Контрольная работа по "Информатике"

Оглавление 

 

 

 

 

1. Локальные сети. Виды топологий. Дать их характеристику и выбрать оптимальную для компании.

Локальная сеть (LAN — Local Area Network) позволяет объединить разрозненные компьютеры в работоспособный «коллектив» и организовать совместное использование файлов, программ-приложений, принтеров, модемов, электронной почты и дискового пространства, а также работать с многопользовательскими программами. Объединяя рабочие места внутри подразделений предприятия и связывая подразделения между собой, локальная сеть позволяет организовать систему внутренней отчетности, отражающую показатели текущего сбыта, суммы издержек, объемы материальных запасов, движение денежной наличности маркетинговой информационной системы предприятия.

Принципы  работы локальной сети. Для объединения компьютеров в локальную сеть используется дополнительное оборудование: сетевые платы (адаптеры), соединители, кабель. Существует несколько разновидностей сетевых кабелей. Иногда соединения выполняются тонким (ThinNet или CheaperNet) или толстым (ThickNet) коаксиальным кабелем. Можно воспользоваться экранированными (STP — Shielded Twisted Pair) или неэкранированными витыми парами (UTP — Unshielded Twisted Pair). Волоконно-оптические кабели позволяют добиться более высокого быстродействия и обеспечивают связь на больших расстояниях, чем другие типы кабелей. Однако эти кабели и соответствующие сетевые адаптеры довольно дороги. Тип применяемого кабеля в основном определяется выбранным типом адаптеров.

Топология кабельных  соединений может быть различной. Иногда между самыми удаленными друг от друга объектами сети прокладывается один-единственный кабель, обходящий «по дороге» все остальные станции, серверы и т.п. Этот способ соединения называют последовательным.

В некоторых случаях целесообразнее проложить отдельные кабели от центрального узла, например файл-сервера, к каждой рабочей станции. В результате получается топология, называемая лучевой.

В других случаях все  устройства подключаются к одному распределительному блоку или устройству доступа. Хотя последовательная топология предпочтительнее с точки зрения экономии кабеля, однако искать неисправности в такой сети гораздо сложнее, да и 'их последствия бывают более неприятными. Например, обрыв единственного кабеля в самом начале «цепочки» выведет из строя всю сеть, а аналогичная неисправность при других способах соединения приведет к отключению только одной рабочей станции или, в худшем случае, группы устройств.

Для создания ответвлений от кабеля приходится использовать специальные согласующие устройства. Кроме того, могут понадобиться и другие специфические узлы и блоки: распределительные щитки, трассовые усилители, коммутационные устройства и т.п.

Наиболее часто на практике используется соединение типа «звезда», при котором все компьютеры подключаются к коммутатору (Hub), так что разрыв соединения с одним из компьютеров вообще не влияет на соединение в сети других компьютеров. Заметим, что стоимость такой сети выше, поскольку требуется дополнительное устройство и существенно больше расход кабеля.

Некоторые фирмы, в частности Motorola, разработали новые конструкции локальных сетей, в которых кабели не используются. В таких локальных беспроводных сетях для передачи сигналов от одного компьютера к другому используются инфракрасное излучение или радиоволны.

Платы сетевых адаптеров  устанавливаются в слотах каждой рабочей станции и сервера. Через сетевой адаптер рабочая станция посылает запросы файл-серверу и через него же получает обратно весь запрошенный файл или его часть. Передача запросов и получение ответов в локальной сети эквивалентны считыванию и записи файлов на встроенный жесткий диск компьютера.

В локальной сети в  каждый конкретный момент времени друг с другом могут взаимодействовать только два сетевых адаптера. Если одна рабочая станция «общается» с файл-сервером (посылает запрос или принимает данные), другие должны ждать окончания этой процедуры. Эти задержки обычно бывают незаметными, и создается впечатление, что много рабочих станций обращаются к файл-серверу одновременно.

Если в сети не происходит передача данных, сигналы в ней  отсутствуют. После того как рабочая станция передала свой запрос по кабелю локальной сети, он освобождается для других посылок. Но что произойдет, если две или более рабочие станции попытаются использовать сеть одновременно? Возникает так называемое столкновение (collision). Оба «столкнувшихся» компьютера прекращают передачи и через некоторое время предпринимают новую попытку. В сетевых адаптерах сети Ethernet для того, чтобы обнаружить столкновения, используется метод, основанный на обнаружении несущей чужого сигнала в сетевом кабеле (принцип сокращенно называется CSMA/CD — Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection). Интервал времени, на который каждый из компьютеров прекращает передачу, выбирается случайным образом. После перерыва один из них практически всегда начнет передавать свои посылки раньше, чем другой. Этот метод довольно эффективен, однако при повышении интенсивности обменов в сети частота столкновений возрастает и ожидать ответов на запросы приходится все дольше и дольше.

Набор соединенных между  собой компьютеров становится сетью  только тогда, когда оговорены протоколы  обмена сообщениями различных уровней. На нижнем уровне компьютеры сети связываются друг с другом и с файл-сервером, используя пакеты сообщений, часто называемые кадрами.

Кадр — это элементарная «порция» информации, передаваемая по локальной сети (рис.1). Сетевой адаптер и его управляющая программа ориентированы на передачу и прием именно кадров. Каждому компьютеру присваивается уникальный сетевой адрес, по которому можно посылать сообщения.

Кадры сообщений могут  быть переданы в самых разных ситуациях, в том числе:

• для открытия сеанса связи с другим адаптером;
• при передаче данных (например файла);
• для подтверждения приема кадра данных;
• при посылке общего сообщения всем адаптерам;
• при закрытии сеанса связи.

Идентификатор отправителя

Идентификатор получателя

Тип кадра

Данные/ сообщение

Контроль CRC

Рис. 1. Схема представления типичного кадра

Структуры кадров в различных  сетях могут быть разными, но некоторые разделы присутствуют во всех вариантах. К ним относятся: сетевой адрес отправителя, сетевой адрес получателя, идентификатор содержимого кадра, данные или сообщение, контрольная сумма или код CRC (Cyclic Redundancy Check — избыточный циклический контроль) для обнаружения возможных ошибок при передаче.

Многоуровневое построение протоколов обмена позволяет максимально эффективно организовать взаимодействие компьютеров в сети. На нижнем уровне определяется, как заставить сетевой адаптер передать сообщение, но в нем нет таких понятий, как файл-сервер или перенаправление файлов. На высшем уровне, напротив, оперируют этими понятиями, но совершенно не интересуются устройством и даже названиями сетей. Только сочетание этих уровней позволяет создать локальную сеть. Структура кадра также оказывается разбитой на ряд уровней (рис. 2).

		Данные/сообщение
	Заголовок 1	Данные/сообщение	Заключение 1
Заголовок 2	Заголовок 1	Данные/сообщение	Заключение 1	Заключение 2

 

Рис. 2. Схема многоуровневой структуры кадра

Когда на высшем уровне протокола  принимается решение о передаче сообщения или файла, оно (сообщение или файл) передается на средний уровень (инструментом реализации этого уровня протокола может быть, например, сетевая BIOS) с указанием передать это сообщение другому компьютеру в сети (возможно, файл-серверу). На среднем уровне оно помещается в «конверт» (envelope) и передается на нижний уровень протокола, который обычно реализуется сетевой программой и платой сетевого адаптера. На этом нижнем уровне «конверт», созданный NetBIOS, вкладывается еще в один «конверт», и в таком виде сообщение передается в сеть. Каждый «конверт» представляет собой сочетание заголовка (header) и заключения (trailer, дословно — «прицеп»). При приеме сетевая программа в компьютере-адресате сначала «распечатывает» внешний «конверт» и передает результат этой операции на следующий, более высокий уровень протокола. На среднем уровне отбрасывается очередной «конверт» и сообщение (теперь это точная копия сообщения отправителя) передается на самый высокий уровень протокола принимающего компьютера.

Различные фирмы —  производители сетей по-разному  разбивают процедуру передачи сообщений на этапы, но всегда руководствуются при этом моделью OS1 (Open System Interconnection), разработанной Международной организацией по стандартам (ISO).

Большинство изготовителей  систем для локальных сетей придерживаются этого стандарта, но пока никем он не реализован полностью.

В коммуникационных протоколах модели OSI предусмотрено семь уровней (рис. 3). В большинстве современных сетевых операционных систем используются три или четыре уровня, поскольку при технической реализации процесса обмена данными в одном устройстве, например сетевом адаптере, сразу формируются физические сигналы и происходит управление линией связи.

Уровень прикладных программ
Уровень представленных данных
Сессионный уровень
Уровень транспортировки
Сетевой уровень
Уровень линии передачи	Управление линией связи
	Доступ к носителю информации
Физический уровень

 

Рис. 3. Схема представления  модели OSI

Физический  уровень. В этом разделе модели OSI определены физические и электрические параметры коммуникационных устройств сети (витых пар, волоконно-оптических и коаксиальных кабелей, разъемов, буферных усилителей и т.п.). Это чисто аппаратный уровень. Несмотря на то, что операции на остальных уровнях могут быть реализованы как схемотехнически, так и программно, все же они считаются программными по отношению к первому уровню.

Уровень линии  передачи. На этом уровне определяются те электрические сигналы (импульсы), которые поступают в сеть или принимаются из нее. Здесь, и только здесь формируются структура и способы электрического представления передаваемой информации (последовательности битов, способы кодирования, эстафеты). На этом же этапе обнаруживаются и корректируются ошибки (организуются запросы на повторную передачу ошибочно переданной информации). Поскольку этот уровень достаточно сложен, его часто разделяют на две ступени: управления доступом к носителю информации (MAC — Media Access Control) и управления линией связи (LLC — Logical Link Control). Процедуры подуровня MAC касаются непосредственной организации доступа к сети (передача эстафеты, контроль столкновений) и управления сетью. На уровне LLC, более высоком, чем MAC, происходят передача и прием сообщений пользователей.

Сетевой уровень. На этом уровне осуществляется адресация и определение маршрутов прохождения пакетов данных. Процедуры этого уровня ответственны за «доставку» сообщений по необходимым адресам.

Уровень транспортировки. Если в сети пересылается одновременно более одного пакета, процедуры этого уровня управляют очередностью их передачи, да и вообще движением данных в сети. Одной из операций, выполняемых на уровне транспортировки, является поиск и уничтожение «двойников» — дублирующих друг друга пакетов.

Сессионный  уровень. Реализованные на этом уровне функции позволяют скоординировать работу приложений, выполняющихся на двух рабочих станциях, в единый процесс (сессию), т.е. организовать весьма сложный по своей структуре диалог. На этом уровне формируется сессия, происходит управление пересылкой пакетов, имеющих к ней отношение, и организуется ее завершение.

Уровень представления  данных. Если в сети должны совместно работать компьютеры разных типов (например, фирм IBM, Apple, DEC и т.д.), то, как правило, приходится прибегать к преобразованию данных в форматы, принятые в этих компьютерах. Процедуры данного уровня предназначены именно для этих целей.

Уровень прикладных программ. Именно этот уровень в модели OSI «видит» прикладная программа. Здесь сообщение, которое должно быть передано по сети, «входит» в модель, «спускается» вниз до физического уровня, передается на другую рабочую станцию, а затем «поднимается» по уровням вверх до тех пор, пока не дойдет до программы-приложения на другом компьютере.

Нижние уровни протоколов. В, институте IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) был разработан ряд стандартов на характеристики и параметры сигналов в сетях. Эти стандарты известны как IEEE 802.3 (сеть типа Ethernet) и IEEE 802.5 (сеть типа Token Ring). Однако структуры кадров в исходной сети Ethernet и стандарте IEEE 802.3 несколько различаются.

Локальные сети развиваются  вместе с фирмами, их использующими. Приходится то связывать сети, ранее независимые, то выделять в сети отдельные участки, внутри которых взаимодействие куда активнее, чем с другими участками. Для всех этих манипуляций создано немало специальных устройств (Hub, bridge, router — разветвители, мосты, маршрутизаторы).

2. Операционная система Windows-2000. Назначение, основные принципы работы, область применения. Примеры работы  с программами.

Windows 2000 — полностью  32-разрядная операционная система с приоритетной многозадачностью, улучшенной реализацией работы с памятью и изначально проектировалась со средствами обеспечения надежности, защиты и управления. Windows 2000 выпускается в четырех вариантах: Windows 2000 Professional, Windows 2000 Server, Windows 2000 Advanced Server и Windows 2000 DataCenter Server. Эти версии отличаются количеством входящих в поставку служб и программ, степенью поддержки аппаратного обеспечения.