Информатика — Википедия

Информáтика (фр. Informatique; англ. Computer science) — наука о методах и процессах сбора, хранения, обработки, передачи, анализа и оценки информации с применением компьютерных технологий, обеспечивающих возможность её использования для принятия решений^[1].

Информатика включает дисциплины, относящиеся к обработке информации в вычислительных машинах и вычислительных сетях: как абстрактные, вроде анализа алгоритмов, так и конкретные, например разработка языков программирования и протоколов передачи данных.

Темами исследований в информатике являются вопросы: что можно, а что нельзя реализовать в программах и базах данных (теория вычислимости и искусственный интеллект), каким образом можно решать специфические вычислительные и информационные задачи с максимальной эффективностью (теория сложности вычислений), в каком виде следует хранить и восстанавливать информацию специфического вида (структуры и базы данных), как программы и люди должны взаимодействовать друг с другом (пользовательский интерфейс и языки программирования и представление знаний) и т. п.

Информатика занимается теоретическими основами информации и вычислений, а также практическими методами для реализации и применения этих основ

Термин нем. Informatik ввёл немецкий специалист Карл Штейнбух в статье Informatik: Automatische Informationsverarbeitung (Информатика: Автоматическая обработка информации) 1957 года^[2].

Термин «Computer science» («Компьютерная наука») появился в 1959 году в научном журнале Communications of the ACM^[3], в котором Луи Фейн (Louis Fein) выступал за создание Graduate School in Computer Sciences (Высшей школы в области информатики

) аналогичной Гарвардской бизнес-школе, созданной в 1921 году^{[4][уточнить]}. Обосновывая такое название школы, Луи Фейн ссылался на Management science («Наука управления»), которая так же как и информатика имеет прикладной и междисциплинарный характер, при этом имеет признаки характерные для научной дисциплины. Усилия Луи Фейна, численного аналитика Джорджа Форсайта^[en] и других увенчались успехом: университеты пошли на создание программ, связанных с информатикой, начиная с Университета Пердью в 1962^[5].

Французский термин «informatique» введён в 1962 году Филиппом Дрейфусом, который также предложил перевод на ряд других европейских языков.

Термины «информология» и «информатика» предложены в 1962 году членом-корреспондентом АН СССР Александром Харкевичем. Основы информатики как науки были изложены в книге «Основы научной информации» 1965 года, которая была переиздана в 1968 году, под названием «Основы информатики»^[6].

Несмотря на своё англоязычное название (англ. Computer Science — компьютерная наука), большая часть научных направлений, связанных с информатикой, не включает изучение самих компьютеров. Вследствие этого были предложены несколько альтернативных названий^[7]. Некоторые факультеты крупных университетов предпочитают термин вычислительная наука (computing science), чтобы подчеркнуть разницу между терминами. Датский учёный Питер Наур предложил термин

даталогия (datalogy)^[8], чтобы отразить тот факт, что научная дисциплина оперирует данными и занимается обработкой данных, хотя и не обязательно с применением компьютеров. Первым научным учреждением, включившим в название этот термин, был Департамент Даталогии (Datalogy) в Университете Копенгагена, основанный в 1969 году, где работал Питер Наур, ставший первым профессором в даталогии (datalogy). Этот термин используется в основном в скандинавских странах. В остальной же Европе часто используются термины, производные от сокращённого перевода фраз «автоматическая информация» (automatic information) (к примеру informazione automatica по-итальянски) и «информация и математика» (information and mathematics), например, informatique (Франция), Informatik (Германия), informatica (Италия, Нидерланды), informática (Испания, Португалия), informatika (в славянских языках) или pliroforiki (πληροφορική, что означает информатика) — в Греции. Подобные слова также были приняты в Великобритании, например, Школа информатики в Университете Эдинбурга^[9].

В русском, английском, французском и немецком языках в 1960-х годах была тенденция к замене термина «документация» терминами, имеющими в своей основе слово «информация»^[10]. В русском языке производной от термина «документация» стала документалистика и получили распространение термины научная и научно-техническая информация.

Во Франции термин официально вошёл в употребление в 1966 году^[11]. В немецком языке термин нем. Informatik имел вначале двойственное значение. Так, в ФРГ^[10] и Великобритании^[1] он был в значении «computer science», то есть означал всё, что связано с применением ЭВМ, а в ГДР, как и в основном по Европе, обозначал науку по французской и русской модели.

Эквиваленты в английском языке[править | править код]

Считается, что под терминами «informatics» в европейских странах и «информатика» в русском языке понимается направление, именуемое в английском языке «computer science». К другому направлению, посвящённому изучению структуры и общих свойств объективной (научной) информации, иногда называемому документалистикой (документальной информатикой) или автоматическим анализом документов

[1], близок термин «information science».

Принято считать, что в английский язык термин «informatics» независимо от остальных ввёл Уолтер Ф. Бауэр, основатель «Informatics Inc.». В США в настоящее время термин англ. informatics связан с прикладными вычислениями или обработкой данных в контексте другой области^[12], например в биоинформатике («bioinformatics») и геоинформатике («geoinformatics»).

Во многих словарях informatics и computer science приравниваются к информатике. В тезаурусе ЮНЕСКО «Информатика — Informatics» даётся как синоним к переводу «Computer science — Компьютерные науки»

[13].

Полисемия[править | править код]

Ряд учёных (специалистов в области информатики) утверждали, что в информатике существуют три отдельные парадигмы. Например, Питер Вегнер^[en] выделял науку, технологию и математику^[14]. Рабочая группа Питера Деннинга^[en] утверждала, что это теория, абстракция (моделирование) и дизайн^[15]. Амнон Х. Эден описывал эти парадигмы, как^[16]:

• рационалистическую парадигму, где информатика — это раздел математики, математика доминирует в теоретической информатике и в основном использует логический вывод,
• технократическую парадигму, используемую в инженерных подходах, наиболее важных в программной инженерии,
• и научную парадигму, где информатика — это ветвь естественных (эмпирических) наук, но информатика отличается тем, что в ней эксперименты проводятся над искусственными объектами (программами и компьютерами).

Полисемия в русском языке[править | править код]

В разные периоды развития информатики в СССР и России в понятие «информатика» вкладывался различный смысл. Информатика — это^[17]:

1. Теория научно-информационной деятельности. В рамках библиотечного дела под термином «научно-информационная деятельность» понимается «практическая работа по сбору, аналитико-синтетической переработке, хранению, поиску и предоставлению учёным и специалистам закрепленной в документах научной информации» ^[18]. В 1952 г. в Москве был создан Институт научной информации Академии наук (переименованный позднее в ВИНИТИ). Цели его создания были более широкими, чем выполнение «научно-информационной деятельности» и А. А. Харкевич (директор Института проблем передачи информации АН СССР) предложил в письме А. И. Михайлову (директору ВИНИТИ) новое название: «„информология“ или „информатика“ („информация“ плюс „автоматика“)» ^[19]. Третье издание «Большой советской энциклопедии» (1970-е гг.) фиксирует значение информатики как дисциплины, изучающей «структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности её создания, преобразования, передачи и использования в различных сферах человеческой деятельности» ^[19].
2. Наука о вычислительных машинах и их применении (вычислительная техника и программирование). В 1976 г. профессорá Мюнхенского технического университета Ф. Л. Бауэр и Г. Гооз написали книгу «Информатика. Вводный курс», переведённую в том же году В. К. Сабельфельдом, учеником известного советского учёного Андрея Петровича Ершова, на русский язык. Они перевели «Informatik» словом «информатика» и определили как «науку, занимающуюся разработкой теории программирования и применения ЭВМ»^[19]. Термин «Informatik» Ф. Л. Бауэр и Г. Гооз объясняют как «немецкое название для computer science — области знания, которая сложилась в самостоятельную научную дисциплину в шестидесятые годы, прежде всего в США, а также в Великобритании. … В английском языке, по-видимому, останется „computer science“ (вычислительная наука), причем этот термин имеет уклон в область теории»
   [20].
3. Фундаментальная наука об информационных процессах в природе, обществе и технических системах. В начале 1990-х гг. К. К. Колин (заместитель директора Института проблем информатики АН СССР) синтезировал толкования информатики, данные академиками А. П. Ершовым и Б. Н. Наумовым, а также проф. Ю. И. Шемакиным следующим образом: информатика — это наука «о свойствах, законах, методах и средствах формирования, преобразования и распространения информации в природе и обществе, в том числе при помощи технических систем». Предметная область информатики, по Колину, включает такие разделы: (1) теоретическая информатика; (2) техническая информатика; (3) социальная информатика, (4) биологическая информатика и (5) физическая информатика ^[21].

Полагают^[17], что одновременное существование всех трёх значений у слова «информатика» затрудняет и мешает развитию данного научного направления.

Самые ранние основы того, что впоследствии станет информатикой, предшествуют изобретению современного цифрового компьютера. Машины для расчёта нескольких арифметических задач, такие как счёты, существовали с древности, помогая в таких вычислениях как умножение и деление.

Блез Паскаль спроектировал и собрал первый рабочий механический калькулятор, известный как калькулятор Паскаля, в 1642^[22].

В 1673 году Готфрид Лейбниц продемонстрировал цифровой механический калькулятор, названный «Stepped Reckoner»^[23]. Его можно считать первым учёным в области компьютерных наук и специалистом в области теории информации, поскольку, среди прочего, он ещё описал двоичную (бинарную) систему чисел.

В 1820 году Томас де Кольмар^[en] запустил промышленный выпуск механического калькулятора после того, как он создал свой упрощённый арифмометр, который был первой счётной машиной, достаточно прочной и надёжной для ежедневного использования. Чарльз Бэббидж начал проектирование первого автоматического механического калькулятора, его разностной машины, в 1822, что в конечном счёте подало ему идею первого программируемого механического калькулятора, его аналитической машины.

Он начал работу над этой машиной в 1834 году и менее чем за два года были сформулированы многие из основных черт современного компьютера. Важнейшим шагом стало использование перфокарт, сработанных на Жаккардовском ткацком станке ^[24], что открывало бесконечные просторы для программирования ^[25]. В 1843 году во время перевода французской статьи на аналитической машине Ада Лавлейс написала в одной из её многочисленных записок алгоритм для вычисления чисел Бернулли, который считается первой компьютерной программой ^[26].

Около 1885 года Герман Холлерит изобрёл табулятор, который использовал перфокарты для обработки статистической информации; в конечном итоге его компания стала частью IBM. В 1937 году, спустя сто лет после несбыточной мечты Бэббиджа, Говард Эйкен убедил руководство IBM, производившей все виды оборудования для перфорированных карт^[27] и вовлечённой в бизнес по созданию калькуляторов, разработать свой гигантский программируемый калькулятор ASCC/Harvard Mark I, основанный на аналитической машине Бэббиджа, которая, в свою очередь, использовала перфокарты и центральный вычислитель (central computing unit). Про готовую машину поговаривали: «мечта Бэббиджа сбылась»^[28].

В 1940-х с появлением новых и более мощных вычислительных машин термин компьютер стал обозначать эти машины, а не людей, занимающихся вычислениями (теперь слово «computer» в этом значении употребляется редко)^[29]. Когда стало ясно, что компьютеры можно использовать не только для математических расчётов, область исследований информатики расширилась с тем, чтобы изучать вычисления в целом. Информатика получила статус самостоятельной научной дисциплины в 1950-х и начале 1960-х годов^[30][31]. Первая в мире степень по информатике, Диплом Кэмбриджа по информатике, была присвоена в компьютерной лаборатории Кембриджского университета в 1953 году. Первая подобная учебная программа в США появилась в Университете Пердью в 1962 году^[32]. С распространением компьютеров возникло много новых самодостаточных научных направлений, основанных на вычислениях с помощью компьютеров.

Мало кто изначально мог предположить, что сами компьютеры станут предметом научных исследований, но в конце 1950-х годов это мнение распространилось среди большинства учёных ^[33]. Ныне известный бренд IBM в то время был одним из участников революции в информатике. IBM (сокращение от International Business Machines) выпустила компьютеры IBM 704^[34] и позже — IBM 709^[35], которые уже широко использовались одновременно с изучением и апробацией этих устройств. «Тем не менее работа с (компьютером) IBM была полна разочарований… при ошибке в одной букве одной инструкции программа „падала“ и приходилось начинать всё сначала»^[33]. В конце 1950-х годов информатика как дисциплина ещё только становилась^[36], и такие проблемы были обычным явлением.

Со временем был достигнут значительный прогресс в удобстве использования и эффективности вычислительной техники. В современном обществе наблюдается явный переход среди пользователей компьютерной техники: от её использования только экспертами и специалистами к использованию всем и каждым. Изначально компьютеры были весьма дорогостоящими и чтобы их эффективно использовать нужна была помощь специалистов. Когда компьютеры стали более распространёнными и доступными, тогда для решения обычных задач стало требоваться меньше помощи специалистов.

История информатики в СССР[править | править код]

Эта статья или раздел описывает ситуацию применительно лишь к одному региону, возможно, нарушая при этом правило о взвешенности изложения. Вы можете помочь Википедии, добавив информацию для других стран и регионов.

В школах СССР учебная дисциплина «Информатика» появилась в 1985 году одновременно с первым учебником А. П. Ершова «Основы информатики и вычислительной техники»^[37].

4 декабря отмечается День российской информатики, так как в этот день в 1948 году Государственный комитет Совета министров СССР по внедрению передовой техники в народное хозяйство зарегистрировал за номером 10 475 изобретение И. С. Брука и Б. И. Рамеева — цифровую электронную вычислительную машину M-1^[38].

Основные достижения[править | править код]

Несмотря на короткую историю в качестве официальной научной дисциплины, информатика внесла фундаментальный вклад в науку и общество. По сути, информатика, наряду с электроникой, является одной из основополагающих наук текущей эпохи человеческой истории, называемой информационной эпохой. При этом информатика является предводителем информационной революции и третьим крупным шагом в развитии технологий, после промышленной революции (1750—1850 н. э.) и неолитической революции (8000-5000 до н. э.).

Вклад информатики:

• Начало «цифровой революции», включающей информационную эпоху и интернет.
• Дано формальное определение вычислений и вычислимости, и доказательство того, что существуют алгоритмически неразрешимые задачи^[40].
• Введено понятие языка программирования, то есть средства для точного выражения методологической информации на различных уровнях абстракции^[41].
• В криптографии расшифровка кода «Энигмы» стала важным фактором победы союзных войск во Второй мировой войне^[39].
• Вычислительные методы обеспечили возможность практической оценки процессов и ситуаций большой сложности, а также возможность проведения экспериментов исключительно за счёт программного обеспечения. Появилась возможность углубленного изучения разума и картирования генома человека, благодаря проекту «Геном человека». Проекты распределенных вычислений, такие как Folding@Home, исследуют сворачивание молекул белка.
• Алгоритмическая торговля повысила эффективность и ликвидность финансовых рынков с помощью искусственного интеллекта, машинного обучения и других статистических и численных методов на больших диапазонах данных ^[42]. Частое использование алгоритмической торговли может усугубить волатильность^[43].
• Компьютерная графика и CGI повсеместно используются в современных развлечениях, особенно в области телевидения, кино, рекламы, анимации и видео-игр. Даже фильмы, в которых нет (явного) использования CGI, как правило, сняты на цифровые камеры и впоследствии обработаны или отредактированы в программах обработки видео.
• Моделирование различных процессов, например в гидродинамике, физике, электрике, электронных системах и цепях, а также для моделирования общества и социальных ситуаций (в частности, военных игр), учитывая среду обитания и др. Современные компьютеры позволяют оптимизировать, например, такие конструкции, как проект целого самолёта. Известным программным обеспечением является симулятор электронных схем SPICE, а также программное обеспечение для физической реализации новых (или модифицированных) конструкций, включающее разработку интегральных схем.
• Искусственный интеллект приобретает все большее значение, одновременно с этим становясь более сложным и эффективным. Существует множество применений искусственного интеллекта (ИИ), например роботы-пылесосы, которые можно использовать дома. ИИ также присутствует в видеоиграх, роботах огневой поддержки и противоракетных системах.

Информатика делится на ряд разделов. Как дисциплина, информатика охватывает широкий круг тем от теоретических исследований алгоритмов и пределов вычислений до практической реализации вычислительных систем в области аппаратного и программного обеспечения^[44][45]. Комитет CSAB^[en], ранее называемый «Советом по аккредитации вычислительных наук», включающий представителей Ассоциации вычислительной техники (ACM) и Компьютерного общества IEEE^[en] (IEEE-CS)^[46] — определил четыре области, важнейшие для дисциплины информатика: теория вычислений, алгоритмы и структуры данных, методология программирования и языков, компьютерные элементы и архитектура. В дополнение к этим четырём направлениям, комитет CSAB определяет следующие важные области информатики: разработка программного обеспечения, искусственный интеллект, компьютерные сети и телекоммуникации, системы управления базами данных, параллельные вычисления, распределённые вычисления, взаимодействия между человеком и компьютером, компьютерная графика, операционные системы, числовые и символьные вычисления^[44].

Теоретическая информатика[править | править код]

Огромное поле исследований теоретической информатики включает как классическую теорию алгоритмов, так и широкий спектр тем, связанных с более абстрактными логическими и математическими аспектами вычислений. Теоретическая информатика занимается теориями формальных языков, автоматов, алгоритмов, вычислимости и вычислительной сложности, а также вычислительной теорией графов, криптологией, логикой (включая логику высказываний и логику предикатов), формальной семантикой и закладывает теоретические основы для разработки компиляторов языков программирования.

Теория алгоритмов[править | править код]

По словам Питера Деннинга^[en], к фундаментальным вопросам информатики относится следующий вопрос: «Что может быть эффективно автоматизировано?»^[30] Изучение теории алгоритмов сфокусировано на поиске ответов на фундаментальные вопросы о том, что можно вычислить и какое количество ресурсов необходимо для этих вычислений. Для ответа на первый вопрос в теории вычислимости рассматриваются вычислительные задачи, решаемые на различных теоретических моделях вычислений. Второй вопрос посвящён теории вычислительной сложности; в этой теории анализируются затраты времени и памяти различных алгоритмов при решении множества вычислительных задач.

Знаменитая задача «P=NP?», одна из Задач тысячелетия^[47], является нерешённой задачей в теории алгоритмов.

Информация и теория кодирования[править | править код]

Теория информации связана с количественной оценкой информации. Это направление получило развитие благодаря трудам Клода Э. Шеннона, который нашёл фундаментальные ограничения на обработку сигнала в таких операциях, как сжатие данных, надёжное сохранение и передача данных^[48].

Теория кодирования изучает свойства кодов (системы для преобразования информации из одной формы в другую) и их пригодность для конкретной задачи. Коды используются для сжатия данных, в криптографии, для обнаружения и коррекции ошибок, а в последнее время также и для сетевого кодирования. Коды изучаются с целью разработки эффективных и надёжных методов передачи данных.

Алгоритмы и структуры данных[править | править код]

Алгоритмы и структуры данных, как раздел информатики, связаны с изучением наиболее часто используемых вычислительных методов и оценкой их вычислительной эффективности.

Теория языков программирования[править | править код]

В теории языков программирования, как подразделе информатики, изучают проектирование, реализацию, анализ и классификацию языков программирования в целом, а также изучают отдельные элементы языков. Эта область информатики, с одной стороны, в большой степени полагается на достижения таких наук как математика, программная инженерия и лингвистика, с другой стороны, сама оказывает большое влияние на их развитие. Теория языков программирования активно развивается, многие научные журналы посвящены этому направлению.

Формальные методы[править | править код]

Формальные методы — это своего рода математический подход, предназначенный для спецификации, разработки и верификации программных и аппаратных систем. Использование формальных методов при разработке программного и аппаратного обеспечения мотивировано расчётом на то, что, как и в других инженерных дисциплинах, надлежащий математический анализ обеспечит надёжность и устойчивость проекта. Формальные методы являются важной теоретической основой при разработке программного обеспечения, особенно в случаях, когда дело касается надёжности или безопасности. Формальные методы являются полезным дополнением к тестированию программного обеспечения, так как они помогают избежать ошибок, а также являются основой для тестирования. Для их широкого использования требуется разработка специального инструментария. Однако высокая стоимость использования формальных методов указывает на то, что они, как правило, используются только при разработке высокоинтегрированных и жизненно-важных систем^[en], где надёжность и безопасность имеют первостепенное значение. Формальные методы имеют довольно широкое применение: от теоретических основ информатики (в частности, логики вычислений, формальных языков, теории автоматов, программ и семантики) до систем типов и проблем алгебраических типов данных в задачах спецификации и верификации программного и аппаратного обеспечения.

Прикладная информатика[править | править код]

Прикладная информатика направлена на применение понятий и результатов теоретической информатики к решению конкретных задач в конкретных прикладных областях.

Искусственный интеллект[править | править код]

Это область информатики, неразрывно связанная с такими целеполагающими процессами, как решение задач, принятие решений, адаптация к окружающим условиям, обучение и коммуникация, присущими и людям, и животным. Возникновение искусственного интеллекта (ИИ) связано с кибернетикой и ведёт свой отсчёт с Дартмутской Конференции (1956). Исследования в области искусственного интеллекта (AI) с необходимостью были междисциплинарными, и основывались на таких науках, как: прикладная математика, математическая логика, семиотика, электротехника, философия сознания, нейрофизиология и социальный интеллект. У обывателей искусственный интеллект ассоциируется в первую очередь с робототехникой, но кроме этого ИИ является неотъемлемой частью разработки программного обеспечения в самых разных областях. Отправной точкой в конце 1940-х годов стал вопрос Алана Тьюринга: «Могут ли компьютеры думать?», и этот вопрос остаётся фактически без ответа, хотя «тест Тьюринга» до сих пор используется для оценки результатов работы компьютера в масштабах человеческого интеллекта.

Архитектура компьютера и компьютерная инженерия[править | править код]

Архитектура компьютера, или организация цифрового компьютера, является концептуальной структурой компьютерной системы. Она сосредоточена в основном на способе, при котором центральный процессор выполняет внутренние операции и обращается к адресам в памяти^[49]. Она часто включает в себя дисциплины вычислительной техники и электротехники, выбор и соединение аппаратных компонентов для создания компьютеров, которые удовлетворяют функциональным, производительным и финансовым целям.

Общий ресурс — Википедия

Общий ресурс, или общий сетевой ресурс, — в информатике, это устройство или часть информации, к которой может быть осуществлён удалённый доступ с другого компьютера, обычно через локальную компьютерную сеть или посредством корпоративного интернета, как если бы ресурс находился на локальной машине.

Примерами такого могут служить общий доступ к файлам (также известный как общий доступ к диску и общий доступ к папкам), общий доступ к принтеру (совместный доступ к принтеру), сканеру и т. п. Общим ресурсом называется «совместный доступ к диску» (также известным как подключенный диск, «общий том диска», «общая папка», «общий файл», «общий документ», «общий принтер».

Термином «общие файлы» обычно называют совместный доступ к файлам, преимущественно в контексте операционных систем или служб локальных компьютерных сетей, например, Microsoft Windows documentation.^[1] C получением распространения BitTorrent и аналогичных протоколов в начале 2000-х годов, термин общий доступ к файлам всё больше стал применяться к передаче файлов в одноранговых сетях через Интернет.

Общий доступ к файлам и принтерам в локальной сети может быть организован на базе централизованного файлового сервера или сервера печати, что иногда обозначается как клиент-серверная организации работы компьютеров или децентрализованная модель, иногда называемая одноранговой топологией сети или сетевой рабочей группой. При соединении по схеме клиент-сервер, клиентский процесс на локальном пользовательском компьютере инициирует соединение, в то время как серверный процесс удалённого компьютера на файл-сервере или сервере печати пассивно ждёт запросов для начала сессии соединения. В одноранговой сети любой компьютер может быть как сервером, так и клиентом.

Сетевой общий доступ обычно делается пользователями путём пометки каталога или файла или изменения разрешений файловой системы или прав доступа в свойствах каталога или файла. Эта процедура различна на разных платформах. В операционной системе Windows XP Home Edition для общего доступа файлы или папки должны размещаться в специальной папке «Общие документы», обычно имеющей путь C:\Documents and Settings\All users\Shared documents.

Ответственность за безопасность общего сетевого ресурса возникает, когда доступ к общим файлам увеличивается (обычно разными средствами), и кто-то не должен иметь доступ к общим ресурсам. Общие сетевые ресурсы основываются на постоянном доступе к сети и имеют большой потенциал для каналов связи при неширокополосном доступе к сети. По этой причине общий доступ к файлам и принтерам в локальной сети или в корпоративном интранете обычно защищается межсетевыми экранами от компьютеров извне. Тем не менее, общие ресурсы могут быть доступны для авторизованных пользователей посредством технологии виртуальной частной сети.

Наименование и подключение ресурсов[править | править код]

Общий ресурс доступен клиентским компьютерам посредством особого назначения имён, подобного UNC, используемого в персональных компьютерах с DOS и Windows. Это означает, что сетевой ресурс может быть доступен по следующему имени:

\\ИмяСерверногоКомпьютера\ИмяРесурса

где ИмяСерверногоКомпьютера — это имя в WINS или DNS-имя, или IP-адрес серверного компьютера или путь к нему. Общая папка при этом может быть доступна под именем ИмяРесурса, которое может отличаться от локального имени папки на сервере. Например, \\server\c$ обычно обозначает устройство с буквой C: на Windows-машинах.

Общее устройство или папка часто подключается к клиентскому персональному компьютеру, это означает, что ресурсу назначается буква диска на локальном компьютере. Например, буквой устройства H: обычно обозначается домашняя папка на центральном файловом сервере.

Файловые системы с совместным доступом и протоколы[править | править код]

Наличие общего доступа к файлам и принтерам требуется операционной системе на клиенте, поддерживающим доступ к совместным ресурсам, операционной системе на сервере, который поддерживает доступ к своим ресурсам с клиента, и протокол прикладного уровня (в четырёх из пяти уровней протоколов TCP/IP) протокола совместного доступа к файлам и протокол транспортного уровня для предоставления совместного доступа. Современные операционные системы для персональных компьютеров включают в себя распределённые файловые системы, которые поддерживают общий доступ к файлам, в то время как наладонным компьютерным устройствам иногда требуется дополнительное программное обеспечение для организации общего доступа к файлам. В таблице ниже приводятся большинство распространённых файловых систем с общим доступом к файлам и протоколы для соответствующей работы.

«Первичная операционная система» — это операционная система, под которой более часто используется указанный протокол общего доступа к файлам.

Под Microsoft Windows общий сетевой доступ предоставляется сетевым компонентом Windows, называемым «Общий доступ к файлам и принтерам для сетей Microsoft», и использует протокол SMB от Microsoft. Другие операционные системы могут использовать этот же протокол; например, Samba является сервером SMB, запускаемым под Unix-подобными операционными системами и некоторыми другими не MS-DOS и не Windows операционными системами, подобными OpenVMS. Samba может использоваться для организации сетевых общих ресурсов, которые могут быть доступны используя SMB с компьютеров, запущенных под Microsoft Windows. Альтернативой может служить файловая система с общим дисковым доступом, когда каждый компьютер имеет доступ к «родной» файловой системе на общем дисковом устройстве.

Доступ к общим ресурсам также может быть организован при помощи WebDAV.

Централизованная и децентрализованная архитектура[править | править код]

В крупных корпоративных сетях общий сетевой ресурс, как правило, является ресурсом на централизованном файловом сервере или сервере печати, доступным для клиентских компьютеров пользователей. В домашних и небольших офисных сетях часто используется децентрализованный способ, когда каждый пользователь может сделать доступными свои локальные ресурсы для других. Такой подход иногда называют одноранговой сетью, поскольку один и тот же компьютер может использоваться как в качестве сервера, так и в качестве клиента.

Совместный доступ к файлам не следует путать с передачей файлов по FTP или Bluetooth или IRDA или протоколу OBEX. Общий доступ к ресурсам предполагает наличие автоматической синхронизации информации о папке при изменениях в ней на сервере, а также стороной сервера может предоставляться поиск файла, передача файлов и менее значимые возможности.

Совместный доступ к файлам, как правило, рассматривается в качестве сетевой службы локальной сети, в то время как FTP является службой Интернета.

Совместный доступ к файлам прозрачен для пользователя, как если бы этот ресурс был в локальной файловой системе, и поддерживает многопользовательское окружение. Это включает в себя управление одновременными подключениями или блокировку удалённого файла во время редактирования его пользователем и разрешения файловых систем.

Совместный доступ к файлам включает в себя метод синхронизации, но это не следует путать с синхронизацией файлов и другими методами синхронизации информации. Для синхронизации информации, основанной на Интернет-технологии, может, например, использоваться язык SyncML. При совместном доступе к файлам серверная сторона кладёт информацию о папке и она обычно передаётся «поверх» Интернет-сокета. Синхронизация файлов позволяет пользователю время от времени не быть на связи и обычно основывается на программах-агентах, которые опрашивают синхронизируемые машины при пересоединении и иногда повторно через определённый временной интервал для обнаружения различий. Современные операционные системы часто включают в себя локальный кэш файлов удалённого компьютера, позволяя тем самым автономный доступ к ним и синхронизацию при пересоединении к сети.

Сетевая топология — Википедия

Сетевая тополо́гия — это конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (компьютеры) и коммуникационное оборудование (маршрутизаторы), а рёбрам — физические или информационные связи между вершинами.

Сетевая топология может быть

• физической — описывает реальное расположение и связи между узлами сети.
• логической — описывает хождение сигнала в рамках физической топологии.
• информационной — описывает направление потоков информации, передаваемых по сети.
• управления обменом — это принцип передачи права на пользование сетью.

Полносвязная[править | править код]

Полносвязная топология

Сеть, в которой каждый компьютер непосредственно связан со всеми остальными. Однако этот вариант громоздкий и неэффективный, потому что каждый компьютер в сети должен иметь большое количество коммуникационных портов, достаточное для связи с каждым из остальных компьютеров.

Неполносвязная[править | править код]

Неполносвязных топологий существует несколько. В них, в отличие от полносвязных, может применяться передача данных не напрямую между компьютерами, а через дополнительные узлы.

Шина[править | править код]

Топология шина

Топология данного типа представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.

Преимущества сетей шинной топологии:

• расход кабеля существенно уменьшен;
• отказ одного из узлов не влияет на работу сети в целом;
• сеть легко настраивать и конфигурировать;
• сеть устойчива к неисправностям отдельных узлов.

Недостатки сетей шинной топологии:

• разрыв кабеля может повлиять на работу всей сети;
• ограниченная длина кабеля и количество рабочих станций;
• недостаточная надежность сети из-за проблем с разъемами кабеля;
• низкая производительность, обусловлена разделением канала между всеми абонентами.

Звезда[править | править код]

Топология звезда

В сети, построенной по топологии типа «звезда», каждая рабочая станция подсоединяется кабелем (витой парой) к концентратору, или хабу (англ. hub). Концентратор обеспечивает параллельное соединение ПК и, таким образом, все компьютеры, подключенные к сети, могут общаться друг с другом.

Данные от передающей станции сети передаются через хаб по всем линиям связи всем ПК. Информация поступает на все рабочие станции, но принимается только теми станциями, которым она предназначается. Так как передача сигналов в топологии физическая звезда является широковещательной, то есть сигналы от ПК распространяются одновременно во все направления, то логическая топология данной локальной сети является логической шиной.

Данная топология применяется в локальных сетях с архитектурой 10Base-T Ethernet.

Преимущества сетей топологии звезда:

• легко подключить новый ПК;
• имеется возможность централизованного управления;
• сеть устойчива к неисправностям отдельных ПК и к разрывам соединения отдельных ПК.

Недостатки сетей топологии звезда:

• отказ хаба влияет на работу всей сети;
• большой расход кабеля.

Расширенная звезда[править | править код]

Распределённая звезда[править | править код]

Кольцо (Ring)[править | править код]

В сети с топологией типа «кольцо» все узлы соединены каналами связи в неразрывное кольцо, по которому передаются данные. Выход одного ПК соединяется со входом другого ПК. Начав движение из одной точки, данные, в конечном счете, попадают на его начало. Данные в кольце всегда движутся в одном и том же направлении.

Топология кольцо

Принимающая рабочая станция распознает и получает только адресованное ей сообщение. В сети с топологией типа физическое кольцо используется маркерный доступ, который предоставляет станции право на использование кольца в определенном порядке. Логическая топология данной сети — логическое кольцо. Данную сеть очень легко создавать и настраивать.

К основному недостатку сетей топологии кольцо относится то, что повреждение линии связи в одном месте или отказ ПК приводит к неработоспособности всей сети.

Как правило, в чистом виде топология «кольцо» не применяется из-за своей ненадёжности, поэтому на практике применяются различные модификации кольцевой топологии.

Ячеистая топология[править | править код]

Получается из полносвязной топологии путём удаления некоторых связей. Допускает соединения большого количества компьютеров и характерна для крупных сетей.

Также существует большое количество дополнительных способов соединения:

Дополнительные способы являются комбинациями базовых. В общем случае такие топологии называются смешанными или гибридными, но некоторые из них имеют собственные названия, например, «дерево».

Смешанная топология[править | править код]

Сеть смешанной топологии

Смешанная топология — сетевая топология, преобладающая в крупных сетях с произвольными связями между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.

Централизация[править | править код]

Топология типа «звезда» снижает вероятность сбоя сети, подключая все периферийные узлы (компьютеры и т. д.) к центральному узлу. Когда физическая звездная топология применяется к логически шинной сети, такой как Ethernet, центральный узел (обычно хаб) ретранслирует все передачи, полученные от любого периферийного узла на все периферийные узлы в сети, в том числе иногда и в сторону инициирующего узла. Таким образом, все периферийные узлы могут взаимодействовать со всеми остальными посредством передачи и приема только от центрального узла. Отказ линии передачи, связывающей любой периферийный узел с центральным узлом приведёт к тому, что данный периферийный узел будет изолирован от всех остальных, а остальные периферийные узлы затронуты не будут. Однако, недостаток заключается в том, что отказ центрального узла приведет к отказу всех периферийных узлов.

Для снижения объема сетевого трафика, приходящего в широковещательном режиме, были разработаны более продвинутые центральные узлы, которые способны отслеживать уникальность узлов, подключенных к сети. Эти сетевые коммутаторы изучают макет сети, «слушая» каждый порт во время нормальной передачи данных, рассматривая пакеты данных и записывая в внутреннюю справочную таблицу идентификатор каждого подключенного узла и порт, к которому он подключен. Эта поисковая таблица, хранящаяся в специализированной CAM-памяти, позволяет перенаправлять будущие передачи только в порт их назначения.

Децентрализация[править | править код]

В сетевой топологии существуют по крайней мере два узла с двумя или больше путями между ними, чтобы обеспечить дополнительные пути, которые будут использоваться в случае, если один из путей выйдет из строя. Эта децентрализация часто используется, чтобы компенсировать недостаток выхода из строя одного пункта, используя единственное устройство в качестве центрального узла (например, в звезде и сетях дерева). Специальный вид сети, ограничивающий число путей между двумя узлами, называется гиперкубом. Число разветвлений в сетях делает их более трудными к разработке и реализации, однако они являются очень удобными. В 2012 IEEE издал протокол IEEE 802-1aq (мостовое соединение по кратчайшему пути), чтобы облегчить задачи конфигурации и обеспечить активность всех путей, что увеличивает полосу пропускания и избыточность между всеми устройствами. В некоторой степени это подобно линейной или кольцевой топологиям, используемых для соединения систем во многих направлениях.

• В. Олифер, Н. Олифер. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. — Питер, 2013. — С. 55. — 944 с. — 3000 экз. — ISBN 978-5-496-00004-8.

Сеть (информатика) — это… Что такое Сеть (информатика)?



Сеть (информатика)

Wikimedia Foundation. 2010.

• Сетчатые питоны
• Сеть (фильм, 1976)

Смотреть что такое «Сеть (информатика)» в других словарях:

• Семантическая сеть — У этого термина существуют и другие значения, см. Сеть …   Википедия

• Процесс (информатика) — У этого термина существуют и другие значения, см. Процесс. Статусы процессов в современных ОС. Процесс  выполнение пассивных инструкций …   Википедия

• Консоль (информатика) — Содержание 1 Комплект устройств ввода вывода 1.1 Современные консоли 1.2 Текстовые терминалы …   Википедия

• Шейпинг (информатика) — У этого термина существуют и другие значения, см. Шейпинг. Шейпинг  ограничение пропускной способности канала для отдельного узла сети ниже технических возможностей канала до узла. Шейпинг обычно используется как средство ограничения… …   Википедия

• Интерфейс (информатика) — Интерфейс (от англ. interface  поверхность раздела, перегородка)  совокупность средств и методов взаимодействия между элементами системы. В зависимости от контекста, понятие применимо как к отдельному элементу (интерфейс элемента), так и к… …   Википедия

• Последовательное соединение (информатика) — В области телекоммуникаций и информатике под термином последовательное соединение понимают процесс пересылки данных по одному биту за раз (последовательно) по каналу связи или компьютерной шине. Это противопоставляется параллельному соединению, в …   Википедия

• Передача данных — Сеть передачи данных Передача данных (обмен данными, цифровая передача, цифровая связь)  физический перенос …   Википедия

• Институт автоматики и вычислительной техники МЭИ — Институт автоматики и вычислительной техники Московского энергетического института (технического университета) …   Википедия

• Евразийский открытый институт — (ЕАОИ) Оригинальное название Eurasian Open Institute Основан …   Википедия

• Кабардино-Балкарский государственный университет имени Х. М. Бербекова — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей …   Википедия

Книги

• Практикум по информатике. Учебное пособие, Андреева Надежда Михайловна, Хеннер Евгений Карлович, Василюк Надежда Николаевна, Пак Николай Инсебович. Особенность настоящего практикума заключается в том, что он обеспечивает поддержку изучения курса информатики, охватывающего как ее теоретические, так и прикладные аспекты на уровне,… Подробнее  Купить за 1748 руб
• Практикум по информатике, Андреева Н.М.. Особенность настоящего практикума заключается в том, что он обеспечивает поддержку изучения курса информатики, охватывающего как ее теоретические, так и прикладные аспекты на уровне,… Подробнее  Купить за 1157 грн (только Украина)
• Практикум по информатике, Андреева Н.М.. Особенность настоящего практикума заключается в том, что он обеспечивает поддержку изучения курса информатики, охватывающего как ее теоретические, так и прикладные аспекты на уровне,… Подробнее  Купить за 957 руб

Другие книги по запросу «Сеть (информатика)» >>

Сетевая плата — Википедия

Сетевая плата (ISA) с разъёмами AUI (сверху справа) и BNC (снизу). Сетевая плата 3Com 3CXFE575CT, установленная в ноутбук.

Сетевая плата (в англоязычной среде NIC — англ. network interface controller/card), также известная как сетевая карта, сетевой адаптер (в терминологии компании Intel^[1]), Ethernet-адаптер — по названию технологии — дополнительное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети. В настоящее время в персональных компьютерах и ноутбуках контроллер и компоненты, выполняющие функции сетевой платы, довольно часто интегрированы в материнские платы для удобства, в том числе унификации драйвера и удешевления всего компьютера в целом.

По конструктивной реализации сетевые платы делятся на:

На 10-мегабитных сетевых платах для подключения к локальной сети используются 4 типа разъёмов:

Эти разъёмы могут присутствовать в разных комбинациях, но в любой данный момент работает только один из них.

На 100-мегабитных платах устанавливают либо разъём для витой пары (8P8C, ошибочно называемый RJ-45^[3]), либо оптический разъем (SC, ST, MIC^[4]).

Рядом с разъёмом для витой пары устанавливают один или несколько информационных светодиодов, сообщающих о наличии подключения и передаче информации.

Одной из первых массовых сетевых карт стала серия NE1000/NE2000 фирмы Novell с разъемом BNC.

При конфигурировании карты сетевого адаптера могут быть доступны следующие параметры:

• номер линии запроса на аппаратное прерывание IRQ
• номер канала прямого доступа к памяти DMA (если поддерживается)
• базовый адрес ввода-вывода
• базовый адрес памяти ОЗУ (если используется)
• поддержка стандартов автосогласования дуплекса/полудуплекса, скорости ^[5][6]
• поддержка тегированных пакетов VLAN (802.1q) с возможностью фильтрации пакетов заданного VLAN ID
• параметры WOL (Wake-on-LAN)
• функция Auto-MDI/MDI-X автоматический выбор режима работы по прямой либо перекрестной обжимке витой пары
• MTU канального уровня

В зависимости от мощности и сложности сетевой карты она может реализовывать вычислительные функции (преимущественно подсчёт и генерацию контрольных сумм кадров) аппаратно либо программно (драйвером сетевой карты с использованием центрального процессора).

Серверные сетевые карты могут поставляться с двумя (и более) сетевыми разъёмами. Некоторые сетевые карты (встроенные в материнскую плату) также обеспечивают функции межсетевого экрана (например, nForce).

Функции и характеристики сетевых адаптеров[править | править код]

Сетевой адаптер (Network Interface Card (или Controller), NIC) вместе со своим драйвером реализует второй, канальный уровень модели открытых систем (OSI) в конечном узле сети — компьютере. Более точно, в сетевой операционной системе пара адаптер и драйвер выполняет только функции физического и MAC-уровней, в то время как LLC-уровень обычно реализуется модулем операционной системы, единым для всех драйверов и сетевых адаптеров. Собственно так оно и должно быть в соответствии с моделью стека протоколов IEEE 802. Например, в ОС Windows NT уровень LLC реализуется в модуле NDIS, общем для всех драйверов сетевых адаптеров, независимо от того, какую технологию поддерживает драйвер.

Сетевой адаптер совместно с драйвером выполняют две операции: передачу и приём кадра. Передача кадра из компьютера в кабель состоит из перечисленных ниже этапов (некоторые могут отсутствовать, в зависимости от принятых методов кодирования):

• Приём кадра данных LLC через межуровневый интерфейс вместе с адресной информацией MAC-уровня. Обычно взаимодействие между протоколами внутри компьютера происходит через буферы, расположенные в оперативной памяти. Данные для передачи в сеть помещаются в эти буферы протоколами верхних уровней, которые извлекают их из дисковой памяти либо из файлового кэша с помощью подсистемы ввода-вывода операционной системы.
• Оформление кадра данных MAC-уровня, в который инкапсулируется кадр LLC (с отброшенными флагами 01111110). Заполнение адресов назначения и источника, вычисление контрольной суммы.
• Формирование символов кодов при использовании избыточных кодов типа 4В/5В. Скремблирование кодов для получения более равномерного спектра сигналов. Этот этап используется не во всех протоколах — например, технология Ethernet 10 Мбит/с обходится без него.
• Выдача сигналов в кабель в соответствии с принятым линейным кодом — манчестерским, NRZI, MLT-3 и т. п.

Приём кадра из кабеля в компьютер включает следующие действия:

• Приём из кабеля сигналов, кодирующих битовый поток.
• Выделение сигналов на фоне шума. Эту операцию могут выполнять различные специализированные микросхемы или сигнальные процессоры DSP. В результате в приёмнике адаптера образуется некоторая битовая последовательность, с большой степенью вероятности совпадающая с той, которая была послана передатчиком.
• Если данные перед отправкой в кабель подвергались скремблированию, то они пропускаются через дескремблер, после чего в адаптере восстанавливаются символы кода, посланные передатчиком.
• Проверка контрольной суммы кадра. Если она неверна, то кадр отбрасывается, а через межуровневый интерфейс наверх, протоколу LLC передается соответствующий код ошибки. Если контрольная сумма верна, то из MAC-кадра извлекается кадр LLC и передается через межуровневый интерфейс наверх, протоколу LLC. Кадр LLC помещается в буфер оперативной памяти.

Распределение обязанностей между сетевым адаптером и его драйвером стандартами не определяется, поэтому каждый производитель решает этот вопрос самостоятельно. Обычно сетевые адаптеры делятся на адаптеры для клиентских компьютеров и адаптеры для серверов.

В адаптерах для клиентских компьютеров значительная часть работы перекладывается на драйвер, тем самым адаптер оказывается проще и дешевле. Недостатком такого подхода является высокая степень загрузки центрального процессора компьютера рутинными работами по передаче кадров из оперативной памяти компьютера в сеть. Центральный процессор вынужден заниматься этой работой вместо выполнения прикладных задач пользователя.

Поэтому адаптеры, предназначенные для серверов, обычно снабжаются собственными процессорами, которые самостоятельно выполняют большую часть работы по передаче кадров из оперативной памяти в сеть и в обратном направлении. Примером такого адаптера может служить сетевой адаптер SMC EtherPower со встроенным процессором Intel i960.

В зависимости от того, какой протокол реализует адаптер, адаптеры делятся на Ethernet-адаптеры, Token Ring-адаптеры, FDDI-адаптеры и т. д. Так как протокол Fast Ethernet позволяет за счет процедуры автопереговоров автоматически выбрать скорость работы сетевого адаптера в зависимости от возможностей концентратора, то многие адаптеры Ethernet сегодня поддерживают две скорости работы и имеют в своем названии приставку 10/100. Это свойство некоторые производители называют авточувствительностью.

Сетевой адаптер перед установкой в компьютер необходимо конфигурировать. При конфигурировании адаптера обычно задаются номер прерывания IRQ, используемого адаптером, номер канала прямого доступа к памяти DMA (если адаптер поддерживает режим DMA) и базовый адрес портов ввода-вывода.

Если сетевой адаптер, аппаратура компьютера и операционная система поддерживают стандарт Plug-and-Play, то конфигурирование адаптера и его драйвера осуществляется автоматически. В противном случае нужно сначала сконфигурировать сетевой адаптер, а затем повторить параметры его конфигурации для драйвера. В общем случае, детали процедуры конфигурирования сетевого адаптера и его драйвера во многом зависят от производителя адаптера, а также от возможностей шины, для которой разработан адаптер.

Если сетевой адаптер работает некорректно, может происходить флаппинг его порта.

В качестве примера классификации адаптеров используем подход фирмы 3Com. Фирма 3Com считает, что сетевые адаптеры Ethernet прошли в своем развитии 5 поколений.

Первое поколение[править | править код]

Адаптеры первого поколения были выполнены на дискретных логических микросхемах, в результате чего обладали низкой надежностью. Они имели буферную память только на один кадр, что приводило к низкой производительности адаптера, так как все кадры передавались из компьютера в сеть или из сети в компьютер последовательно. Кроме этого, задание конфигурации адаптера первого поколения происходило вручную, с помощью перемычек. Для каждого типа адаптеров использовался свой драйвер, причем интерфейс между драйвером и сетевой операционной системой не был стандартизирован.

Второе поколение[править | править код]

В сетевых адаптерах второго поколения для повышения производительности стали применять метод многокадровой буферизации. При этом следующий кадр загружается из памяти компьютера в буфер адаптера одновременно с передачей предыдущего кадра в сеть. В режиме приёма, после того как адаптер полностью принял один кадр, он может начать передавать этот кадр из буфера в память компьютера одновременно с приёмом другого кадра из сети.

В сетевых адаптерах второго поколения широко используются микросхемы с высокой степенью интеграции, что повышает надежность адаптеров. Кроме того, драйверы этих адаптеров основаны на стандартных спецификациях. Адаптеры второго поколения обычно поставляются с драйверами, работающими как в стандарте NDIS (спецификация интерфейса сетевого драйвера), разработанном фирмами 3Com и Microsoft и одобренном IBM, так и в стандарте ODI (интерфейс открытого драйвера), разработанном фирмой Novell.

Третье поколение[править | править код]

Микроконтроллер (интегрированной сетевой карты) Intel 82559

В сетевых адаптерах третьего поколения (к ним фирма 3Com относит свои адаптеры семейства EtherLink III) осуществляется конвейерная схема обработки кадров. Она заключается в том, что процессы приёма кадра из оперативной памяти компьютера и передачи его в сеть совмещаются во времени. Таким образом, после приёма нескольких первых байт кадра начинается их передача. Это существенно (на 25—55 %) повышает производительность цепочки «оперативная память — адаптер — физический канал — адаптер — оперативная память». Такая схема очень чувствительна к порогу начала передачи, то есть к количеству байт кадра, которое загружается в буфер адаптера перед началом передачи в сеть. Сетевой адаптер третьего поколения осуществляет самонастройку этого параметра путём анализа рабочей среды, а также методом расчета, без участия администратора сети. Самонастройка обеспечивает максимально возможную производительность для конкретного сочетания производительности внутренней шины компьютера, его системы прерываний и системы прямого доступа к памяти.

Адаптеры третьего поколения базируются на специализированных интегральных схемах (ASIC), что повышает производительность и надежность адаптера при одновременном снижении его стоимости. Компания 3Com назвала свою технологию конвейерной обработки кадров Parallel Tasking, другие компании также реализовали похожие схемы в своих адаптерах. Повышение производительности канала «адаптер-память» очень важно для повышения производительности сети в целом, так как производительность сложного маршрута обработки кадров, включающего, например, концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы, глобальные каналы связи и т. п., всегда определяется производительностью самого медленного элемента этого маршрута. Следовательно, если сетевой адаптер сервера или клиентского компьютера работает медленно, никакие быстрые коммутаторы не смогут повысить скорость работы сети.

Четвёртое поколение[править | править код]

Сетевые адаптеры Fast Ethernet можно отнести к четвертому поколению. В эти адаптеры обязательно входит ASIC, выполняющая функции MAC-уровня (англ. MAC-PHY), скорость развита до 1 Гбит/сек, а также есть большое количество высокоуровневых функций. В набор таких функций может входить поддержка агента удаленного мониторинга RMON, схема приоритизации кадров, функции дистанционного управления компьютером и т. п. В серверных вариантах адаптеров почти обязательно наличие мощного процессора, разгружающего центральный процессор. Примером сетевого адаптера четвертого поколения может служить адаптер компании 3Com Fast EtherLink XL 10/100.

Пятое поколение[править | править код]

Выпускаемые с 2006 года сетевые карты Gigabit Ethernet. Так же выпускаются домашние коммутаторы и маршрутизаторы для гигабитной связи. Поддерживают протоколы IPv6, цифровое телевидение и многое другое.

Шестое поколение[править | править код]

Терабитный Ethernet находится в стадии разработки для домашнего пользователя, но реально применяется интернет-провайдерами для осуществления связи.

Топология сети в информатике ℹ️ основные виды сетевой топологии и их описание, что понимается под локальной топологией компьютеной сети, схемы и типы соединений, физические и логические

Существующие подключения

Есть несколько классификаций сетей по топологии. Они имеют разное функциональное назначение. Линии делятся на локальную и сложную (совокупность соединённых с помощью мостов и маршрутизаторов) сеть. Точки основных топологий вычислительных сетей могут быть нескольких видов и имеют разную схему и построение.

WAN (WideArea Network)

Глобальная линия, основанная на телефонных звонках и состоящая из компьютеров, находящихся на больших расстояниях друг от друга, например, связывающая между собой пользователей электронной почты на всей территории страны. Необходимо участие публичной телекоммуникационной линии. Глобальная сеть объединяет локальные сети (LAN) и городские MAN. Обширные интернет-данные интегрируют плоскость телефонной и ИТ-инфраструктуры. Должны они использоваться для решения и обеспечения скорости передачи данных, надёжности цифровых подключений и безопасности.

В системе применяются приборы нового поколения. Линия предусматривает реализацию телекоммуникационных приложений, таких, как передача компьютерных данных, видеоконференции, обмен файлами, передача звонков на компьютеры, находящиеся за пределами LAN, для дома, бизнеса, автомобиля и многих других мест. Для подключения к WAN используются маршрутизаторы, предназначенные для подключения между удалёнными линиями и доступа в интернет. Безопасность маршрутизатора со стороны КС контролируется процедурой авторизации, которая контролирует вход пользователей в устройство.

MAN (Metropolitan Area Network)

Линии этого типа строятся в крупных городах, характеризуются высокой пропускной способностью и используются в основном устройства научно-исследовательских и коммерческих помещений в плотном потоке данных. Состоят из LAN, разнообразных в зависимости от потребностей.

WLAN (Wireless Local AreaNetwork)

Так может называться беспроводная линия. Это оптимальное решение для использования в каждом доме и небольшом офисе, где есть необходимость соединения между собой компьютеров, принтеров или модемов. Беспроводные приборы устраняют необходимость установки кабельной проводки, особенно если нежелательно или даже невозможно изменение интерьера дома или офиса. При этом обеспечивают связь на расстоянии до 45 метров — через стены, полы и другие объекты.

Кроме того, эти устройства позволяют совместно использовать такое оборудование, как принтеры или модемы. Подключённый по беспроводной линии принтер может служить любому пользователю сети, использующему компьютер с картой ISA, PCI или PC, независимо от места, в котором он находится. Модем, подключённый к линии, может использоваться для подключения к интернету нескольким пользователям одновременно и независимо от того, как далеко от электросети они в данный момент находятся.

Соединение «шина»

Топология шины предполагает использование одного кабеля, к которому подключены все рабочие станции. Общий провод используется всеми станциями по очереди. Все сообщения принимаются и отслеживаются другими компьютерами, подключенными к сети. Из этой ветки каждая рабочая станция выбирает только сообщения, адресованные ей. Кроме низкой шинной пропускной способности характерна для линии также высокая чувствительность к сбоям. В момент разрыва коаксиального кабеля вся сеть перестаёт работать.

А несомненным достоинством в использовании этой топологии является небольшая стоимость её внедрения, потому что не нужно использовать сотни метров кабеля или какие-либо промежуточные устройства.

Особенности «кольца»

В топологии «кольцо» каждое устройство подключено с двумя соседями, образуя замкнутый круг. Как и в случае топологии шины, при установке не используется большого количества кабелей и дополнительных устройств.

Кроме того, можно использовать различные среды кольцевой передачи, начиная от коаксиального кабеля, медной витой пары, до волоконно-оптических кабелей. Недостатком такого рода ячеистой топологии является то, что прерывание среды или сбой одного из компьютеров приводит к прерыванию работы всей сети. Чтобы предотвратить это, применяется так называемое двойное кольцо, то есть удваивается количество соединений между устройствами. Описание такой линии называют топологией двойного кольца.

Физическая сеть «звезды»

В топологии «звезда» устройства подключены к центральному узлу, которая является доступом к сети. Раньше эта часть была концентратором, в настоящее время используются коммутаторы. В локальных сетях это наиболее распространённая топология, поскольку она проста в проектировании, строительстве и расширении, устойчива к сбоям и легко может существовать и управляться.

Дополнительным плюсом является тот базовый факт, что при её строительстве можно использовать различные среды передачи, такие как медная витая пара, оптоволоконный кабель или радиоволны (WLAN). Существенным недостатком может быть стоимость установки, поскольку требуется дополнительное оборудование (коммутаторы) и несколько метров проводки.

Логические топологии

Топология логической сети описывает способы взаимодействия хостов с использованием устройств физической топологии — определение оптимального функционирования линии, политика безопасности и управления сетью, расширение и адаптация к меняющимся потребностям.

КС должна быть быстрой, безопасной, безаварийной, простой в использовании, дающей возможность расширения.

Бывают такие виды топологий сетей:

1. Точка-точка. При выборе топологии этого типа данные передаются только от одного устройства к другому. Эти приборы могут быть соединены между собой непосредственно, например, компьютер с переключателем, а также косвенно, на большие расстояния, с использованием промежуточных устройств. Например, это может быть соединение двух маршрутизаторов, удалённых друг от друга на много километров.
2. Прохождения токена. Данные передаются не смешанным образом, а последовательно для устройств, подключённых в сеть. Прибор, который получает порцию данных, анализирует, направлены ли они к нему или нет. Если данные не адресованы ему, он передаёт их на соседнее устройство. Таким образом, данные передаются на всё приборы, выступающие между источником и назначением.
3. Многопользовательская. Иногда она называется логической иерархической топологией широковещания и позволяет устройствам взаимодействовать в линии через одну физическую передающую среду. Наиболее часто она использовалась совместно с физической топологией шины и звезды на ранней стадии её развития, когда в качестве точек доступа к сети использовались концентраторы.
4. Мультитенантная. Каждое устройство в этой топологии видит данные, передаваемые через сеть, так как они передаются на все устройства, но только конкретный прибор, для которого адресованы данные. В связи с тем, что компоненты в сети используют информацию из общей среды, необходимо введение механизмов, контролирующих доступ к этой среде.

Методы доступа к сети

Устройства в линии соединены с помощью ссылок. Данные между устройствами передаются с помощью каналов. Канал может влиять на передачу и пониматься, как одно линейное соединение между двумя устройствами. В ссылке может быть выделен один канал передачи, каждый из которых использует часть этой ссылки.

Есть следующие способы доступа к сети:

1. Метод CSMA/CD — метод с обнаружением опорного столкновения, включает прослушивание состояния связи. Если устройство, которое хочет начать передачу, обнаруживает, что ссылка свободна, то начинается такая передача. Если во время передачи данных определяется, что другое устройство в линии также отправляет свою информацию, то происходит сбой передачи. Через некоторое время осуществляется повторная попытка. Этот механизм используется в минусовой характеристике старых сетей интернета.
2. Метод CSMA/CA — способ, преимущество которого — избежание столкновения, также заключается в состоянии и связи с тем, что устройство, обнаруживающее линию и носитель, определяет — среда свободна. И прежде чем начать передачу, посылает информацию о намерении начала. Этот механизм встречается в беспроводных сетях.
3. Метод Token-Passing заключается в передаче от прибора специальной порции данных, называемых маркером, который имеет разрешение на начало передачи.

Присутствуют ещё и другие методы доступа, более или менее популярные, однако прогресс создания программ в информатике даёт большое поле для действий и, вероятно, в скором времени появятся другие, более эффективные способы.

ИНФОРМАЦИОННАЯ СЕТЬ — это… Что такое ИНФОРМАЦИОННАЯ СЕТЬ?



ИНФОРМАЦИОННАЯ СЕТЬ

ИНФОРМАЦИОННАЯ СЕТЬ, совокупность взаимодействующих автоматических систем обработки информации (преимущественно ЭВМ), объединенных каналами передачи данных. Различают локальные (действующие в пределах предприятия, организации, хозяйства) и территориальные (охватывающие регионы, страны, континенты) информационные сети.

Современная энциклопедия. 2000.

• ИНФОРМАТИКА
• ИНФОРМАЦИОННОЕ АГЕНТСТВО

Смотреть что такое «ИНФОРМАЦИОННАЯ СЕТЬ» в других словарях:

• Информационная сеть — сеть, предназначенная для обработки, хранения и передачи данных. Информационная сеть состоит: из абонентских и административных систем; и из связывающей их коммуникационной сети. В зависимости от расстояния между абонентскими системами,… …   Финансовый словарь

• информационная сеть — совокупность информационных систем, использующих средства вычислительной техники и взаимодействующих друг с другом посредством коммуникационных каналов. [http://www.morepc.ru/dict/] информационная сеть Коммуникационная сеть, в которой продуктом… …   Справочник технического переводчика

• Информационная сеть — Информационная сеть  сеть, предназначенная для обработки, хранения и передачи данных. Информационная сеть состоит из: абонентских и административных систем; связывающей их коммуникационной сети. В зависимости от расстояния между абонентскими …   Википедия

• Информационная сеть — совокупность информационных систем, взаимодействующих друг с другом по каналам связи… Источник: МОДЕЛЬНЫЙ ЗАКОН О МЕЖДУНАРОДНОМ ИНФОРМАЦИОННОМ ОБМЕНЕ …   Официальная терминология

• Информационная сеть — ИНФОРМАЦИОННАЯ СЕТЬ, совокупность взаимодействующих автоматических систем обработки информации (преимущественно ЭВМ), объединенных каналами передачи данных. Различают локальные (действующие в пределах предприятия, организации, хозяйства) и… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

• информационная сеть — informacijos tinklas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. information network vok. Informationsnetz, n rus. информационная сеть, f pranc. réseau informatique, m …   Fizikos terminų žodynas

• Информационная сеть — 1. Совокупность технических средств и каналов связи для обмена информацией между подразделениями СТЭ первичных сетей. Употребляется в документе: Утверждены ПриказомГоскомсвязи Россииот 19 октября 1998 г. № 187 …   Телекоммуникационный словарь

• Информационная сеть Агентства по защите окружающей среды США для передачи новых технологий — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN ЕРА Technology Transfer Network …   Справочник технического переводчика

• информационная сеть по вопросам окружающей среды — — [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] EN environmental information network A system of interrelated persons and devices linked to permit the exchange of data or knowledge concerning natural resources, human health and …   Справочник технического переводчика

• информационная сеть поддержки разработок — — [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993] Тематики информационные технологии в целом EN development information networkDEVNET …   Справочник технического переводчика