Когда началось развитие глобальных компьютерных сетей
В настоящее время широкое развитие получили различные системы, построенные на основе интегрированного использования средств вычислительной техники и техники связи, обеспечивающие взаимодействие информационных процессов и предоставляющие абонентам (пользователям) широкий спектр услуг по обмену информацией и обработке различных ее видов. Сети, осуществляющие передачу, обработку и хранение информации, называют информационными сетями (ИС) [1] .
Первоначально развитие таких ИС шло по пути автоматизации отдельных компонентов информационных процессов. Были созданы системы сбора, хранения и поиска информации на базе вычислительных средств, где основными процессами являлись хранение и поиск, но имели место также процессы обработки и передачи данных. В соответствии с целевым предназначением и спецификой решаемых задач были созданы различные сети: сети ЭВМ; компьютерные сети; сети информационных центров; вычислительные сети; сети телеобработки; информационно-вычислительные сети; информационно-справочные сети; телеинформационные сети.
Несмотря на разнообразие применяемых определений, все эти сети по своей структуре были однотипным объединением удаленных ЭВМ, которые различались типами используемых программно-технических средств передачи и обработки информации, наборами функций и реализуемыми протоколами взаимосвязи, а также областью применения.
Параллельным направлением развития ИС явилось создание систем передачи и распределения информации, в которых основное содержание составлял процесс обмена данными между удаленными объектами [2] .
Для передачи таких традиционных видов информации, как речь, документальная информация, изображение, звук, были созданы и совершенствуются различные специализированные (для передачи информации в определенном формате) информационные сети, называемые сетями электросвязи.
Современная информационная сеть - это сложная распределенная в пространстве техническая система, представляющая собой функционально связанную совокупность аппаратно-программных средств обработки и обмена информацией, которая состоит из территориально распределенных информационных узлов (подсистем обработки информации) и физических каналов передачи информации их соединяющих, в совокупности определяющих физическую структуру ИС.
Помимо понятия физической структуры для описания принципов построения и функционирования ИС применяют такие термины, как логическая и информационная структуры, описывающие размещения и взаимосвязи в ИС информационных процессов, а также понятие архитектуры ИС, определяющей принципы информационного взаимодействия в сети.
С точки зрения структурной организации ИС состоит из:
- транспортной сети, представляющей собой распределенную систему, состоящую из узлов коммутации, соединенных каналами первичной сети, обеспечивающей передачу информации между территориально распределенными абонентскими сетями (АС);
- абонентских сетей (АС), представляющих собой комплекс аппаратно-программных средств, реализующий функции содержательной обработки информации и функции взаимосвязи потребителей информации, обеспечивая доступ абонентов к транспортной сети в интересах этой взаимосвязи. Выделение во всей совокупности АС функций взаимосвязи позволяет в рамках ИС выделить еще один ее элемент - телекоммуникационную сеть (ТКС), обеспечивающую взаимодействие прикладных процессов в информационной сети, реализующую функции всех уровней функциональной архитектуры и включающую физическую среду распространения, через которую происходит передача сигналов, несущих информацию. Современные международные стандарты архитектур «де-факто» или «де-юре»:
- архитектура сети Интернет;
- архитектура широкополосной сети (BNA) (IBM);
- архитектура дискретной сети (DNA) (DEC);
- детально проработанной и стандартизованной архитектурой для информационных сетей выполняющих функции содержательной обработки информации в территориально распределенных узлах сети, является архитектура взаимосвязи открытых систем - Open System Interconnection (OSI).
[1] Олифер, В. Г. Компьютерные сети. – 4-е изд.– СПб. : Питер, 2010. – 944 с.
[2] Бабешко В.Н. Многопроцессорные системы в туманных вычислительных сетях.
Как и множество других технологических изобретений, глобальные компьютерные сети вышли из недр исследовательских проектов сугубо военного назначения. Запуск в Советском Союзе первого искусственного спутника Земли в 1957 году ознаменовал начало технологического соревнования между СССР и США. В 1958 году для проведения и координации научно-исследовательской деятельности в военной области при Министерстве обороны США было выделено специальное Агентство Передовых Исследовательских Проектов (Advanced Research Projects Agency - ARPA). В его ведении, в частности, находились и работы по обеспечению безопасности связи и коммуникации в случае начала ядерной войны. Такая система передачи данных должна была обладать максимальной устойчивостью к повреждениям и быть способной функционировать даже при полном выведении из строя большинства своих звеньев.
Схема узлов и каналов связи сети ARPANet в 1980 году. Мало кто мог тогда предположить, во что это превратится через каких-нибудь двадцать лет.
К 1977 году Сеть объединяла уже десятки научных и военных организаций, как в США, так и в Европе, а для связи использовались уже не только телефонные, но также спутниковые и радиоканалы. 1 января 1983 года было ознаменовано принятием единых Протоколов Обмена Данными - TCP/IP (Transfer Control Protocol / Internet Protocol). Выдающееся значение этих протоколов заключалось в том, что с их помощью разнородные сети получили возможность производить обмен данными друг с другом. Именно этот день фактически явялется днем рождения Интернет, как сети, объединяющей глобальные компьютерные сети. Не даром одним из наиболее емких и точных определений Интернет является "сеть сетей".
Так выглядела NSFNet в середине 90-х годов. Мощное сочетание спутниковых и оптико-волоконных каналов позволило создать в США единое цифровое пространство.
Повсеместное использование Интернет широкими массами пользователей фактически началось в 1994 году с созданием нового браузера - Netscape Navigator. Его появление не только упростило доступ к информации Всемирной паутины, но, главное, позволило размещать в виртуальной вселенной практически все виды данных. На смену текстовым черно-белым приложениям пришла многокрасочная среда, наполненная графикой, анимацией, аудио- и видеоданными. Такая среда сразу же привлекла большее число пользователей, что в свою очередь стимулировало еще большее число организаций и частных граждан размещать в Сети свои данные. Получилась своеобразная замкнутая спираль, каждый последующий виток которой значительно превышает предшествующий.
В России, по данным фонда "Общественное мнение" на весну 2004 года, число пользователей Интернет оценивалось в 14,9 миллиона человек. Это составляет 13% населения России в возрасте от 18 лет и старше. Наибольшее количество пользователей (18 %) сосредоточено в Москве, порядка 15 % проживают в Северо-Западном регионе, 16 % - в Приволжском, 17 % - в Центральном (исключая Москву), 13 % - в Сибирском, 11 % - в Южном, 5 % - в Уральском и 4 % - в Дальневосточном регионах.
Степень "интернетизации" России становится более понятна в сравнении с данными по другим странам, полученными компанией Nielsen//NetRatings Inc. (http://www.nielsen-netratings.com). По ее сведениям набольший уровень "интернетизации" демонстрирует Швейцария, где Интернет пользуются 62 % населения, далее идут Австралия - 50%, Нидерланды - 47%, Франция - 37%, Великобритания - 36% и Германия 34%.
Объем российского сегмента Интернет на конец января 2004 года составлял порядка 970 тысяч сайтов (более 140 миллионов оригинальных документов). Для сравнения: в январе 2002 года число сайтов составляло всего 392 тысячи, в январе 2001 - 218 тысяч, а в январе 2000 - лишь 46 тысяч серверов (данные Яндекса).
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока "История развития глобальных компьютерных сетей. Аппаратное обеспечение интернета"
Сегодня мы начнём изучать новый раздел информатики, в котором речь пойдёт о компьютерных сетях, в частности об интернете.
На уроке мы рассмотрим, как развивались компьютеры и компьютерные сети, а также при помощи каких аппаратных средств устроена работа современных компьютерных сетей и интернета.
История создания компьютеров неотделима от того, как развивались и усложнялись математические расчёты. Начиная с древности, по мере развития науки и государства математика и математические расчёты становились необходимым знанием. Но по мере усложнения этих расчётов, человеку становилось все сложнее их производить. Для того чтобы облегчить себе жизнь, люди стали изобретать и использовать различные вычислительные машины.
Условно, развитие компьютерной техники можно разделить на три этапа. Началом развития компьютерной техники считается момент появления первой электронной вычислительной машины, или ЭВМ в тысяча девятьсот сорок пятом году. До начала 70-х годов двадцатого века к ЭВМ имел доступ ограниченный круг людей, а их использование было связано в основном с проведением сложных научных расчётов.
Середина тысяча девятьсот семидесятых годов считается началом второго этапа развития компьютерной техники. Именно тогда компьютеры стали применять не только в науке, а также производстве, сфере образования, обслуживания и даже быту. Компьютеры стали появляться в домах у обычных людей, наряду с другой бытовой техникой.
Третий этап развития компьютеров связан с появлением глобальной компьютерной сети Интернета. Именно тогда компьютер перестал быть просто бытовой техникой. Он стал окном в другой, информационный мир, находящимся на вашем столе. С его развитием стала исчезать информационная ограниченность между людьми, находящимися в разных городах и даже странах. Именно с развитием интернета связано появление таких новых понятий как «Информационное пространство» и «Информационное общество».
На каждом этапе развития менялось и представление о компьютерной грамотности. Так называется минимальный набор знаний и умений человека, позволяющий ему использовать компьютер.
Так на первом этапе для использования компьютера требовались знания в программировании. Ведь так, как компьютер использовался небольшим количеством людей для проведения сложных научных вычислений, вначале не было понятия о программном обеспечении, а все вычисления производились на аппаратном уровне. На втором этапе, так как компьютер стал использоваться большим количеством людей, с различными познаниями в технике, для его использования стал необходим лишь набор некоторых элементарных навыков по работе в среде операционной системы. На третьем этапе, с развитием информационного общества, появились понятия информационной культуры и сетевого этикета. То есть для использования компьютера стало необходимо знать, помимо основ работы в операционной системе так же и правила поведения в интернете.
Рассмотрим, как же появился интернет. Первые глобальные компьютерные сети, как и многие другие технологии, использовались в военных целях. Интернет не стал исключением. Его прототипом была глобальная компьютерная сеть «ARPANET», созданная в США. Главной целью её создания было оповещение абонентов о приближении вражеских ракет. Позже эта сеть стала использоваться так же в научных целях, объединяя компьютеры различных учебных заведений по всей стране.
Посмотрим, какие же аппаратные средства используются в работе интернета. И так, основой интернета являются компьютеры-узлы и каналы связи. Это похоже на соединение телефонных линий, они так же соединяются в узлы, то есть Автоматические телефонные станции, или АТС. Абонент, который подключается к интернету, называется клиентом. Клиентом может быть один персональный компьютер пользователя или целая сеть компьютеров и других устройств. Организация, которая предоставляет услуги связи с интернетом, называется интернет-провайдером. Провайдер, в переводе с английского языка, означает «поставщик». Клиент заключает с интернет-провайдером договор на использование его узла связи. Узел связи интернет-провайдера, как правило, содержит несколько мощных компьютеров, постоянно подключённых сети, которые называются серверами.
Все компьютеры, подключённые к Интернету имеют свой тридцати двух битный IP-адрес, который делится на четыре однобайтных октета. Каждый октет имеет своё значение, по которому можно определить, на пример, к какой подсети подключён компьютер. Так, как человеку трудно воспринять длинную последовательность единиц и нулей, значения октетов переводят в десятичную систему счисления и записывают их по порядку, разделяя точками. Стоит обратить внимание, что узловые компьютеры имеют постоянные, то есть статические, IP-адреса. В тоже время компьютеры-клиенты чаще всего получают новый Ай-Пи адрес при каждом подключении к сети, то есть имеют динамические IP адреса. Так как большое количество IP адресов пользователю так же не под силу запомнить на ряду с ними действует доменная система имён (Domen name sistem) или сокращённо DNS. Так некоторым серверам присваиваются уникальные символьные имена, которые легче воспринимаются и запоминаются людьми, доменные имена.
Доменные имена имеют иерархическую структуру. Справа налево располагаются имена доменов от первого уровня к последнему.
Домены первого уровня делятся на: территориальные и административные. Так на пример домен ru принадлежит Российской Федерации, by – Беларуси, jp – Японии, uk – Великобритании. Домен gov– принадлежит правительственным организациям, edu– образовательным, com – коммерческим.
Узловые компьютеры так же имею свою иерархию. Так узел, расположенный в Саратове, связан с узлом, расположенным в Москве, а тот, в свою очередь связан с узлами в других странах.
В тоже время интернет имеет именно сетевую, а не древовидную структуру, так, как каждый узел связан ещё не с одним, а несколькими узлами. Один узел имеет множество каналов получения и передачи информации, такой вид соединения имеет большую устойчивость. То есть при выходе из строя одного узла или одной из линий связи, соединение с интернетом потеряет не большое количество компьютеров.
Рассмотрим, какие же существуют виды связи между компьютерами в глобальных сетях. Компьютеры в глобальных сетях могут быть связаны между собой с использованием:
· телефонных линий;
· электрического кабеля;
· оптоволоконного кабеля;
· радиосвязи (через спутники).
Эти каналы связи отличаются друг от друга ценой, скоростью передачи данных, а также надёжностью.
Самым дорогим из перечисленных каналов связи является оптоволоконный кабель, а самым дешёвым телефонная линия. Но также у них сильно отличаются надёжность, так как телефонная линия более подвержена помехам, а также скорость передачи данных для телефонной линии исчисляется сотнями килобит в секунду, а скорость передачи оптоволоконного кабеля может достигать нескольких сотен мегабит в секунду.
Раньше большинство пользователей подключались к интернету, используя телефонную линию. Для этого требовалось специальное устройство, модем, сокращённо от слов модулятор и демодулятор. Это устройство предназначалась для преобразования цифрового сигнала, передаваемого компьютером в аналоговый, который передавался по телефонной линии и наоборот. Такие устройства были установлены и у провайдеров, и у клиентов. Сейчас, используется в основном соединение, посредством электрической и оптоволоконной кабельной связи. Соединение между узлами, находящимися на больших расстояниях устанавливается посредством радиосвязи.
Сегодня мы рассмотрели историю развития глобальных компьютерных сетей и аппаратное устройство интернета. Важно запомнить, что глобальной компьютерной сетью называется система объединённых компьютеров, расположенных на больших расстояниях друг от друга. Всемирная паутина, или тройное WWW – важнейшая служба интернета. Основными аппаратными средствами интернета являются компьютерные узлы и каналы связи. Все компьютеры, подключённые к интернету имеют уникальный тридцати двухбитный идентификатор, или IP-адрес. При помощи доменной системы имён или DNS, некоторые серверы получают также уникальное символьное имя или домен.
Развитие компьютерных сетей происходило, в первую очередь, за счет развития двух более крупных направлений технологии – вычислительной техники и коммуникаций. Первые попытки создать возможность работы с вычислительной техникой нескольких пользователей заключались в загрузке в мэйнфрэйм (основной компьютер) нескольких готовы пакето данных, которые были заранее подготовлены и нуждались в обработке.
Первоначальное развитие этой технологии происходило на протяжении 50-х годов XX века, когда компьютеры представляли собой громоздкие и неудобные устройства, обрабатывающие информацию крайне длительное время. На тот момент удобство пользователя находилось на одном из последних мест в развитии, а основное внимание уделялось повышению мощности.
Следующим прообразом компьютерных сетей стало создание отдельных терминалов, имеющих полноценные собственные устройства ввода-вывода и работающие напрямую с одним общим компьютером. Для самого пользователя работа за таким устройством была куда более удобной – он мог не замечать, что мощности компьютера параллельно используются еще несколькими людьми. Именно тогда стали появляться первые сети, чей принцип работы заключался лишь в банальном физическом удалении терминалов на определенные расстояния.
Как только начали появляться более компактные компьютеры – это произошло в 70-х годах, позволить себе их установку могли все больше предприятий, поэтому необходимость использования какого-либо средства связи возрастала и тогда возникли первые приближенные к современным способы объединения компьютеров в сеть и потребность в монтаже компьютерных сетей.
APRANET и появление полноценных сетей
В 1969 году произошло знаковое событие – минобороны США приняло решение об объединении всех основных компьютерных узлов в общую сеть. Передача данных осуществлялась между ними по коммутируемому кабелю, а для ее осуществления были созданы специальные операционные системы и огромное количество сложных сопутствующих протоколов.
Впоследствии, коммутируемые кабели телефонных сетей станут одним из основных способов передачи данных вплоть до середины 80-х годов.
Принцип передачи данных по телефонному кабелю, при этом, уже в первые годы существования компьютерных сетей претерпел определенные изменения. Так, в отличие от непрерывного потока информации, который мог подвергаться искажениям и мешать другим пользователям работать с сетью, как это бывает со стандартным телефонным сигналом, компьютерные данные отправлялись сразу готовыми закрытыми пакетами, что позволяло одновременно использовать один и тот же кабель множеству пользователей.
Что появилось раньше – WAN или LAN?
Говоря о компьютерных сетях, сейчас есть две основных их разновидности. Под подключением WAN (Wide Area Network) подразумевают объединение удаленных физически друг от друга компьютеров, а также простой выход в Интернет, в то время как LAN – это закрытая сеть, объединяющая физически близкие компьютеры и способная быть полностью изолированной от каких-либо других соединений.
Однако, на ранних этапах развития компьютеров, нужды в LAN-сетях не было – их заменяли стандартные комплексы из мейнфреймов и терминалов, хотя удаленная передача данных была крайне важным и приоритетным направлением исследований.
Важную роль в развитии сетей сыграло появление персональных компьютеров, унификация их комплектующих и программного обеспечения. Так начали появляться первые сетевые протоколы – это произошло в 80-х годах. К концу века однозначным лидером среди них стал протокол Ethernet, способный обеспечивать скорость передачи данных в первом поколении своего развития со скоростью 10 Мбит/с, а на данный момент поддерживающий скорость передачи, превышающую 1 Гбит/с.
Развитие в области вычислительной техники и телекоммуникационных средств повлияли на становление компьютерных сетей.
Основной функцией работы компьютерной сети есть перемещение информационных данных на определенные расстояния при помощи их кодировки и уплотнения каналов, что имело развитие в разнообразных сетях телекоммуникации.
Понятие «компьютерная сеть» появилось уже достаточно давно. Вначале пользовались системой телеобработки данных (СТД), которая была построена на основе огромных электронно-вычислительных машин.
Информация передавалась посредством сети телефонии с помощью таких устройств, как модемы, абонентские пункты и устройства коммутации. При этом обрабатывался лишь аналоговый сигнал.
Главными минусами такой системы было низкое быстродействие (что послужило толчком для создания цифровых телефонных коммутаторов) и передача информации каналом связи в определенный момент с одной скоростью. Последний недостаток исправили при помощи внедрения коммуникационного кабельного телевидения, что позволило широкополосный сигнал передачи.
Сложно разобраться самому?
Попробуй обратиться за помощью к преподавателям
Система пакетной обработки
Первые компьютеры были очень огромными и дорогостоящими, порой их размеры достигали габаритов зданий. Они не предназначались для обычных пользователей, а лишь обрабатывали пакетные данные.
Обработка пакетных данных зачастую основывалась на базе мощнейшей электронно-вычислительной машины общего пользования с улучшенной степенью надежности (мэйнфрейма).
Задачей пользователя была подготовка перфокарты с исходными данными, которые он передавал в центр вычислений. Задачей операторов центра был ввод данных с этой перфокарты в электронно-вычислительную машину, после их обработки пользователи могли получать результаты приблизительно через сутки. В то же время, если имела место ошибка в перфокарте, то результат мог задержаться еще на сутки.
Многотерминальная система
Благодаря тому, что в определенный промежуток времени процессоры стали дешеветь, получила развитие многотерминальная система разделения времени. Эти системы позволили пользователям взаимодействовать с компьютером через отдельные терминалы. Количество работающих единовременно пользователей зависело от мощности процессора.
Стало возможным распределить терминалы по территории всего предприятия, распределяя функции введения и выведения информации, но в то же время мощность вычисления оставалась централизованно управляемой.
Многотерминальная централизованная система подобного вида подобна локальной сети, в которой вся информация и программное обеспечение общедоступны, и в удобный момент можно запустить ту или иную программу и быстро получить результат.
По сути многотерминальная система послужила первой ступенью для создания локальной компьютерной сети.
Многотерминальная система являлась тогда основой централизованной работы, но о создании сетей тогда не шло речи, так как закупить даже несколько компьютеров на то время для предприятий было не целесообразно, так как они стоили приличных денег. В те времена мощность компьютера была эквивалентна квадрату его цены, потому было целесообразнее взять одну мощную машину по дороже, чем покупать несколько с меньшей мощностью.
Не нашли что искали?
Просто напиши и мы поможем
Глобальные компьютерные сети
Возникновение необходимости объединения компьютеров, что находились на приличном расстоянии друг от друга, создало проблему коммуникации. Сперва ее решали путем присоединения терминала, находящегося на удалении на десятки километров. Такой терминал подсоединяли посредством сети телефонии при помощи устройства с названием модем. Подобная сеть давала возможность удаленного доступа к общей информации и программам, что находились на мощном центральном компьютере. Несколько позднее придумали систему соединения на огромном расстоянии между компьютерами.
Благодаря компьютерным сетям стало возможным автоматически обмениваться данными, что есть главным свойством вычислительных сетей.При помощи такого механизма в первых сетях было реализовано большинство действующих и сегодня служб, таких как электронная почта, синхронизация данных, обмен информацией и прочих стандартных программ.
Благодаря первым глобальным сетям стало возможным объединить компьютеры, которые могли располагаться на огромном расстоянии, даже в разных городах и странах.
Не нашли нужную информацию?
Закажите подходящий материал на нашем сервисе. Разместите задание – система его автоматически разошлет в течение 59 секунд. Выберите подходящего эксперта, и он избавит вас от хлопот с учёбой.
Гарантия низких цен
Все работы выполняются без посредников, поэтому цены вас приятно удивят.
Доработки и консультации включены в стоимость
В рамках задания они бесплатны и выполняются в оговоренные сроки.
Вернем деньги за невыполненное задание
Если эксперт не справился – гарантируем 100% возврат средств.
Тех.поддержка 7 дней в неделю
Наши менеджеры работают в выходные и праздники, чтобы оперативно отвечать на ваши вопросы.
Тысячи проверенных экспертов
Мы отбираем только надёжных исполнителей – профессионалов в своей области. Все они имеют высшее образование с оценками в дипломе «хорошо» и «отлично».
Гарантия возврата денег
Эксперт получил деньги, а работу не выполнил?
Только не у нас!
Деньги хранятся на вашем балансе во время работы над заданием и гарантийного срока
Гарантия возврата денег
В случае, если что-то пойдет не так, мы гарантируем возврат полной уплаченой суммы
Читайте также: