Технические средства, используемые в компьютерных технологиях. Средства компьютерной техники Что входит технические средства компьютерных

Архитектура персонального компьютера определяется совокупностью свойств, существенных для пользователя, и включающих в себя структуру компьютера и его функциональные возможности, которые можно разделить на основные и дополнительные. Основные функции определяют назначение ЭВМ, т.е. обработка, хранение информации и обмен информацией с внешними объектами. Дополнительные функции повышают эффективность выполнения основных функций: обеспечение эффективных режимов работы, диалога с пользователем, высокую надежность и т.п. Названные функции решаются с помощью компонентов архитектуры персонального компьютера - аппаратных и программных средств.

Структура компьютера - некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия входящих в нее компонентов.

Структура ПК представляет собой центральный системный блок , к которому через разъемы подключаются внешние устройства, клавиатура, позволяющая вводить символы в компьютер, и монитор для изображения текстовой и графической информации.

Системный блок состоит из:

n системной (материнской) платы на которой находится микропроцессор (CISC - с полным набором команд, RISC -с сокращенным набором команд, MISC -с минимальным набором команд, Фирмы Intel, AMD, Cyrix), предназначенный для управления работой всех блоков ПК и для выполнения арифметических и логических операций. Микропроцессоры отличаются друг от друга двумя характеристиками: типом (моделью) и тактовой частотой. Микропроцессор включает в себя:

устройства управления (подает во все блоки управляющие импульсы, получаемые от генератора тактовых импульсов, формирует адреса ячеек памяти);

арифметико-логического устройства, предназначенного для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией;

микропроцессорную память , которая строится на регистрах и обеспечивает высокое быстродействие ПК, интерфейсной системы МП для связи с другими устройствами

математический сопроцессор , предназначенного для ускоренного выполнения операций над числами с плавающей запятой;

n блока питания;

n генератора тактовых импульсов, генерирующего последовательность электрических импульсов, частота которых определяет тактовую частоту ПК. Тактовая частота является одной из основных характеристик ПК, определяет скорость его работы, т.к. каждая операция выполняется за определенное количество тактов. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц) указывает, сколько элементарных операций (тактов) микропроцессор выполняет в одну секунду.

n системной шины, обеспечивающей сопряжение всех устройств ПК между собой и осуществляет обмен данных между МП и ОП, между МП и системой ввода-вывода, между ОП и системой ввода-вывода.

n микросхемы оперативной памяти (ОЗУ - RAM - память и ПЗУ - ROM - память, регистровая КЭШ память - сверхоперативная память, являющаяся буфером между ОП и МП.

Структурно ОП состоит из миллионов ячеек памяти емкостью 1 байт каждая. Емкость ОЗУ на 2 порядка превышает емкость ПЗУ.

n адаптеров клавиатуры, НЖМД и НГМД

n источника питания - блок, содержащего системы автономного и сетевого питания

n контроллера прерываний, осуществляющего временный останов работы одной программы в целях оперативного выполнения другой (приоритетной).

n таймера (внутримашинные электронные часы, обеспечивающие автоматический съем машинного времени);

n дисковод гибких дисков

n жесткий диск

n дисковод компакт-дисков CD-ROM

n разъемов для дополнительных устройств

n плат расширения с контроллерами - адаптерами внешних устройств

Внешние (периферийные) устройства:

n Устройства хранения данных

Жёсткие диски НЖМД

Гибкие магнитные диски НГМД

Компакт-диски СD-ROM

Стримеры

ZIP-накопители

Магнитооптические устройства

n Устройства ввода данных

Клавиатура (специальная клавиатура)

Манипуляторы (мышь, трекбол, пенмаус, инфракрасная мышь)

графические планшеты (дигитайзеры)

сканеры (ручные, планшетные, барабанные, сканеры форм, штрих-сканеры)

цифровые фотокамеры

n Устройства вывода данных

принтеры (матричные, лазерные, светодиодные, струйные)

видеомонитор (излучения: мягкое рентгеновское, ультрафиолетовое, радиоизлучение, электростатика; защитные фильтры: сеточные, пленочные, стеклянные)

графопостроитель (плоттеры)

стримеры

n Устройства связи и телекоммуникации

Многие устройства из перечисленных относятся к средствам мультимедиа, представляющими собой комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих общаться с ПК, используя самые разные, естественные для пользователя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию и др.

В) компьютер - его процессор;

Г) компьютер - его техническое описание.

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

Б) расписание уроков;

В) таблица Менделеева;

Г) программа телепередач.

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

А) формула химического соединения;

Б) формулы равноускоренного движения;

В) формула химической реакции;

Г) второй закон Ньютона.

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

А) файловая система компьютера;

Б) таблица Менделеева;

В) генеалогическое дерево семьи;

Г) модель компьютерной сети Интернет.

5. Информационной (знаковой) моделью является …

А) анатомический муляж;

Б) макет здания;

В) модель корабля;

Г) химическая формула.

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

А) управляющий объект;

Б) управляемый объект;

В) канал управления;

Г) канал обратной связи.

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

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

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

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

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

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

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

А) описание;

Б) точное воспроизведение;

В) схематичное представление;

Г) преобразование.

9. Какое из утверждений верно?

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

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

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

А) нет, без моделей никогда не обойтись;

Б) да, иногда, например, генетическая информация;

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

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

А) нет; Б) да.

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

А) прогноз погоды;

Б) отчет о деятельности предприятия;

В) схема функционирования устройства;

Г) научная гипотеза;

Е) план мероприятий, посвященных Дню Победы.

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

А) нет; Б) да.

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

Компьютерной информации.

Общие сведения о следах преступлений в сфере

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

Средства компьютерной техники по своему функциональному назначению подразделяются:

1) аппаратные средства (Hard Ware);

2) программные средства (Soft Ware).

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

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

2) Периферийное оборудование,

3) Физические носители магнитной информации.

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

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

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

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

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

Для решения криминалистических задач следует различать ЭВМ:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

и обычными телефаксными аппаратами.

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

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

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

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

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

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

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

ся по размерам, внешнему виду и оформлению.

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

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

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

Без возможности записи (только для чтения);

С однократной записью и многократным чтением;

С возможностью перезаписи.

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

Память на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД);

Голографическая память.

Однако эти носители информации пока не получили широкого распространения.

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

К ним относятся:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Надежный механизм защиты от несанкционированного доступа.

Высокая скорость передачи данных от рабочей станции к серверу.

Кроме достоинств, имеются и недостатки. Перечислим их:

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

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

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

Невозможна коммуникация между отдельными рабочими станциями без сервера.

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

Достоинства:

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

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

Недостатки:

Время передачи данных увеличивается пропорционально числу соединенных в кольцо компьютеров.

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

При подключении новых рабочих станций сеть должна быть кратковременно выключена.

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

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

Небольшие затраты на кабели.

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

Рабочие станции могут коммутироваться друг с другом без помощи сервера.

Недостатки:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Контрольные вопросы

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

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

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

4. Какие типы кабелей используются в компьютерных сетях?

5. Какие типы топологий сетей вы знаете?