Geum.ru

Лекция №1. Сети ЭВМ и средства коммуникаций

Вид материалаЛекция

Содержание


Чарльзом Бэбиджем
Роль персональных компьютеров (ПК) в эволюции компьютерных сетей
Подобный материал:
Лекция №1. Сети ЭВМ и средства коммуникаций


Сети передачи данных, называемые также вычислительными или компьютерными сетями, являются результатом эволюции двух важнейших научно-технических отраслей современной цивилизации — компьютерных и телекоммуникационных технологий:

  1. С одной стороны, сети передачи данных представляют собой частный случай распределенных вычислительных систем, в которых группа компьютеров согласованно выполняет набор взаимосвязанных задач, обмениваясь данными в автоматическом режиме.


  1. С другой стороны, компьютерные сети могут рассматриваться как средство передачи информации на большие расстояния, для чего в них применяются методы кодирования и мультиплексирования данных, получившие развитие в различных телекоммуникационных системах.






Рис. 1.  Эволюция компьютерных сетей на стыке вычислительной техники и телекоммуникационных технологий
  • компьютерная сеть — это набор компьютеров, связанных коммуникационной системой и снабженных соответствующим программным обеспечением, которое предоставляет пользователям сети доступ к ресурсам этого набора компьютеров;
  • сеть могут образовывать компьютеры разных типов — небольшие микропроцессоры, рабочие станции, мини-компьютеры, персональные компьютеры или суперкомпьютеры;
  • передачу сообщений между любой парой компьютеров сети обеспечивает коммуникационная система, которая может включать кабели, повторители, коммутаторы, маршрутизаторы и другие устройства;
  • компьютерная сеть позволяет пользователю работать со своим компьютером, как с автономным, и добавляет к этому возможность доступа к информационным и аппаратным ресурсам других компьютеров сети.



Появление первых вычислительных машин

Идея компьютера была предложена английским математиком Чарльзом Бэбиджем (Charles Babbage) в середине 19 века. Однако его механическая "аналитическая машина" по-настоящему так и не заработала.

Подлинное рождение цифровых вычислительных машин произошло после 2-ой мировой войны (в середине 40-х были созданы первые ламповые вычислительные устройства). Компьютер представлял собой скорее предмет исследования, а не инструмент для решения каких-либо задач. Практически отсутствовало системное ПО и ОС, поэтому все задачи организации вычислительного процесса решались вручную программистами. Программирование осуществлялось исключительно на машинном языке.

С середины 50-х годов начался следующий период в развитии вычислительной техники, связанный с появлением новой технической базы — полупроводниковых элементов. В этот период:
  • выросло быстродействие процессоров, увеличились объемы оперативной и внешней памяти;
  • компьютеры стали более надежными;
  • появились первые алгоритмические языки и трансляторы;
  • были разработаны первые системные управляющие программы — мониторы, которые автоматизировали организацию вычислительного процесса.


Роль персональных компьютеров (ПК) в эволюции компьютерных сетей


Начало 80-х годов связано с еще одним знаменательным для истории сетей событием — появлением ПК.

Эти устройства стали идеальными элементами для построения сетей: с одной стороны, они были достаточно мощными для работы сетевого программного обеспечения, а с другой — явно нуждались в объединении вычислительной мощности для решения сложных задач, а также разделения дорогих периферийных устройств и дисковых массивов. Поэтому ПК стали активно использоваться в локальных сетях, причем не только в качестве клиентских компьютеров, но и в качестве центров хранения и обработки данных, то есть сетевых серверов, потеснив с этих ролей мини-компьютеры и мэйнфреймы.

С точки зрения архитектуры ПК ничем не отличались от мини-компьютеров, но их стоимость была существенно ниже. Создание ПК послужило мощным толчком для бурного роста локальных сетей.

Компьютеры стали использоваться не только специалистами, что потребовало разработки "дружественного" программного обеспечения, и предоставление соответствующих функций стало прямой обязанностью ОС. В результате поддержка сетевых функций стала для ОС ПК необходимым условием.


Наследие телефонных сетей

Глобальные компьютерные сети очень многое унаследовали от других, гораздо более старых и глобальных сетей — телефонных.

Главным результатом создания первых глобальных компьютерных сетей был отказ от принципа коммутации каналов, успешно использовавшегося на протяжении многих десятков лет в телефонных сетях, в пользу принципа коммутации пакетов, когда данные разделяются на небольшие порции, которые самостоятельно перемещаются по сети за счет встраивания адреса конечного узла в заголовок пакета.

Первые глобальные сети строились на основе телефонных каналов тональной частоты. Поскольку скорость передачи дискретных данных по таким каналам была очень низкой (10-ки Кб/с), набор предоставляемых услуг в первых глобальных сетях ограничивался передачей файлов в фоновом режиме и электронной почтой.

Протоколы передачи данных первых глобальных сетей отличались сложными процедурами контроля и восстановления данных (например, сети X.25).

Развитие технологии глобальных компьютерных сетей во многом определялось прогрессом телефонных сетей. Передача голоса в цифровой форме привела к появлению высокоскоростных цифровых каналов. Была разработана специальная технология плезиохронной цифровой иерархии (Plesiochronous Digital Hierarchy - PDH).

Появившаяся в конце 80-х годов технология синхронной цифровой иерархии (Synchronous Digital Hierarchy - SDH) расширила диапазон скоростей цифровых каналов до 10 Гбит/c, а технология спектрального мультиплексирования DWDM (Dense Wave Division Multiplexing) — до сотен гигабит и даже терабит в секунду.

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