Каким образом осуществляется передача информации между компьютерами

Обновлено: 04.07.2024

Передача информации между компьютерами — это передача информационных данных с помощью специальных каналов связи.

Введение

Под передачей информации понимается реальный процесс, при помощи которого выполняется перемещение данных в пространстве. Простейший пример: человек выполнил запись данных на диск на одном компьютере, снял диск и перенёс его в другое помещение и установил на другой компьютер.

Процесс передачи информации состоит из таких элементов:

Информационный источник.
Информационный приёмник.
Информационный носитель.
Передающая среда.

Передача информации должна являться заранее спланированным техническим действием, итогом которого станет воспроизводство информационных данных, находящихся у информационного источника, в ином местоположении, обозначаемом как информационный приёмник. Это действие должно иметь реальный временной интервал достижения итоговых показателей.

Для выполнения информационной передачи требуется:

Иметь в наличии запоминающее устройство или носитель информации, который обладает возможностью перемещаться во времени и пространстве между источником и приёмником.
Должны быть известны и источнику, и приёмнику правила и методы записи и считывания данных с носителя.
Существование носителя информации не должно прекращаться до момента достижения конечного пункта и считывания с него данных приёмником.

Носителями на нынешнем этапе развития технических устройств могут быть как реальные объекты, так и волновые, и полевые природные объекты. В качестве носителей могут выступать при некоторых ограничениях и непосредственно подлежащие передаче информационные объекты (в форме виртуальных носителей). Современные компьютеры могут реализовать всю безграничность своих возможностей, когда они подсоединены к какой-либо компьютерной сети, соединяющей каналами связи все компьютеры. Локальные сети на основе проводов выступают главным основанием любой компьютерной сети и могут сделать из компьютера очень удобный и обладающий универсальностью инструментарий, без которого невозможно существование любого нынешнего бизнеса.

Готовые работы на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

Технический прогресс дополнил локальные компьютерные сети возможностями беспроводных технологий. То есть, беспроводные сети, работающие на определённых фиксированных радиочастотах, отлично дополнили все проводные локальные сети. Их основным достоинством является возможность работы в тех местах, где по различным причинам невозможно проложить кабель для локальной сети. Но следует заметить, что, всё — таки, беспроводная сеть выступает только в качестве добавочного компонента локальной сети, построенной на использовании кабелей. Главным фактором здесь является беспрецедентная надёжность кабельных сетей, которые применяют сегодня практически все предприятия, независимо от их объёмов и сфер деятельности.

Топология сети

Топологией сети называется схема размещения и подсоединения устройств сети. Сетевая топология делится на:

Физическую. То есть описывающую фактическое местоположение и взаимосвязи узлов сети.
Логическую. То есть описывающую прохождение сигналов в пределах физической топологии.
Информационную. То есть описывающую направленность информационных потоков, которые передаются по сети.
Управляющую обменом. Фактически передающую права на эксплуатацию сети.

Есть различные методы подсоединения устройств сети. Можно выделить следующие основные топологии:

Шинная.
Закольцованная.
По типу звезды.
В формате дерева.

Существуют также добавочные топологии (являются производными от основных):

По типу двойного кольца.
Топология ячеек.
По типу решётки.
По типу толстого дерева (Fat Tree).

Все добавочные топологии — это комбинации основных топологий. Их ещё называют смешанными или гибридами, но отдельные их виды могут иметь и собственные обозначения, к примеру «дерево».

Преимущества шинной топологии:

Требуется мало времени, чтобы построить сеть.
Невысокая стоимость.
Несложная настройка.
Поломка одной рабочей станции не влияет на функционирование всей сети.

К недостаткам следует отнести:

Неисправности в сети, типа разрыва кабеля или неисправности терминатора, могут заблокировать функционирование всей сети.
Затруднён поиск неисправности.
При подключении новых рабочих станций снижается суммарное быстродействие сети.

Кольцом называется топология, при которой компьютер соединяется по каналам связи лишь с двумя другими. От первого компьютера он принимает данные, а второму лишь пересылает свою информацию. Каждый канал связи обслуживается только одним приёмником и одним передатчиком. Такой метод даёт возможность не использовать внешние терминаторы.

Звезда является основной топологией компьютерных сетей. В ней все машины сети связаны с центральным коммутатором и эта структура образует физический сегмент сети. Такой сегмент способен работать как самостоятельно, так и в качестве элемента более мощной сетевой топологии (например, топология дерево).

Древовидная топология по сути является топологией звезда. Если мы представим себе дерево с растущими из его ствола ветками, то увидим топологию звезды. По началу топология называлась «дерево», затем к этому термину стали добавлять в скобках «звезда». Сегодня принято указывать только «звезда».

WiMAX ( англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access)— телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобильных телефонов). Основана на стандарте IEEE 802.16, который также называют Wireless MAN (WiMAX следует считать жаргонным названием, так как это не технология, а название форума, на котором Wireless MAN и был согласован). Максимальная скорость — до 1 Гбит/сек на ячейку.

Область использования

WiMAX подходит для решения следующих задач:

Соединения точек доступа Wi-Fi друг с другом и другими сегментами Интернета.
Обеспечения беспроводного широкополосного доступа как альтернативы
Предоставления высокоскоростных сервисов передачи данных и телекоммуникационных услуг.
Создания точек доступа, не привязанных к географическому положению.
Создания систем удалённого мониторинга (monitoring системы), как это имеет место в системе

WiMAX позволяет осуществлять доступ в Интернет на высоких скоростях, с гораздо большим покрытием, чем у Wi-Fi-сетей. Это позволяет использовать технологию в качестве «магистральных каналов», продолжением которых выступают традиционные DSL- и выделенные линии, а также локальные сети. В результате подобный подход позволяет создавать масштабируемые высокоскоростные сети в рамках городов.

Фиксированный и мобильный вариант WiMAX

Набор преимуществ присущ всему семейству WiMAX, однако его версии существенно отличаются друг от друга. Разработчики стандарта искали оптимальные решения как для фиксированного, так и для мобильного применения, но совместить все требования в рамках одного стандарта не удалось. Хотя ряд базовых требований совпадает, нацеленность технологий на разные рыночные ниши привела к созданию двух отдельных версий стандарта (вернее, их можно считать двумя разными стандартами). Каждая из спецификаций WiMAX определяет свои рабочие диапазоны частот, ширину полосы пропускания, мощность излучения, методы передачи и доступа, способы кодирования и модуляции сигнала, принципы повторного использования радиочастот и прочие показатели.

Основное различие двух технологий состоит в том, что фиксированный WiMAX позволяет обслуживать только «статичных» абонентов, а мобильный ориентирован на работу с пользователями, передвигающимися со скоростью до 150 км/ч. Мобильность означает наличие функций роуминга и «бесшовного» переключения между базовыми станциями при передвижении абонента (как происходит в сетях сотовой связи). В частном случае мобильный WiMAX может применяться и для обслуживания фиксированных пользователей.

Широкополосный доступ

Многие телекоммуникационные компании делают большие ставки на использование WiMAX для предоставления услуг высокоскоростной связи. И тому есть несколько причин.

Во-первых, технологии позволят экономически более эффективно (по сравнению с проводными технологиями) не только предоставлять доступ в сеть новым клиентам, но и расширять спектр услуг и охватывать новые труднодоступные территории.

Во-вторых, беспроводные технологии многим более просты в использовании, чем традиционные проводные каналы. WiMAX и Wi-Fi сети просты в развёртывании и по мере необходимости легко масштабируемы. Этот фактор оказывается очень полезным, когда необходимо развернуть большую сеть в кратчайшие сроки. К примеру, WiMAX был использован для того чтобы предоставить доступ в Сеть выжившим после цунами, произошедшего в декабре 2004 года в Индонезии (Aceh). Вся коммуникационная инфраструктура области была выведена из строя и требовалось оперативное восстановление услуг связи для всего региона.

В сумме все эти преимущества позволят снизить цены на предоставление услуг высокоскоростного доступа в Интернет как для бизнес структур, так и для частных лиц.

Одна из основных потребностей человека – потребность в общении. Универсальным средством общения являются коммуникации, обеспечивающие передачу информации с помощью современных средств связи, включающих компьютер.

Общая схема передачи информации такова:

источник информации - канал связи - приемник (получатель) информации

Основными устройствами для быстрой передачи информации на большие расстояния в настоящее время являются телеграф, радио, телефон, телевизионный передатчик, телекоммуникационные сети на базе вычислительных систем.

Передача информации между компьютерами существует с самого момента возникновения ЭВМ. Она позволяет организовать совместную работу отдельных компьютеров, решать одну задачу с помощью нескольких компьютеров, совместно использовать ресурсы и решать множество других проблем.

Под компьютерной сетью понимают комплекс аппаратных и программных средств, предназначенных для обмена информацией и доступа пользователей к единым ресурсам сети.

Основное назначение компьютерных сетей - обеспечить совместный доступ пользователей к информации (базам данных, документам и т.д.) и ресурсам (жесткие диски, принтеры, накопители CD-ROM, модемы, выход в глобальную сеть и т.д.).

Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию.

Абонентами сети могут быть отдельные ЭВМ, промышленные роботы, станки с ЧПУ (станки с числовым программным управлением) и т.д. Любой абонент сети подключён к станции.

Станция – аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и приёмом информации.

Для организации взаимодействия абонентов и станции необходима физическая передающая среда.

Физическая передающая среда – линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных.

Одной из основных характеристик линий или каналов связи является скорость передачи данных (пропускная способность).

Скорость передачи данных - количество бит информации, передаваемой за единицу времени.

Обычно скорость передачи данных измеряется в битах в секунду (бит/с) и кратных единицах Кбит/с и Мбит/с.

Соотношения между единицами измерения:

1 Кбит/с =1024 бит/с;

1 Мбит/с =1024 Кбит/с;

1 Гбит/с =1024 Мбит/с.

На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть.

Таким образом, компьютерная сеть – это совокупность абонентских систем и коммуникационной сети.

По типу используемых ЭВМ выделяют однородные и неоднородные сети. В неоднородных сетях содержатся программно несовместимые компьютеры (чаще так и бывает на практике).

По территориальному признаку сети делят на локальные и глобальные.

Локальные сети (LAN, Local Area Network) объединяют абонентов, расположенных в пределах небольшой территории, обычно не более 2–2.5 км.

Локальные компьютерные сети позволят организовать работу отдельных предприятий и учреждений, в том числе и образовательных, решить задачу организации доступа к общим техническим и информационным ресурсам.

Глобальные сети (WAN, Wide Area Network) объединяют абонентов, расположенных друг от друга на значительных расстояниях: в разных районах города, в разных городах, странах, на разных континентах (например, сеть Интернет).

Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные компьютерные сети позволят решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам.

Локальная сеть, глобальная сеть.

Основные компоненты коммуникационной сети:

средства передачи (физическая передающая среда и специальная аппаратура, обеспечивающая передачу информации).

Топология локальных сетей

Очень важным является вопрос топологии локальной сети.

Под топологией компьютерной сети обычно понимают физическое расположение компьютеров сети относительно друг друга и способ соединения их линиями.

Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, методы управления обменом, надежность работы, возможность расширения сети.

Существует три основных вида топологии сети: шина, звезда и кольцо.

Согласно этой топологии создается одноранговая сеть. При таком соединении компьютеры могут передавать информацию только по очереди, так как линия связи единственная.

простота добавления новых узлов в сеть (это возможно даже во время работы сети);

сеть продолжает функционировать, даже если отдельные компьютеры вышли из строя;

недорогое сетевое оборудование за счет широкого распространения такой топологии.

сложность сетевого оборудования;

сложность диагностики неисправности сетевого оборудования из-за того, что все адаптеры включены параллельно;

обрыв кабеля влечет за собой выход из строя всей сети;

ограничение на максимальную длину линий связи из-за того, что сигналы при передаче ослабляются и никак не восстанавливаются.

Звезда (star), при которой к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует свою отдельную линию связи.

Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который ложится очень большая нагрузка, поэтому он предназначен только для обслуживания сети.

выход из строя периферийного компьютера никак не отражается на функционировании оставшейся части сети;

простота используемого сетевого оборудования;

все точки подключения собраны в одном месте, что позволяет легко контролировать работу сети, локализовать неисправности сети путем отключения от центра тех или иных периферийных устройств;

не происходит затухания сигналов.

выход из строя центрального компьютера делает сеть полностью неработоспособной;

жесткое ограничение количества периферийных компьютеров;

значительный расход кабеля.

Кольцо (ring), при котором каждый компьютер передает информацию всегда только одному компьютеру, следующему в цепочке, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера, и эта цепочка замкнута. Особенностью кольца является то, что каждый компьютер восстанавливает приходящий к нему сигнал, поэтому затухание сигнала во всем кольце не имеет никакого значения, важно только затухание между соседними компьютерами.

Весь материал - в документе.

Содержимое разработки

Тема: Передача информации между компьютерами. Проводная и беспроводная связь.

Общая схема передачи информации такова:

источник информации - канал связи - приемник (получатель) информации

Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию.

Станция – аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и приёмом информации.

Для организации взаимодействия абонентов и станции необходима физическая передающая среда.

Скорость передачи данных - количество бит информации, передаваемой за единицу времени.

Обычно скорость передачи данных измеряется в битах в секунду (бит/с) и кратных единицах Кбит/с и Мбит/с.

Соотношения между единицами измерения:

1 Кбит/с =1024 бит/с;

1 Мбит/с =1024 Кбит/с;

1 Гбит/с =1024 Мбит/с.

На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть.
Таким образом, компьютерная сеть – это совокупность абонентских систем и коммуникационной сети.

По территориальному признаку сети делят на локальные и глобальные.

Локальная сеть, глобальная сеть.

Основные компоненты коммуникационной сети:

Топология локальных сетей

Очень важным является вопрос топологии локальной сети.

Существует три основных вида топологии сети: шина, звезда и кольцо.

Шина (bus), при которой все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи, и информация от каждого компьютера одновременно передается ко всем остальным компьютерам. Согласно этой топологии создается одноранговая сеть. При таком соединении компьютеры могут передавать информацию только по очереди, так как линия связи единственная.

простота добавления новых узлов в сеть (это возможно даже во время работы сети);

сеть продолжает функционировать, даже если отдельные компьютеры вышли из строя;

недорогое сетевое оборудование за счет широкого распространения такой топологии.

сложность сетевого оборудования;

обрыв кабеля влечет за собой выход из строя всей сети;

Звезда (star), при которой к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует свою отдельную линию связи. Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который ложится очень большая нагрузка, поэтому он предназначен только для обслуживания сети.

выход из строя периферийного компьютера никак не отражается на функционировании оставшейся части сети;

простота используемого сетевого оборудования;

не происходит затухания сигналов.

выход из строя центрального компьютера делает сеть полностью неработоспособной;

жесткое ограничение количества периферийных компьютеров;

значительный расход кабеля.

легко подключить новые узлы, хотя для этого нужно приостановить работу сети;

большое количество узлов, которое можно подключить к сети (более 1000);

высокая устойчивость к перегрузкам.

выход из строя хотя бы одного компьютера нарушает работу сети;

обрыв кабеля хотя бы в одном месте нарушает работу сети.

В отдельных случаях при конструировании сети используют комбинированную топологию. Например, дерево (tree) - комбинация нескольких звезд.

Каждый компьютер, который функционирует в локальной сети, должен иметь сетевой адаптер(сетевую карту). Функцией сетевого адаптера является передача и прием сигналов, распространяемых по кабелям связи. Кроме того, компьютер должен быть оснащен сетевой операционной системой.

При конструировании сетей используют следующие виды кабелей:

неэкранированная витая пара. Максимальное расстояние, на котором могут быть расположены компьютеры, соединенные этим кабелем, достигает 90 м. Скорость передачи информации - от 10 до 155 Мбит/с; экранированная витая пара. Скорость передачи информации - 16 Мбит/с на расстояние до 300 м.

коаксиальный кабель. Отличается более высокой механической прочностью, помехозащищённостью и позволяет передавать информацию на расстояние до 2000 м со скоростью 2-44 Мбит/с;

волоконно-оптический кабель. Идеальная передающая среда, он не подвержен действию электромагнитных полей, позволяет передавать информацию на расстояние до 10 000 м со скоростью до 10 Гбит/с.

Понятие о глобальных сетях

Теперь поговорим о глобальных сетях.

Глобальная сеть – это объединения компьютеров, расположенных на удаленном расстоянии, для общего использования мировых информационных ресурсов. На сегодняшний день их насчитывается в мире более 200. Из них наиболее известной и самой популярной является сеть Интернет.

В отличие от локальных сетей в глобальных сетях нет какого-либо единого центра управления. Основу сети составляют десятки и сотни тысяч компьютеров, соединенных теми или иными каналами связи. Каждый компьютер имеет уникальный идентификатор, что позволяет "проложить к нему маршрут" для доставки информации. Обычно в глобальной сети объединяются компьютеры, работающие по разным правилам (имеющие различную архитектуру, системное программное обеспечение и т.д.). Поэтому для передачи информации из одного вида сетей в другой используются шлюзы.

Протокол обмена - это набор правил (соглашение, стандарт), определяющий принципы обмена данными между различными компьютерами в сети.

Протоколы условно делятся на базовые (более низкого уровня), отвечающие за передачу информации любого типа, и прикладные (более высокого уровня), отвечающие за функционирование специализированных служб.

Главный компьютер сети, который предоставляет доступ к общей базе данных, обеспечивает совместное использование устройств ввода-вывода и взаимодействия пользователей называется сервером. Компьютер сети, который только использует сетевые ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не отдает называется клиентом (часто его еще называют рабочей станцией).

Для работы в глобальной сети пользователю необходимо иметь соответствующее аппаратное и программное обеспечение.

Программное обеспечение можно разделить на два класса:

программы-серверы, которые размещаются на узле сети, обслуживающем компьютер пользователя;

программы-клиенты, размещенные на компьютере пользователя и пользующиеся услугами сервера.

Глобальные сети предоставляют пользователям разнообразные услуги: электронная почта, удаленный доступ к любому компьютеру сети, поиск данных и программ и т.д.

Любой канал связи имеет ограниченную пропускную способность, это число ограничивается свойствами аппаратуры и самой линии (кабеля). Объём переданной информации I вычисляется по формуле:

где q- пропускная способность канала (бит/с)

t-время передачи (сек)

Какой объем информации можно передать за 10 мин по каналу с пропускной способностью 5 кбайт/с

Передача данных через ADSL- заняла 5 минут. За это время был передан файл, размер которого 3000 Кбайт. Определите минимальную скорость (бит/с) (пропускную способность канала), при которой такая передача возможна.

Какое количество байтов будет передаваться за 1 секунду. По каналу с пропускной способностью 100 Мбит/с?

Через ADSL-соединение файл размером 2500 Кбайт передавался 40 секунд. Сколько секунд потребуется для передачи файла размером 2750 Кбайт.

Модем передаёт данные со скоростью 56 Кбит/сек. Передача текстового файла заняла 4,5 минут. Определите, сколько страниц содержал переданный текст, если известно, что он был представлен в кодировке Unicode, а на одной странице – 3072 символа.

а) Скорость передачи данных через ADSL-соединение равна 128000бит/с.Через данное соединение передают файл размером 625кбайт. Определите время передачи файла в секундах.

б) Передача данных через ADSL- заняла 2 минуты. За это время был передан файл, размер которого 3750Кбайт. Определите минимальную скорость (бит/с), при которой такая передача возможна.

-75%

Есть три основных способа организации межкомпьютерной связи:

объединение двух рядом расположенных компьютеров посредством специального кабеля;

передача данных от одного компьютера к другому посредством модема с помощью проводных, беспроводных или спутниковых линий связи;

объединение компьютеров в компьютерную сеть

Часто при организации связи между двумя компьютерами за одним компьютером закрепляется роль поставщика ресурсов (программ, данных и т.д.), а за другим — роль пользователя этих ресурсов. В этом случае первый компьютер называется сервером, а второй —клиентом или рабочей станцией. Работать можно только на компьютере-клиенте под управлением специального программного обеспечения.

Сервер (англ. serve — обслуживать) — это высокопроизводительный компьютер с большим объёмом внешней памяти, который обеспечиваетобслуживание других компьютеров путем управления распределением дорогостоящих ресурсов совместного пользования (программ, данных и периферийного оборудования).

Клиент (иначе, рабочая станция) — любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера.

Компьютерная сеть (англ. ComputerNetWork, от net — сеть, и work — работа) — это система обмена информацией между компьютерами.

Пользователи компьютерной сети получают возможность совместно использовать её программные, технические, информационные и организационные ресурсы.

Компьютерная сеть представляет собой совокупность узлов (компьютеров, рабочих станций и др.) и соединяющих их ветвей.

Ветвь сети — это путь, соединяющий два смежных узла.

Узлы сети бывают трёх типов:

оконечный узел — расположен в конце только одной ветви;

промежуточный узел — расположен на концах более чем одной ветви;

смежный узел — такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов.

Компьютеры могут объединяться в сеть разными способами.Способ соединения компьютеров в сеть называется её топологией.

Наиболее распространенные виды топологий сетей:

Линейная сеть. Содержит только два оконечных узла, любое число промежуточных узлов и имеет только один путь между любыми двумя узлами.

Кольцевая сеть. Сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви.

Древовидная сеть. Сеть, которая содержит более двух оконечных узлов и по крайней мере два промежуточных узла, и в которой между двумя узлами имеется только один путь.

Звездообразная сеть. Сеть, в которой имеется только один промежуточный узел.

Ячеистая сеть. Сеть, которая содержит по крайней мере два узла, имеющих два или более пути между ними.

Полносвязанная сеть. Сеть, в которой имеется ветвь между любыми двумя узлами.

Важнейшая характеристика компьютерной сети — её архитектура.

В современном мире, переживающем информационный бум, всё большее значение приобретает проводная связь - телефония и интернет, которая позволяет людям не только общаться друг с другом на огромном расстоянии, но и пересылать за какие-то доли секунды огромные объёмы информации.

Существует несколько типов проводных линий связи:

медная витая пара проводов

волоконно-оптическая линия связи

Самой распространённой, дешёвой и простой в монтаже и последующем техническом обслуживании является витая пара. Волоконно-оптическая линия связи, напротив, является наиболее сложной и дорогостоящей.

Несмотря на бурное развитие в последние годы всевозможных средств беспроводной связи, таких, как мобильные или спутниковые телефоны, проводная связь, видимо, будет сохранять свои позиции ещё долгое время.

Основными преимуществами проводной связи перед беспроводной являются простота устройства линий связи и стабильность передаваемого сигнала (качество которого, например, практически не зависит от погодных условий).

Читайте также: