Для чего изначально были созданы компьютеры информатика передача информации

Для каких целей изначально был создан комп?

«Марк I» (Automatic Sequence Controlled Calculator — Калькулятор, управляемый автоматическими последовательностями) [1] — первый американский программируемый компьютер. Разработан и построен в 1943 году по контракту с «IBM» молодым гарвардским математиком Говардом Эйкеном (англ. Howard Hathaway Aiken) и ещё четырьмя инженерами этой компании на основе идей англичанина Чарльза Бэббиджа.

После успешного прохождения первых тестов в феврале 1944-го компьютер был перенесён в Гарвардский университет и формально запущен там 7 августа 1944 года.

Компьютер оперировал 72 числами, состоящими из 23 десятичных разрядов, затрачивая по 3 секунды на операции сложения и вычитания. Умножение выполнялось в течение 6 секунд, деление — 15,3 секунды, на операции вычисления логарифмов и выполнение тригонометрических функций требовалось больше минуты.

Фактически «Марк I» представлял собой усовершенствованный арифмометр, заменявший труд примерно 20 операторов с обычными ручными устройствами, однако из-за наличия возможности программирования некоторые исследователи называют его первым реально работавшим компьютером. На самом деле, машина начала перемалывать свои разряды лишь через два года после того как в Германии немецкий изобретатель Конрад Цузе создал вычислительную машину «Z3».

Однако, главным отличием компьютера «Марк I» было то, что он был первой полностью автоматической вычислительной машиной, не требовавшей какого-либо вмешательства человека в рабочий процесс.

На церемонии передачи компьютера Говард Эйкен не упомянул о какой-либо роли «IBM» в создании машины. Томас Уотсон был разозлён и недоволен этим поступком Эйкена, поэтому прекратил их далнейшее сотрудничество. Данное «IBM» название «Automatic Sequence Controlled Calculator» Эйкен заменил на «Mark I», а компания приступила к созданию нового компьютера «SSEC» уже без участия Говарда Эйкена.

В свою очередь, Говард Эйкен также продолжил работу над созданием новых вычислительных машин. За «Марком I» последовал «Марк II», затем в сентябре 1949 года «Марк III/ADEC», а в 1952 — «Марк IV».

Источник

Сбор, хранение и передача информации

Урок 11. Информатика 10 класс (ФГОС)

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Сбор, хранение и передача информации»

На этом уроке мы с вами узнаем, что такое сбор и хранение информации, также познакомимся с носителями информации. Разберёмся, как происходит передача информации.

С информацией можно производить следующие действия: сбор, обработку, хранение и передачу.

Для начала необходимо вспомнить, что такое сбор информации.

Сбор информации – это деятельность субъекта, в ходе которой он получает сведения об интересующем его объекте.

Например, вам нужно узнать какой урок у вас будет следующим, для этого вы посмотрите на расписание и узнаете нужную для вас информацию.

Или же вы решили съездить к бабушке в гости, но не знаете расписание автобусов. Для того, чтобы это узнать, вы можете зайти в интернет и найти нужный сведения, или же подойти к расписанию автобусов на остановке и найти время отправления, подходящего для вас транспорта.

Таким образом, сбор данных может производиться человеком или техническими средствами (компьютером, телефоном, планшетом и так далее). В свою очередь сама задача сбора информации не может быть решена без других задач, таких как, например, хранение и передача информации.

Давайте рассмотрим хранение информации.

Хранение информации – это процесс поддержания исходной информации в виде, обеспечивающем выдачу данных по запросам конечных пользователей в установленные сроки.

Информация может храниться на нецифровых и цифровых носителях.

Носитель – это материальная среда, используемая для записи и хранения информации.

Носителем может являться любой материальный объект.

К нецифровым носителям относятся камни, папирус, пергамент, бумага и многое другое.

Из нецифровых носителей в наше время люди используют бумагу. То есть информация хранится в книгах, газетах, журналах и так далее.

Давайте решим задачу. В книге содержится двести пятьдесят страниц. На каждой странице находится пятнадцать строк, в каждой строке сорок символов вместе с пробелами. Найти объём информации, которая находится в книге, если мы с вами знаем, что один символ равен одному байту.

Переходим к решению. Сначала нам нужно найти количество символов в книге. Для этого нам нужно количество страниц (двести пятьдесят) умножить на количество строк на странице (пятнадцать) и умножить на количество символов в каждой строке (сорок).

1) 250 · 15 · 40 = 150 000 (символов).

В результате мы получили количество символов во всей книге. Мы знаем, что один символ равен одному байту. То есть вся информация, которая содержится в книге, будет иметь объём, равный ста пятидесяти тысячам байтов.

2) 150 000 символов = 150 000 байтов.

Давайте переведём наше число в килобайты.

3) 150 000 : 1024 = 146 (килобайт).

Запишем ответ: информация, которая содержится в книге, будет занимать примерно 146 килобайт.

Как вы думаете, как долго хранится информация на бумажных носителях?

Это зависит от некоторых факторов: какого качества бумага, какого качества чернила каковы условия хранения. Книги, которые писались раньше, могли храниться очень долго. Бумага делалась из хлопка и текстильных отходов, чернила же были сделаны из натуральных красителей. В наше время бумага делается из древесины, а чернила – из синтетических красителей, поэтому срок хранения печатных документов значительно уменьшился.

Примерно в тысяча восьмисотом году появилась первая автоматизированная обработка информации, которая велась с помощью бумажных носителей для цифрового представления вводимых данных. Такие носители назывались перфокартами.

Перфокарта – это носитель информации, предназначенный для использования в системах автоматической обработки данных. Можно сказать, что перфокарты — это предки дискет. Они делались из тонкого картона, а информация представляется посредством наличия или отсутствия отверстий в определённых позициях карты.

Впервые перфокарты начали применяться в ткацких станках Жаккарда для управления узорами на тканях.

На некоторых типах ЭВМ для таких же целей использовались перфорированные бумажные ленты.

Перфорированная лента (перфолента) – это устаревший носитель информаций в виде бумажной, нитроцеллюлозной или ацетилцеллюлозной ленты с отверстиями. Первые перфоленты начали использовать с середины XIX века в телеграфии.

В них отверстия располагались в пять рядов. А для передачи данных использовали код Бодо. Код Бодо – это цифровой, первоначально синхронизированный пятибитный код.

А сейчас переходим к цифровым носителям. К ним относятся магнитные носители информации, оптические диски, флеш-носители.

Для начала рассмотрим магнитные носители информации. Они делятся на ленты, диски и карты.

Обратимся к истории.

Самым первым носителем магнитной записи была стальная проволока, диаметром до одно миллиметра. Она использовалась в аппаратах Поульсена и была изобретена в XIX веке. Но её применяли только для хранения звука.

Далее в начале XX столетия была изобретена стальная катаная лента.

А в 1906 году был выдан первый патент на магнитный диск. Но стальная катаная лента имела свои недостатки. Так, например, для записи часа разговоров требовалось около 180 км проволоки, которые весили около 6,5 кг.

Во второй половине 1920-х годов была изобретена порошковая магнитная лента и началось широкомасштабное применение магнитной записи.

Магнитная лента являлась единственным сменным носителем информации для ЭВМ. Как мы с вами знаем, любая информация в компьютере представлена в виде двоичного кода и измеряется в битах или байтах. На одну катушку с магнитной лентой можно было записать около 500 Кбайт информации.

А в 1963 году фирмой Филипс была изобретена кассетная запись.

Также примерно в это же время появляются первые магнитные диски.

Магнитный диск – это алюминиевый или пластмассовый диск, диаметр которого составляет от 30 до 350 мм. Информация на такие диски записывается при помощи магнитной головки. Магнитные диски делятся на жёсткие и гибкие, сменные и встроенные.

Алюминиевые магнитные диски – это жёсткие несъёмные диски (винчестеры).

Жёсткий диск представляет собой стопку магнитных дисков, которые одета на общую ось. При работе компьютера эта ось находится в постоянном движении. В наши дни объём жёстких дисков (винчестеров) достигает нескольких терабайт.

Пластмассовые магнитные диски – это съёмные носители информации (дискеты).

Объём памяти дискет достигает 2 Мбайт. В наше время их практически уже никто не использует.

Следующее поколение информационных носителей – это оптические диски и флеш-память.

Оптические диски отличаются от магнитных тем, что запись информации на них происходит при помощи лазерного луча. При помощи луча на поверхности диска выжигается двоичных код данных с очень высокой плотностью. Считывание информации происходит при помощи так называемого «холодного» луча. Это такой же луч, который используется при записи, но только с меньшей энергией. Изначально для хранения информации использовались компакт-диски (CD). Их ёмкость составляет от 190 Мбайт до 700 Мбайт.

Чуть позже в девяностых годах появились видеодиски (DVD). Ёмкость таких дисков достигает 17 Гбайт. Увеличение ёмкости происходит за счёт использования луча меньшего диаметра, а также двухслойной и двусторонней записи.

Таким образом оптические диски делятся на CD и DVD. В свою очередь CD-диски делятся на CD-R и CD-RW. DVD-диски также бывают двух видов. R отличается от RW тем, что RW-диск можно перезаписывать много раз, а на R информация наносится единожды.

В наше время многие из вас пользуются различными техническими устройствами: телефонами, mp3-плеерами, электронными книгами, планшетами и так далее. Можно перечислять долго. Но на этих устройствах не всегда хватает внутренней памяти. Поэтому в них существует специальный разъём для вставки флеш-накопителя (флеш-карты).

Объёмы флеш-накопителей во много раз превышают объёмы оптических дисков (CD и DVD) и в тоже время флеш-карты обладают гораздо меньшими размерами. Это очень удобно. Выпуск флеш-карт начался в 2001 году. Помимо размера, одно из главных преимуществ флеш-карт в том, что на них можно записать достаточно большой объём информации и считать его практически на любом устройстве, где есть такой же разъём. Для подключения к компьютеру существуют специальные переходники.

Для компьютеров также существуют специальные флеш-накопители. Их ещё называют флеш-брелками. Они подключаются к компьютеру через USB-порт.

Также можно приобретать жёсткие диски, с большим объёмом, для хранения информации, которые помещаются в специальную коробочку и подключаются к компьютеру также через USB-порт.

Исходя из вышесказанного можно прийти к выводу, что технологии в направлении хранения информации очень быстро продвигаются. И вполне вероятно, что скоро будут изобретены устройства с большим объёмом, но ещё меньшие по размерам.

А сейчас мы с вами переходим к передаче информации.

Передача информации – это физических процесс, при котором происходит перемещение информации в пространстве. Этот процесс происходит при наличии приёмника и источника.

Приёмник – это объект, который получает информацию.

Источник – это объект, который передаёт информацию.

Если брать к примеру компьютер и диск, то при записи информации на диск, источником является компьютер, а приёмником – диск. А при считывании информации с диска, источником является диск, а приёмником – компьютер.

А сейчас мы с вами рассмотрим технические системы передачи информации.

Как вы знаете, информация передаётся при разговоре по телефону, общении в интернете, личном общении людей и так далее.

В 1920-х гг. американским инженером и математиком Клодом Шенноном была разработана теория связи, исходя из которой была построена следующая схема:

Вы видите, что информация идёт от источника в кодирующее устройство, в котором преобразуется в электрический или электромагнитный сигнал. Затем из кодирующего устройства сигнал попадает в канал связи. Здесь же в канал связи поступает шум и сразу же защита от шума. Затем всё это поступает в декодирующее устройство, в котором сигнал преобразуется в звук. И только потом информация направляется к приёмнику.

По такому же принципу идёт передача информации по компьютерным сетям. При кодировании информация, представленная в виде двоичного кода, преобразуется в физический сигнал. Тип сигнала зависит от канала связи, по которому он передаётся. А при декодировании наоборот, физический сигнал преобразуется в двоичный код.

Следующий вопрос, который возникает при передаче информации – пропускная способность канала и скорость передачи информации.

Наверное, каждому из вас приходилось сталкиваться со скоростью интернета и дома, и в школе. Такую проблему приходится решать разработчикам технических систем передачи информации. Их основными задачами являются увеличение скорости передачи информации и уменьшение потери информации при передаче. Для решения этих задач Клод Шеннон создал теорию информации, ввёл такое понятие, как пропускная способность канала как максимально возможная скорость передачи информации. Эта скорость измеряется в бит/с, Кбит/с, Мбит/с.

Пропускная способность канала связи зависит от способа подключения компьютера к сети. Существуют следующие способы подключения к сети: телефонные линии, электрическая кабельная связь, оптоволоконная кабельная связь, радиосвязь. Пропускная способность оптоволоконных линий намного больше, чем телефонных.

Но скорость передачи связана не только с пропускной способностью канала связи. Если возвращаться к модели передачи информации, которую предложил Клод Шеннон, мы увидим в ней элемент «Шум».

Под этим термином подразумевают различные помехи, которые искажают передаваемый сигнал и могут привести к потере информации.

Такие помехи могут возникать по двум причинам: техническим и физическим. К техническим относятся плохое качество линии связи, незащищённость друг от друга различных потоков информации, передаваемых по одним и тем же каналам. А к физическим – непосредственное физическое воздействие на линии связи.

Чтобы избежать этого, а соответственно и потери информации, нам нужна защита от шума. В основном используют технические способы защиты, которые в свою очередь очень разнообразны. Например, защита кабеля, а не просто провода, применение различных фильтров, которые отделяют полезный сигнал от шума и так далее.

Для борьбы с шумом Клод Шеннон разработал специальную теорию кодирования. Исходя из этой теории можно сказать, что код, который передаётся по линии связи должен быть избыточным. За счёт этого при потере какой-либо части информации она может быть компенсирована. Таким образом в системах передачи информации используется помехоустойчивое кодирование, которое вносит определённую избыточность. Но нельзя, чтобы избыточность была слишком большой, так как за счёт этого будут происходить задержи и удорожание связи. Поэтому при помощи теории кодирования создаётся такой код, который позволяет сделать избыточность передаваемой информации минимально возможной, а достоверность принятой информации – максимальной.

Ещё один способ для борьбы с потерей информации предложил советский учёный в области радиотехники, радиосвязи и радиолокации планет Владимир Александрович Котельников. Суть заключалась в том, чтобы при передаче вся информация делилась на блоки, затем для каждого блока вычислялась контрольная сумма (сумма двоичных цифр), которая передавалась вместе с соответствующим ей блоком. Затем, в месте получения блока, контрольная сумма снова пересчитывалась и, если она не совпадала с изначальной, то передача блока повторялась заново до тех пор, пока контрольная и первоначальная суммы не совпадут.

На этом мы сегодня и закончим. Подведём итоги.

· Носители информации делятся на нецифровые и цифровые.

· Цифровые носители информации также делятся на магнитные, оптические и флеш-носители.

· Факторы качества информации – вместимость и надёжность хранения.

· Модель передачи информации по техническим каналам связи выглядит следующим образом:

· Защита информации от потерь при воздействии шума включает в себя три пункта: кодирование с оптимально-избыточным кодом; частичная потеря избыточной информации; полное восстановление исходного сообщения.

Источник

Для чего изначально были созданы компьютеры информатика передача информации

История развития компьютерных сетей достаточно сложна; за прошедшие 35 лет в этом процессе приняли участие многие специалисты и пользователи сетей. Процесс создания и коммерческого применения новых типов сетей был значительно более сложным, в этой заметке отмечены лишь основные этапы.

Технологии повлиявшие на развитие компьютерных сетей

Развитие компьютерных сетей сопряжено с развитием вычислительной техники и телекоммуникаций. Компьютерные сети могут рассматриваться как средство передачи информации на большие расстояния, для чего в них применяются методы кодирования и мультиплексирования данных, получившие развитие в различных телекоммуникационных системах.

Хронология важнейших событий из истории развития компьютерных сетей:

Системы пакетной обработки

Обратимся сначала к компьютерному корню вычислительных сетей. Первые компьютеры 50-х годов — большие, громоздкие и дорогие — предназначались для очень небольшого числа избранных пользователей. Часто эти монстры занимали целые здания. Такие компьютеры не были предназначены для интерактивной работы пользователя, а применялись в режиме пакетной обработки.

Системы пакетной обработки, как правило, строились на базе мэйнфрейма — мощного и надежного компьютера универсального назначения. Пользователи подготавливали перфокарты, содержащие данные и команды программ, и передавали их в вычислительный центр (см. рис. ниже). Операторы вводили эти карты в компьютер, а распечатанные результаты пользователи получали обычно только на следующий день. Таким образом, одна неверно набитая карта означала как минимум суточную задержку. Конечно, для пользователей интерактивный режим работы, при котором можно с терминала оперативно руководить процессом обработки своих данных, был бы удобней. Но интересами пользователей на первых этапах развития вычислительных систем в значительной степени пренебрегали. Во главу угла ставилась эффективность работы самого дорогого устройства вычислительной машины — процессора, даже в ущерб эффективности работы использующих его специалистов.

Многотерминальные системы — прообраз сети

По мере удешевления процессоров в начале 60-х годов появились новые способы организации вычислительного процесса, которые позволили учесть интересы пользователей. Начали развиваться интерактивные многотерминальные системы разделения времени. В таких системах каждый пользователь получал собственный терминал, с помощью которого он мог вести диалог с компьютером. Количество одновременно работающих с компьютером пользователей определялось его мощностью: время реакции вычислительной системы должно было быть достаточно мало, чтобы пользователю была не слишком заметна параллельная работа с компьютером других пользователей.

Терминалы, выйдя за пределы вычислительного центра, рассредоточились по всему предприятию. И хотя вычислительная мощность оставалась полностью централизованной, некоторые функции, такие как ввод и вывод данных, стали распределенными. Подобные многотерминальные централизованные системы внешне уже были очень похожи на локальные вычислительные сети. Действительно, рядовой пользователь работу за терминалом мэйнфрейма воспринимал примерно так же, как сейчас он воспринимает работу за подключенным к сети персональным компьютером. Пользователь мог получить доступ к общим файлам и периферийным устройствам, при этом у него поддерживалась полная иллюзия единоличного владения компьютером, так как он мог запустить нужную ему программу в любой момент и почти сразу же получить результат. (Некоторые далекие от вычислительной техники пользователи даже были уверены, что все вычисления выполняются внутри их дисплея.)

Многотерминальные системы, работающие в режиме разделения времени, стали первым шагом на пути создания локальных вычислительных сетей.

Однако до появления локальных сетей нужно было пройти еще большой путь, так как многотерминальные системы, хотя и имели внешние черты распределенных систем, все
еще поддерживали централизованную обработку данных.

К тому же потребность предприятий в создании локальных сетей в это время еще не созрела — в одном здании просто нечего было объединять в сеть, так как из-за высокой стоимости вычислительной техники предприятия не могли себе позволить роскошь приобретения нескольких компьютеров. В этот период был справедлив так называемый закон Гроша, который эмпирически отражал уровень технологии того времени. В соответствии с этим законом производительность компьютера была пропорциональна квадрату его стоимости, отсюда следовало, что за одну и ту же сумму было выгоднее купить одну мощную машину, чем две менее мощных — их суммарная мощность оказывалась намного ниже мощности дорогой машины.

Первые глобальные компьютерные сети

А вот потребность в соединении компьютеров, находящихся на большом расстоянии друг от друга, к этому времени уже вполне назрела. Началось все с решения более простой задачи — доступа к компьютеру с терминалов, удаленных от него на многие сотни, а то и тысячи километров. Терминалы соединялись с компьютерами через телефонные сети с помощью модемов. Такие сети позволяли многочисленным пользователям получать удаленный доступ к разделяемым ресурсам нескольких мощных суперкомпьютеров. Затем появились системы, в которых наряду с удаленными соединениями типа терминал-компьютер были реализованы и удаленные связи типа компьютер-компьютер.

Компьютеры получили возможность обмениваться данными в автоматическом режиме, что, собственно, и является базовым признаком любой вычислительной сети.

На основе подобного механизма в первых сетях были реализованы службы обмена файлами, синхронизации баз данных, электронной почты и другие ставшие теперь традиционными сетевые службы.

Итак, хронологически первыми появились глобальные сети (Wide Area Network, WAN), то есть сети, объединяющие территориально рассредоточенные компьютеры, возможно
находящиеся в различных городах и странах.

Именно при построении глобальных сетей были впервые предложены и отработаны многие основные идеи, лежащие в основе современных вычислительных сетей. Такие, например, как многоуровневое построение коммуникационных протоколов, концепции коммутации и маршрутизации пакетов.

Глобальные компьютерные сети очень многое унаследовали от других, гораздо более старых и распространенных глобальных сетей — телефонных. Главное технологическое новшество, которое привнесли с собой первые глобальные компьютерные сети, состоял в отказе от принципа коммутации каналов, на протяжении многих десятков лет успешно использовавшегося в телефонных сетях.

Выделяемый на все время сеанса связи составной телефонный канал, передающий информацию с постоянной скоростью, не мог эффективно использоваться пульсирующим трафиком
компьютерных данных, у которого периоды интенсивного обмена чередуются с продолжительными паузами. Натурные эксперименты и математическое моделирование показали, что пульсирующий и в значительной степени не чувствительный к задержкам компьютерный трафик гораздо эффективней передается сетями, работающими по принципу коммутации
пакетов, когда данные разделяются на небольшие порции — пакеты, — которые самостоятельно перемещаются по сети благодаря наличию адреса конечного узла в заголовке пакета.

Так как прокладка высококачественных линий связи на большие расстояния обходится очень дорого, то в первых глобальных сетях часто использовались уже существующие каналы связи, изначально предназначенные совсем для других целей. Например, в течение многих лет глобальные сети строились на основе телефонных каналов тональной частоты, способных в каждый момент времени вести передачу только одного разговора в аналоговой форме. Поскольку скорость передачи дискретных компьютерных данных по таким каналам была очень низкой (десятки килобитов в секунду), набор предоставляемых услуг в глобальных сетях такого типа обычно ограничивался передачей файлов (преимущественно в фоновом режиме) и электронной почтой. Помимо низкой скорости такие каналы имеют и другой недостаток — они вносят значительные искажения в передаваемые сигналы. Поэтому протоколы глобальных сетей, построенных с использованием каналов связи низкого качества, отличаются сложными процедурами контроля и восстановления данных. Типичным примером таких сетей являются сети Х.25, разработанные еще в начале 70-х, когда низкоскоростные аналоговые каналы, арендуемые у телефонных компаний, были преобладающим типом каналов, соединяющих компьютеры и коммутаторы глобальной вычислительной сети.

В 1969 году министерство обороны США инициировало работы по объединению в единую сеть суперкомпьютеров оборонных и научно-исследовательских центров. Эта сеть, получившая название ARPANET, стала отправной точкой для создания первой и самой известной ныне глобальной сети — Интернет.

Сеть ARPANET объединяла компьютеры разных типов, работавшие под управлением различных операционных систем (ОС) с дополнительными модулями, реализующими коммуникационные протоколы, общие для всех компьютеров сети. ОС этих компьютеров можно считать первыми сетевыми операционными системами.

Истинно сетевые ОС в отличие от многотерминальных ОС позволяли не только рассредоточить пользователей, но и организовать распределенные хранение и обработку данных
между несколькими компьютерами, связанными электрическими связями. Любая сетевая операционная система, с одной стороны, выполняет все функции локальной операционной системы, а с другой стороны, обладает некоторыми дополнительными средствами, позволяющими ей взаимодействовать через сеть с операционными системами других компьютеров. Программные модули, реализующие сетевые функции, появлялись в операционных системах постепенно, по мере развития сетевых технологий, аппаратной базы компьютеров и возникновения новых задач, требующих сетевой обработки.

Прогресс глобальных компьютерных сетей во многом определялся прогрессом телефонных сетей.

С конца 60-х годов в телефонных сетях все чаще стала применяться передача голоса в цифровой форме.

Это привело к появлению высокоскоростных цифровых каналов, соединяющих автоматические телефонные станции (АТС) и позволяющих одновременно передавать десятки и сотни разговоров.

К настоящему времени глобальные сети по разнообразию и качеству предоставляемых услуг догнали локальные сети, которые долгое время лидировали в этом отношении, хотя и появились на свет значительно позже.

Первые локальные компьютерные сети

Важное событие, повлиявшее на эволюцию компьютерных сетей, произошло в начале 70-х годов. В результате технологического прорыва в области производства компьютерных
компонентов появились большие интегральные схемы (БИС). Их сравнительно невысокая стоимость и хорошие функциональные возможности привели к созданию мини-компьютеров, которые стали реальными конкурентами мэйнфреймов. Эмпирический закон Гроша перестал соответствовать действительности, так как десяток мини-компьютеров, имея ту же стоимость, что и мэйнфрейм, решали некоторые задачи (как правило, хорошо распараллеливаемые) быстрее.

Даже небольшие подразделения предприятий получили возможность иметь собственные компьютеры. Мини-компьютеры решали задачи управления технологическим оборудованием, складом и другие задачи уровня отдела предприятия. Таким образом, появилась концепция распределения компьютерных ресурсов по всему предприятию. Однако при этом все компьютеры одной организации по-прежнему продолжали работать автономно:

Шло время, и потребности пользователей вычислительной техники росли. Их уже не удовлетворяла изолированная работа на собственном компьютере, им хотелось в автоматическом режиме обмениваться компьютерными данными с пользователями других подразделений. Ответом на эту потребность стало появление первых локальных вычислительных сетей.

Локальные сети (Local Area Network, LAN) — это объединения компьютеров, сосредоточенных на небольшой территории, обычно в радиусе не более 1-2 км, хотя в отдельных случаях локальная сеть может иметь и большие размеры, например несколько десятков километров. В общем случае локальная сеть представляет собой коммуникационную систему, принадлежащую одной организации.

На первых порах для соединения компьютеров друг с другом использовались нестандартные сетевые технологии. Это вызывало много проблем свзязанных с несовместимостью сетевого оборудования.

Сетевая технология — это согласованный набор программных и аппаратных средств (например, драйверов, сетевых адаптеров, кабелей и разъемов), а также механизмов передачи
данных по линиям связи, достаточный для построения вычислительной сети.

Разнообразные устройства сопряжения, использующие собственные способы представления данных на линиях связи, свои типы кабелей и т. п., могли соединять только те конкретные модели компьютеров, для которых были разработаны, например, мини-компьютеры PDP-11 с мэйнфреймом IBM 360 или мини-компьютеры HP с микрокомпьютерами LSI-11. Такая ситуация создала большой простор для творчества студентов — названия многих курсовых и дипломных проектов начинались тогда со слов «Устройство сопряжения…».

В середине 80-х годов положение дел в локальных сетях кардинально изменилось. Утвердились стандартные сетевые технологии объединения компьютеров в сеть Ethernet, Arcnet, Token Ring, Token Bus, несколько позже — FDDI.

Мощным стимулом для их появления послужили персональные компьютеры. Эти массовые продукты стали идеальными элементами построения сетей — с одной стороны, они были достаточно мощными, чтобы обеспечивать работу сетевого программного обеспечения, а с другой — явно нуждались в объединении своей вычислительной мощности для решения сложных задач, а также разделения дорогих периферийных устройств и дисковых массивов. Поэтому персональные компьютеры стали преобладать в локальных сетях, причем не только в качестве клиентских компьютеров, но и в качестве центров хранения и обработки данных, то есть сетевых серверов, потеснив с этих привычных ролей мини-компьютеры и мэйнфреймы.

Все стандартные технологии локальных сетей опирались на тот же принцип коммутации, который был с успехом опробован и доказал свои преимущества при передаче трафика данных в глобальных компьютерных сетях, — принцип коммутации пакетов.

Стандартные сетевые технологии превратили процесс построения локальной сети из решения нетривиальной технической проблемы в рутинную работу. Для создания сети достаточно было приобрести стандартный кабель, сетевые адаптеры соответствующего стандарта, например Ethernet, вставить адаптеры в компьютеры, присоединить их к кабелю стандартными разъемами и установить на компьютеры одну из популярных сетевых операционных систем, например Novell NetWare.

Разработчики локальных сетей привнесли много нового в организацию работы пользователей. Так, стало намного проще и удобнее, чем в глобальных сетях, получать доступ к общим сетевым ресурсам. Последствием и одновременно движущей силой такого прогресса стало появление огромного числа непрофессиональных пользователей, освобожденных от необходимости изучать специальные (и достаточно сложные) команды для сетевой работы.

Конец 90-х выявил явного лидера среди технологий локальных сетей — семейство Ethernet, в которое вошли классическая технология Ethernet со скоростью передачи 10 Мбит/с, а также Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с и Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с.

Простые алгоритмы работы предопределяют низкую стоимость оборудования Ethernet. Широкий диапазон иерархии скоростей позволяет рационально строить локальную сеть, выбирая ту технологию семейства, которая в наибольшей степени отвечает задачам предприятия и потребностям пользователей. Важно также, что все технологии Ethernet очень близки друг к другу по принципам работы, что упрощает обслуживание и интеграцию этих сетей.

Компьютерные сети сегодня

Сегодня компьютерные сети есть практически в каждом доме и все знакомы со словом «Интернет». Но на пути развития этой глобальной сети производители сетевого оборудования сталкивались с проблемой несовместимости своего оборудования с оборудованием других компаний. Такая ситуация была очень не выгодна для всех, и было решено создать стандарты по производству сетевого оборудования и не только. Это, на мой взгляд, и послужило толчком к лавинному росту и развитию компьютерных сетей. На данный момент существует множество различных стандартов для сетевого оборудования, для кабелей, стандарты создания новых сетей и т.д. Все это результат долгой и кропотливой работы огромного числа людей. Без них не было бы Интернета.

Ключом к понимаю организации и структуре современных компьютерных сетей является четкое понимание созданных сетевых стандартов.

Историческая справка — Развитие микрокомпьютерных технологий

Развитие компьютерных сетей напрямую связано с развитием самих компьютеров, поэтому напомню основные этапы развития микрокомпьютерных технологий.

В 40-х годах XX века компьютеры представляли собой большие электромагнитные устройства, подверженные частым сбоям. Создание в 1946 году полупроводникового транзистора открыло много новых возможностей для создания компактных и более надежных компьютеров. В 50-х годах крупные организации стали использовать компьютеры-мэйнфремы, которые выполняли программы, записанные на перфокартах. В конце 50-х годов были созданы первые интегральные микросхемы.
Они включали в себя сначала несколько транзисторов (основная структурная единица в компьютерной технике, изготавливается из полупроводникового материала (преимущественно кремний) и может сохранять свое «состояние» — есть сигнал (1) и нет сигнала (0) ), позднее количество транзисторов увеличивалось, а в настоящее время их количество в интегральной микросхеме достигает нескольких миллионов. На протяжении 60-х годов стало обычным использование мэйнфреймов с подключенными к ним терминалами, широко применялись интегральные микросхемы.

В конце 60-х годов — начале 70-х годов появились компьютеры меньшего размера, названные микрокомпьютерами (хотя по современным стандартам они имели довольно большие размеры). В 1977 году компания Apple Computer создала микрокомпьютер, названный персональным компьютером (Personal Computer — PC). В 1981 году корпорация IBM выпустила свой первый персональный компьютер PC. Благодаря дружественному пользователю интерфейсу компьютера Apple Macintosh, открытой структуре IBM PC и дальнейшей микроминиатюризации интегральных схем PC стали широко применяться как в домашних условиях, так и на производствах.

С начала 60-х годов и вплоть до конца 90-х годов XX века Министерство обороны США ( U.S. Department of Defense — DoD) разрабатывало крупные и надежные распределенные WAN-сети для военных и научных целей. Эта технология значительно отличалась от соединений типа ‘‘точка-точка’’, используемых в досках объявлений. Она позволяла соединять между собой большое количество компьютеров с использованием многих маршрутов. Сама сеть определяла, каким образом передавать данные от одного компьютера другому. При использовании такого типа связи стало возможным по одному соединению осуществлять связь со многими компьютерами, в отличие от прежней технологии, которая позволяла осуществлять только одно соединение. Сеть Министерства обороны постепенно превратилась в сеть Internet.

Источник