/98. Наиболее распространенные ОС для сетей с выделенным сервером: Novell NetWare, Windows NT. 

 

3. Организация и  использование глобальных сетей

 

    Глобальные  компьютерные сети объединяют между собой ЭВМ, расположенные на больших расстояниях (в масштабах региона, страны, мира). Если локальную сеть ученики могут увидеть своими глазами, то знакомство с глобальными сетями будет носить более описательный характер. Здесь, как и во многих других темах, приходит на помощь метод аналогий. Устройство глобальной сети можно сравнить с устройством системы телефонной связи — телефонной сети. Телефоны абонентов связаны с узлами-коммутаторами. В свою очередь, все городские коммутаторы связаны между собой так, что между любыми двумя телефонами абонентов может быть установлена связь. Вся эта система образует телефонную сеть города. Городские (региональные) сети связаны между собой по междугородним линиям. Выход на телефонные сети других стран происходит по международным линиям связи. Таким образом, весь мир «опутан» телефонными сетями. Два абонента в любой части света, подключенные к этой сети, могут связаться друг с другом.

Рассказав об этом, предложите ученикам представить, что у абонентов  вместо телефонных аппаратов установлены  персональные компьютеры; вместо коммутаторов — мощные компьютерные узлы, и по такой сети циркулирует самая  разнообразная информация: от текстовой до видео и звука. Это и есть современная мировая система глобальных компьютерных сетей.

Первая глобальная компьютерная сеть начала действовать  в 1969 г. в США, она называлась ARPANET и объединяла в себе всего 4 удаленных компьютера. Примером современной сети научно-образовательного назначения является BITNET. Она охватывает 35 стран Европы, Азии и Америки, объединяет более 800 университетов, колледжей, научных центров. Крупнейшей российской сетью является RELCOM, созданная в 1990 г. RELCOM входит в европейское объединение сетей EUNET, которая, в свою очередь, является участником гигантского мирового сообщества INTERNET. Такая иерархичность характерна для организации глобальных сетей.

Сеть состоит из узловых хост-компьютеров, ПК абонентов сети, линии связи. Обычно узел сети содержит не один, а множество компьютеров. Функции серверов различных сетевых услуг могут выполнять разные компьютеры.

Хост-компьютеры постоянно  находятся во включенном состоянии, постоянно готовы к приему-передаче информации. В таком случае говорят, что они работают в режиме on-line. Компьютеры абонентов выходят на связь с сетью (в режим on-line) лишь на определенное время — сеанс связи. Переслав и получив необходимую информацию, абонент может отключиться от сети и далее работать с полученной информацией автономно — в режиме off-line. Маршрут передачи информации пользователю обычно неизвестен. Он может быть уверен лишь в том, что информация проходит через узел подключения и доходит до пункта назначения. Маршрутизацией передаваемых данных занимаются системные средства сети. В разных сеансах связь с одним и тем же корреспондентом может проходить по разным маршрутам.