«мейнфреймы»

Вид материала

Содержание

Лекция №1. Введение в архитектуру компьютерныхсетей.
Закон Мура
Лекция №2. Состав и способы взаимодействия узлов сети (LAN).
E Сигнал передается станцией в любой момент времени. При одновременном начале передачи данных возникает коллизия
Лекция №3. Эталонная модель OSI/ISO.
ISO (International Standard Organization)
Сетевой протокол
Стексетевых протоколов
Лекция №4. Архитектура сети предприятия.
Лекция №5. Архитектура сети корпорации.
Учебный курс "Информатика (И)"
Лабораторные работы
Домашние задания
Краткий словарь компьютерных терминов.
Расшифровка (рус.) или значение
Даты истории компьютеров.
1871 – Бэббидж создал прототип аналитического устройства компьютера и печатающее устройство – принтер. 1911
1944 – Первый электронный компьютер Colossus (Англия). 1945
1956 – IBM создала первый накопитель информации – прототип винчестера – жесткий диск RAMAC 305. 1958
1962 – Первые клавиатура и монитор выпущены компанией Teletype. 1968
...
Полное содержание

Подобный материал:

Лекция Устройство пк классификация компьютеров, 464.89kb.

Содержание

Лекция №1. Введение в архитектуру компьютерных
сетей. 2

Лекция №2. Состав и способы взаимодействия узлов сети (LAN). 5

Лекция №3. Эталонная модель OSI/ISO. 7

Лекция №4. Архитектура сети предприятия. 9

Лекция №5. Архитектура сети корпорации. 12

Учебный курс "Информатика (И)" 16

Лабораторные работы 17

Домашние задания 18

Краткий словарь компьютерных терминов. 19

Даты истории компьютеров. 22

Вопросы из лекционных тестов. 23

Рекомендуемая литература. 27

Лекция №1. Введение в архитектуру компьютерных
сетей.

История. Генезис. Основные понятия и определения.

50-е годы	Появились большие машины - однотерминальные «мейнфреймы», на которых происходила пакетная обработка информации.
60-е годы	Первые попытки соединить компьютеры между собой: таким образом, впервые появились локальные, а затем и глобальные сети (проект APRANet, разработанный Минобороны США). Многотерминальные ЭВМ. Закон Гроша.
70-е годы	Первые микропроцессоры, первые признаки зарождения WAN, микросхемы памяти (ОЗУ) – БИС, СБИС. Первые ПК, нарушившие закон Гроша. Мини-ЭВМ. Закон Мура.
80-е годы	Первые IBM PC.Объединение компьютеров в LAN. Появление основных стандартов для локальных сетей: Ethernet, TokenRing, ArcNET – ЛВС, протокол TCP/IP. Разработана семиуровневая модель OSI.
90-е годы	Резкое снижение стоимости ПК. Повышение скорости работы сетей (100Мбайт/сек). Появились идеи наноэлектроники, квантовые компьютеры.

Развитие вычислительной техники

ENIAC	Altair-8800	Commodore-64	ThinkPad 700C	Квантовый компьютер IBM
1945	1975	1982	1991	1998

Развитие ИС памяти

Законы Гроша и Мура

Закон Гроша	Производительность вычислительной машины пропорциональна квадрату ее стоимости.
Закон Мура	Каждые 2 года число транзисторов в ИС увеличивается в 2 раза.

Годы

Тенденции развития компьютерных сетей:

LAN и WAN сближаются. В WAN растет скорость передачи данных (до сотен Мбит/сек).
Увеличивается доля мультимедийного трафика (большой объем информации, синхронность).
Распределенные вычисления в сети (сеть – это компьютер).
Интегрирование компьютерных сетей и бытовой техники.
Сведение всех информационных сетей в единую сеть. Переход от коммутации каналов к коммутации пакетов.
Переход от программных решений к аппаратным решениям.

Компьютерный трафик

.

время

Мультимедийный трафик.

время

Лекция №2. Состав и способы взаимодействия узлов сети (LAN).

Три основных стандарта, по которым строились локальные сети: Ethernet (90%), TokenRing (10%), ArcNet (ум).

A
Организуется не физическое кольцо, а логическое. Обмен информацией происходит только последовательно (логическая синхронизация). Детерминированный доступ.
rcNet

E
Сигнал передается станцией в любой момент времени. При одновременном начале передачи данных возникает коллизия (столкновение сигналов от станций одновременно начавших передачу). Разрешение коллизии:

все станции замолкают;

после некоторой паузы, которая для каждой станции определяется отдельно, псевдослучайным образом, начинается передача информации.

Сначала станции соединялись через общую шину, затем через HUB (концентратор). В настоящее время все больше используются коммутаторы (Switch)
thernet

Token Ring

Физическое кольцо, по которому передается маркер, разрешающий передачу данных. Доступ к среде детерминирован.

Лекция №3. Эталонная модель OSI/ISO.

OSI (Open System Interconnect). Открытая система – это любая система (от компьютера до ОС и сети), построенная на базе открытых спецификаций.

ISO (International Standard Organization) – международный институт стандартов.

7	Прикладной	Сетевые уровни	Неопредел. сетевые уровни
6	Представлений
5	Сеансовый
4	Транспортный	Звено данных	Логический канал LLC
3	Сетевой		Доступ к среде MAC
2	Канальный		Доступ к среде MAC
1	Физический	Физический	Физические
	модель OSI	Упрощенная модель OSI	IEEE 802

Кадр	группа или последовательность бит, имеющая физический адрес, необходимый формат, определяемый сетевым протоколом.
Пакет	группа или последовательность бит, имеющая сетевой адрес и формат, определяемый соответствующим сетевым протоколом.
Сообщение	блок данных со смыслом (состоит из пакетов, пакет – из кадров).
Сетевой протокол	набор формализованных правил, которые определяют последовательность и формат тех блоков данных, которыми обмениваются узлы на одном уровне модели.
Стек сетевых протоколов	иерархически организованный набор сетевых протоколов достаточный для организации сетевых компонентов или узлов.

Среды передачи данных

Типы топологий:

-шина;

-звезда;

-кольцо;

-ячейки.

Лекция №4. Архитектура сети предприятия.

Сегмент сети – совокупность компьютеров, объединенных в сеть, ограниченных физическими критериями (количество компьютеров, расстояние от компьютера до HUBа).

Кластер – это совокупность 5-10 рабочих станций, которые объединены между собой в пределах определенной рабочей группы с помощью концентратора.

Концентратор – аппаратное средство, которое объединяет компьютеры между собой, реализуя способы доступа.

Коммутатор – средство объединения кластеров (работает по принципу параллельного моста).

Маршрутизатор –прообраз сетевых протоколов, организатор маршрутов и транспортных услуг в сети.

Также в состав сети входят:

Межсетевой экран (брандмауэр);
Каналы стандартной связи.

Виды каналов связи и их стандарты:

Сетевые узлы сети предприятия.

Межсетевые экраны (брандмауэры).

Брандмауэр – это комплекс программно-аппаратных средств, предоставляющих защиту от несанкционированного доступа.

Классы безопасности:

! Уровень защиты, которую обеспечивает межсетевой экран, лежит между С2 и В2. !

Функции и режимы брандмауэра.

Управление сетью.

Локальные сети предприятий - это последовательность объединенных меду собой

кластеров или рабочих групп.

Способы передачи данных:

Симплекс – в одну сторону.
Дуплекс – в обе стороны.
Полудуплекс – по кругу.

Лекция №5. Архитектура сети корпорации.

Корпоративные сети предприятий – это последовательное соединение между собой сетей предприятий.

Размеры СП и СК.

	Рабочая группа	Кластер
LAN	Сеть предприятия
LAN	Сеть корпорации		WAN
	Глобальная сеть		WAN

Схема работы FDDI.

Схема работы сети корпорации.

-Соединение с RAS

-Аутентификация

-Получение сервисов

-Широковещательно

-Шифрование трафика (с использованием криптографии)

Схема связи.

Учебный курс "Информатика (И)"

Автор учебного курса: доц. Лапшинский В.А., каф. Микроэлектроники (МЭ) МИФИ, для групп А4-09, 11.

Аннотация: обязательный курс знакомит студентов II-го курса с программным обеспечением, основами архитектуры и характеристиками современных ПК и является введением в архитектуру компьютерных сетей на их основе. Рассматриваются также особенности современных периферийных устройств ПК.

Учебная задача: изучение и практическое освоение программного обеспечения ПК, используемого в деловой сфере – для подготовки документов, выполнения расчетов, работы в Интернет и др. на примере широко применяемого пакета MS. Базовая подготовка студентов к изучению курса "Сети компьютеров" на 5-ом курсе МИФИ.

Структура курса: лекции – 16 часов, лаб. работы – 32 часа.

Формы контроля: ПЗ, зачет, домашние задания, реферат, тесты. Курсовой проект по проектированию учебного дисплейного класса для каф. МЭ.

История курса: Рождение курса "Информатика (И)" было вызвано серьезной компьютерной неграмотностью студентов каф. МЭ и неготовностью воспринимать курс "Локальные сети ПЭВМ", хотя их желание овладеть знаниями о компьютерных сетях и энтузиазм были велики. Поэтому проф. Шагурин И. И. предложил мне подготовить и читать курс "И" для студентов II-го курса нашей кафедры. Впервые курс был прочитан в 1995 г. Каф. МЭ решила также ввести курс повышения компьютерной грамотности в программу обучения студентов Вечернего факультета МИФИ. Поэтому под названием "Применение ПК" с 1997 года курс стал читаться студентам вечерникам. В процессе становления курса "И" и всеобщего повышения компьютерной грамотности студентов в курсе все больше и больше уделяется внимание именно подготовке студентов к изучению курса по сетям компьютеров. Второй, не менее важной, составляющей курса стала "практическая информатика" (практическое применение ПК) в деловой сфере, поскольку прекрасное владение компьютером является непременной составляющей хорошего трудоустройства. Независимо от полученной в МИФИ специальности!

Лабораторные работы

Обязательные

Лабораторный практикум-I "MS. Office":

Изучение и освоение редактора текста MS. Word (подготовка универсального титульного листа и конспекта формата А5).
Изучение и освоение электронной таблицы MS. Excel (расчет модемной связи).
Изучение и освоение пакета подготовки презентаций MS PowerPoint («Базовая» презентация по заданной теме и «основная» презентация по теме реферата).

Лабораторный практикум-II "Internet":

Изучение и освоение языка HTML (создание веб-сайта, посвященного курсу информатики).

Дополнительные

Изучение тестирующих и конфигурирующих ПК программ и утилит для ПК.
ПО для локальных сетей (демо-программы) и коммуникационные программы.

Домашние задания

Обязательные

Способы переноса данных с компьютера на компьютер.
Подготовка конспекта формата А5 по образцу и заданной теме.
Расчет зависимости стоимости и времени передачи данных по модемной связи.
Подготовка презентации по образцу и по заданной теме.

Дополнительные

Оценка ресурсных возможностей ПК либо оценка возможностей по ремонту ПК.
Подготовка спецификации сетевого оборудования для офиса и оценка его стоимости.

Подготовка реферата на избранную тему.

Подготовка электронного словаря-тезауруса по курсу “Информатика”.

Курсовой проект «Разработка проекта ЛВС дисплейного класса для кафедры Микроэлектроники МИФИ»

Краткий словарь компьютерных терминов.

Аббревиатура (англ./рус.)	Расшифровка (англ.)	Расшифровка (рус.) или значение
VLSI СБИС	Very Large Schemes Integral	Сверх Большие Интегральные Схемы
IEEE	(American) Institute of Electrotechnics, Electronics, etc.	(Американский Институт Электротехники, Электроники, и т.д.)
File		Поименованная совокупность данных на внешнем носителе, имеющая начало и конец
Mainframe		ЭВМ, структура которых была основана на использовании электронных ламп
WAN	Wide Area Network	Глобальная сеть с возможностью объединения большого количества компьютеров и отдельных локальных сетей; имеют, как правило, увеличенные географические размеры
LAN	Local Area Network	Локальная сеть с ограниченным количеством пользователей на ограниченной территории
EN	EtherNet	Стандарт передачи данных в сетях (распространённость: 90%)
TR	TokenRing	Стандарт передачи данных в сетях (распространённость) 10%)
AN	ArсNet	Стандарт передачи данных в сетях (уже не используется)
OSI	Model of Open System Interconnections	Модель открытых систем, созданная на основе технических предложений ISO; предполагает рассмотрение архитектуры компьютерных сетей на разных уровнях (общее число уровней- до семи)
ISO	International Standards Organization	Международный институт стандартов
Internet Интернет		Всемирная компьютерная сеть; некое информационное пространство; несколько миллионов компьютеров, связанных друг с другом всевозможными линиями связи
TCP	Transmission Control Protocol	Протокол транспортного уровня, управляет тем, как происходит передача информации
IP	Internet Protocol	Адресный протокол, определяет, куда происходит передача данных
CAD САПР	Computer-Aided Design	Система автоматизированного проектирования
CAM АСУП	Computer-Aided Manufacturing	Автоматизированная система управления производством
Трафик		Интегральная характеристика передачи информации, равная количеству информации, передаваемому за период времени
Пропускная способность		Дифференциальная характеристика передачи информации, равная количеству информации,переданному в единицу времени
VPN	Virtual Private Network	Виртуальная частная сеть
Net PC Сетевая станция		Узел, который загружается из сервера и работает под его управлением
«Тонкие клиенты»		Станции, работающие под руководством файл сервера
«Толстые клиенты»		Станции, способные работать автономно
Сегмент сети		Физическое ограничение на max количество узлов (раб. станций), объединенных на одном канале
Сервер Васкuр		Сервер резервного копирования
Interface Интерфейс		Набор формализованных правил взаимодействия между соседними уровнями в одном узле сети

Даты истории компьютеров.

1834 – Знаменитая «Аналитическая машина» Бэббиджа – первый программируемый компьютер, использовавший примитивные «программы» на перфокартах.

1871 – Бэббидж создал прототип аналитического устройства компьютера и печатающее устройство – принтер.

1911 – Forms Tabulating Company преобразована в компанию Calculating, Tabulating and Recording. После следующего преобразования, в 1924 году, она наконец получит окончательное имя – International Business Machines (IBM).

1944 – Первый электронный компьютер Colossus (Англия).

1945 – Создан ENIAC – самый грандиозный и мощный ламповый компьютер той эпохи.

1950 – Первый советский компьютер – МЭСМ – создан С. А. Лебедевым в институте электротехники АН УССР.

1953 – Первый «массовый» компьютер – IBM 650 (выпущено и продано более 1000 экземпляров).

1956 – IBM создала первый накопитель информации – прототип винчестера – жесткий диск RAMAC 305.

1958 – Bell Systems создает первое устройство для передачи данных по телефону.

1962 – Первые клавиатура и монитор выпущены компанией Teletype.

1968 – Первый компьютер на основе интегральных схем.

1969 – Intel представляет первую микросхему оперативной памяти (RAM) объемом в 1 кбит.

1971 – команда разработчиков Intel под руководством Тэда Хоффа создает первый 4-разрядный процессор Intel-4004.

1971 – IBM создает первый 8-дюймовый «флоппи-диск»

1973 – IBM представляет жесткий диск IBM 3340(кодовое имя – «Винчестер»).

1973 – Боб Мэткэлф создает систему связи компьютеров – Ethernet.

1975 – Компания Popular Electronics начинает продажу первого массового ПК – Altair-8800.

1984 – книга Громова «Национальные информ. ресурсы».

1991 – IBM представляет первый ноутбук – ThinkPad 700C

1998 – IBM представляет первый в мире квантовый компьютер, состоящий из двух атомов.

Вопросы из лекционных тестов.

Какую конфигурацию имеет ноутбук «современной» архитектуры? Дать «стандартное» описание: процессор/память/ и т.д. (описание дается после визуального осмотра конкретного ноутбука)?
К какому типу узлов локальной вычислительной системы (ЛВС) следует отнести описанный ноутбук («тонкий» или «толстый» клиент сети)?
Какие порты или интерфейсы можно использовать в ноутбуке для подключения к домашней компьютерной сети?
Какие особенности имеет кабельное соединение ноутбука с другим компьютером в «домашней» ЛВС? (какой кабель необходимо использовать, привести варианты схемы проводки из одной комнаты в другую).
С какой скоростью передачи данных может работать данная «домашняя» ЛВС?
Какие устройства можно кроме компьютеров можно и следует подключить к домашней ЛВС?
Каким образом домашняя ЛВС может быть подключена к Интернет?
Какими устройствами бытовой техники можно управлять из Интернет?
Что понимается под «Интернет–телевизором»?
Чем отличается «обычный» телевизор от Интернет–телевизора?
Можно ли использовать один и тот же коаксиальный кабель для соединения компьютеров в домашнюю ЛВС и подключения телевизора?
Можно ли использовать один и тот же телефонный кабель для соединения компьютеров в домашнюю ЛВС и подключения телевизора?
Как наиболее грамотно следует подключать к телефонной розетке домашний телефон и модем компьютера?
Каким должен быть кабель для подключения ноутбука к настенной компьютерной розетке в домашней ЛВС?
Как необходимо выбирать тип кабеля, если сетевые адаптеры компьютеров могут работать со скоростью: а) 10 Мбит/сек; б) 100 Мбит/сек?
Когда появились первые персональные компьютеры (ПК)?
Что такое «файл»?
С какой скоростью передается информация в телефонной линии, если с факса передано за 10 (2) минуты 5 машинописных страниц формата А4?
Дайте определение термина «информатика»?
Чем отличается «информатика» от «кибернетики»?
Что понимается под термином «архитектура»?
Что такое «структура»?
Что такое «интерфейс»?
Что обозначает аббревиатура VLSI?
Что понимается под «базой данных»?
Когда и кем была написана первая книга о ПК: а) за рубежом; б) в СССР?
В каком году была основана фирма IBM, и кто был ее основателем?
В каком году появились первые микропроцессоры (МП) и какая фирма объявила об их производстве?
Когда появились первые гибкие флоппи–диски, и какая фирма их производила?
Когда появились первые «твердые» диски или винчестеры, и какая фирма их производила?
Какие особенности отличают архитектуру МП типа: а) CISC; b) RISC; c) MISC?
Какие факторы были решающими для появления ПК?
Какие МП применяются в настоящее время в ПК?
Какие типы полупроводниковой памяти Вы знаете, и какие из них применяются в ПК?
Перечислите особенности полупроводниковой памяти для ПК?
Что такое прикладное ПО?
Какое ПО называется системным?
Какие определение можно дать термину «СУБД»?
Что называется языком программирования высокого уровня (ЯВУ)?
Что такое ассемблер?
Какие ЯВУ Вы знаете?
Как связаны между собой ассемблер и система команд МП?
Какие типы языков программирования кроме ЯВУ и ассемблера Вы знаете?
В чем заключается принцип действия интерпретатора?
В чем заключается принцип действия компилятора?
Зачем нужна трансляция текста программы?
Назовите известные Вам языки программирования систем искусственного интеллекта?
Какие цели преследуются при объединении компьютеров в локальные вычислительные сети (ЛВС)?
Какие ресурсы компьютера и, в частности персонального (ПК) Вы знаете?
Что дает совместное использование ресурсов в ЛВС?
В чем разница между файл–сервером (ФС) и рабочей станцией (РС) в ЛВС?
Что такое ФС?
Что такое «одно–ранговая» ЛВС?
Чем отличается сетевая операционная система (ОС) от «обычной» ОС ПК?
Какие функции сетевой ОС Вы знаете?
Что понимается под «томом» сервера ЛВС?
Какого типа сеть компьютеров можно создать с помощью ОС Windows 3.11, 95, 98, Me, 2000?
Перечислите преимущества объединения компьютеров в сеть?
Какой тип сетей появился исторически раньше? Когда и почему?
Какое определение можно дать термину «эталонная модель открытых систем OSI»?
Какие уровни входят в модель OSI?
Что такое стек сетевых протоколов?
Что понимается под «сообщением» в сети?
Как связаны между собой кадр и пакет?
Как можно определить понятие «кадр»?
В чем заключается разница между передачей кадра и пакета?
В чем заключается принцип открытых систем?
Зачем нужна сборка пакетов?
Какие способы доступа к среде передачи данных Вы знаете?
Какие типы сред передачи данных (СПД) Вы знаете?
Какие этапы входят в генезис развития вычислительных систем?
Какие основные компоненты входят в состав сети компьютеров?
Что понимается под «топологией сети» компьютеров?
Что понимается под «коллизией» в канале? В каких сетях возможны коллизии?
Возможен ли случайный доступ к СПД в сети Token Ring?
Что понимается под «трафиком» в ЛВС?
В чем разница между пропускной способностью и трафиком сети?
Какие способы передачи данных (с т. зр. направления передачи) возможны в канале?
Что понимается под «кластером» в ЛВС? Какие компоненты обычно входят в его состав?
В чем разница между кластером и сегментом ЛВС?
Какими свойствами обладают узлы ЛВС типа NetPC?
Какие типы NetPC Вы знаете? Перечислите.
Какие требования предъявляются к серверам в ЛВС, построенной на «тонких» клиентах?
Что понимается под архитектурой «тонких» клиентов в локальных сетях?
В чем заключаются недостатки и преимущества построения ЛВС на NetPC?
Какие компоненты обычно входят в состав ЛВС «предприятия»?
Дайте определение понятия устройства типа «концентратор»?
Дайте определение понятия устройство типа «маршрутизатор»?
В чем разница в функционировании концентраторов и коммутаторов?
Какие «серверы» могут входить в состав ЛВС? Перечислите.
Какие средства применяются для защиты информации в ЛВС?
Что означает понятие «брандмауэр» и для чего они используются?
Что означает понятие «VPN» для сетей компьютеров?
Нужен ли для Вашей ЛВС «брандмауэр», если ЛВС имеет выход в сеть VPN?
Каким может быть максимальное число виртуальных каналов в коммутаторе на 16 портов?
Что понимается под «виртуальным каналом» в коммутаторе?
Что понимается под термином «брандмауэр» сети?
Перечислите основные свойства/функции брандмауэра?
Какие классы безопасности (КБ) вычислительных систем Вы знаете?
К какому КБ следует отнести:
А) средства типа firewall; б) ОС Windows; с) ПО для военного применения?
Перечислите средства, указанные в вопросе, в порядке убывания требований к безопасности.
Какой КБ имеет наиболее жесткие требования по безопасности? Его названия и свойства?
Какой КБ могут обеспечить сети VPN и почему?
Что понимается под «маршрутизатором», и каково его назначение?
На каком уровне модели OSI “работает” маршрутизаторы?
Перечислите основные функции маршрутизаторов?
Перечислите в порядке убывания скорости передачи данных стандарты (каналы) передачи данных глобальных сетей компьютеров?
Какие стандарты (каналы) передачи данных глобальных сетей компьютеров относят к низкоскоростным?
Какие стандарты (каналы) передачи данных глобальных сетей компьютеров относят к высокоскоростным?
Какие элементы входят в корпоративную сеть?
Что понимается под «корпоративной сетью» компьютеров?
Чем объяснить тот факт, что глобальные сети компьютеров появились раньше локальных?
Всякое ли приложение в сети компьютеров можно назвать «сетевым»?
В чем разница между «физической» и «логической» топологией сети?
Назовите главные недостатки полносвязанной топологии, а также топологий типа общая шина, звезда, кольцо?
Какую топологию имеет односегментная сеть Ethernet (EN), построенная на основе концентратора: общая шина или звезда?
Что понимается под:
А) логической и б) физической структуризацией сети?
В чем отличие логической структуризации сети от физической?
Что такое «открытая» система? Приведите примеры «закрытых» систем?
Почему в модели OSI семь уровней?
Какая организация разработала основные стандарты сетей Ethernet&Token Ring?
Назовите наиболее часто используемые характеристики производительности сетей компьютеров?
Что важнее для передачи мультимедийного трафика надежность либо синхронность?
Поясните название сетевой характеристики fault tolerance?
Поясните название сетевой характеристики scalability?
Поясните название сетевой характеристики security?

Blog